Welcher Schrittmotor sollte ausreichen, um ein Wasserventil zu bewegen und für den TMC2130-Treiber?

Ich brauche einen Schrittmotor und einen Treiber, um ihn zu steuern. Aber ich weiß nicht, was meinen Anforderungen entspricht. Ich habe einen Arduino MEGA 2560, falls das relevant ist.

Ziel

Ich muss ein Nupro-Ventil präzise schließen und öffnen. Ich werde eine Art Zahnrad verwenden, um den Motor mit dem Schlüssel zu verbinden. Am wichtigsten ist es, zu erkennen, wenn sich die Belastung des Motors ändert, und ihn zu stoppen, wenn das Ventil vollständig geschlossen ist, um Schäden zu vermeiden.

Ventil

Treiber

Ich habe einen Blick darauf geworfen und denke, dass der Treiber TMC2130 meinen Anforderungen entsprechen könnte. Es verfügt über eine stallGuard2Technologie, die die Motorbelastung erkennt und den Verbrauch reduziert, wenn der Motor im Leerlauf ist. Es ist in 3D-Druckern üblich, hat aber viele andere Anwendungen.

Gibt es einen besseren Fahrer? Wenn es ein Schild für mein Arduino gibt, wäre es bequemer.

Schrittmotor

Ich würde gerne wissen, welche Mindestfunktionen des Schrittmotors ich benötige:

  • Drehmoment. Ich weiß nicht, wie viel 1Nmoder 1mNm. Ich meine, ich weiß nicht, wie viel ich brauche und wie ich es berechnen soll
  • Stromspannung. 0..46V DC
  • Aktuell. Der Treiber kann mit Schrittmotoren bis zu 2,0 A Spulenstrom (2,5 A Spitze) arbeiten
  • Drähte. Ich habe nicht herausgefunden, wie viele Kabel von dem von mir vorgeschlagenen Treiber unterstützt werden
  • Schrittwinkel. Ich denke, 1,8º würden ausreichen, aber ich bin mir nicht so sicher

Ich denke, ein Äquivalent zu diesem Dauerservo würde ausreichen. Dieser Motor hat das Maximum von 6V und 190mA.

Würde dieser NEMA 17 Schrittmotor funktionieren?

Aktualisierung (15. März 2020)

  • Drehmoment:

    • Ich habe festgestellt, dass im Datenblatt des Servos 38 oz invon maximalem Drehmoment geschrieben wird, 0.27 Nmungefähr. Das sollte also für den Schrittmotor ausreichen, hoffe ich, ich werde auch etwas Getriebe hinzufügen und das Drehmoment wird etwas höher und präziser sein

    • Ventil. Die Dokumentation des Swagelok Ventils (Serie S) finden Sie hier . Der Arbeitsdruck beträgt 2000 psig = 137 bar.

      Ich werde jedoch nur mit Gas arbeiten, also denke ich, dass das 0.27 Nmbisher ausreichen würde.

  • Drähte. Ich werde mit dem bipolaren Modus arbeiten. Also muss ich nur auf die Kabel achten, die in jede Spule gehen

  • Schrittwinkel. Ich werde die Präzision verbessern, indem ich dem Schrittmotor ein Getriebe hinzufüge. Und ich werde "Full Step" verwenden, um den Motor in der richtigen Position zu halten, wie Tony es vorschlägt

Ich würde mit der Recherche der ersten Kugel beginnen. Es ist keine Raketenwissenschaft und die Informationen sind kostenlos. Aber bevor Sie einen Motor berechnen, müssen Sie messen, wie viel Sie tatsächlich mit Ihrer tatsächlichen Last benötigen.
Datenblatt zu diesem "nupro key"? Wenn ich es auf Google suche, bekomme ich nur Hundefutter.
@EugenSch. Okay, ich werde ein bisschen mehr recherchieren, um zu überprüfen, ob ich es herausfinden kann, danke
@RonBeyer ah, ich kann gerade keinen Link finden. Ich melde mich morgen, wenn ich was finde. Danke für Ihr Interesse
@RonBeyer Nupro-Ventilspezifikationen finden Sie hier: swagelok.com/downloads/webcatalogs/EN/MS-01-142.PDF Viele Spezifikationen, aber nichts über das erforderliche Drehmoment
Darüber hinaus weist Swagelok bei Nadelventilen (wie diesem) darauf hin: Ventile, die eine Zeit lang nicht betrieben wurden, können ein höheres anfängliches Betätigungsdrehmoment haben
Zahnräder verbessern das Drehmoment, fügen jedoch Spiel hinzu
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 und denkst du, ich könnte den Backslash mit einer Art Leitspindel reduzieren? Ich hoffe, so etwas würde reichen
Nein, beginnen Sie mit den Spezifikationen, wie ich sie definiert habe
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 aber du meinst, ich sollte den Motor direkt an das Ventil anschließen? Ich überlege, eine Riemenscheibe für das Getriebe zu verwenden, die weniger Backslash hat
Nein, ich meinte, was ich gerade gesagt habe. Die Ergebnisse sind einfach, aber das Schreiben guter Spezifikationen ist schwierig. Beispielsweise könnte das Drehmoment das Ventil beschädigen und es könnte eine Federkupplung erforderlich sein.

Antworten (1)

So stellen Sie kein einfaches hydraulisches lineares Flüssigkeitsventil her, sondern eines, das nach Ihren Spezifikationen präzise gesteuert wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Um es linear zu machen, müssen Sie wissen, dass die Drehmomentübertragungsfunktion möglicherweise nicht positionsabhängig ist, wenn das Ventil oder der Wasserdruck altern. Aber Sie müssen das Drehmoment mit einem Motor steuern. Der beste Weg ist, Strom zu verwenden, um die Motordrehmomentgrenze zu steuern, aber Sie müssen Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung definieren, da es zu einem gewissen Spiel kommen kann. Sie können versuchen, es zu messen und dann dasselbe für Ihre Schrittmotoren gegen die Spannungs- oder Stromgrenze zu tun, und dann a, v, x-Übertragungsfunktionen definieren. Um ein Cogging mit niedriger Drehmomentgrenze zu ermöglichen, ist eine Neukalibrierung in die Ausgangsposition erforderlich. Vollständige Schritte können verwendet werden.

Danke für die Antwort. Ich denke, der Fahrer, den ich vorschlage, kann die Spannung gut messen, um festzustellen, ob das Ventil bereits geschlossen ist. Außerdem werde ich Full Step verwenden, wie Sie vorschlagen, um das Ventil besser in der richtigen Position zu halten. Um mehr Präzision zu erhalten (um das Ventil in mehreren Schritten zu schließen und zu öffnen), werde ich auch einige Zahnräder hinzufügen
Wie Sie sehen können, habe ich meine Frage aktualisiert. Ich fügte den Druck hinzu, den das Ventil tragen kann. Ich weiß nicht wirklich, wie ich das Drehmoment mit dieser Angabe berechnen kann, aber da ich mit Gas arbeiten werde, denke ich, dass 0,27 Nm für mich ausreichen würden
Welcher Schrittmotor sollte ausreichen, um ein Wasserventil zu bewegen und für den TMC2130-Treiber?
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