Montura ecuatorial casera y PICGOTO

[Gerber16]

Buenas, ante todo un cordial y le explico este mensajes.

Estoy decidido en armar una Montura ecuatorial casera y motorizar con el sistema PIGOTO, buscando en la web encontré esta montura que (con el permiso del diseñador ) tomare como referencia en la construcción del mio:

Este fue creado por Aldo Moraga de Chile, e intentado comunicarme con el, pero asta la fecha nada.

Y este es el Tubo Óptico a utilizar

Por ahora, lo que me esta causando dudas es que no puedo definir una característica del motor paso a paso a comprar.... EL TORQUE.... o la fuerza que necesita el motor para poder mover esta Montura + el peso del tubo óptico (Orion de 203 mm) que pesa 8.5Kg + un extra para las futuras partes que se le monte al tubo.

Aunque se que no todo el peso de la montura es a tomar en cuenta, pero me imagino que, si el de los contrapesos, las fricciones y otros.

He encontrado en Web de mi país que los vende tanto usados como nuevo, y me dan referencia al TORQUE (ojo lo llamo así por solo darle un nombre, si no es así me corrigen) de varios valores:

2 Kg/cm2. 4Kg/cm2. asta 7Kg/cm2 y algunos me salen en 30 Oz/in. asta 100Oz/in

Por los valores de voltaje y corriente no me preocupo, considero que se cual elegir según me pida el armado del proyecto, en cuanto al paso definitivamente 1.8° o 200 pasos, pero es el parámetro de la fuerza necesaria del motor, el que me esta causando dudas, y necesito primero saber todo del motor para luego definir la etapa de potencia en el PICGOTO.

Gracias, y esperando que me pueda ayudar.

[Gabriel_diy]

Yo estoy haciendo una de madera con bastantes problemas. Con respecto al torque, si está todo bien balanceado, debería ser mínimo, pues además de estar balanceado usas una reducción importante. Al final, el torque que se necesita es el necesario para vencer el rozamiento de la caja reductora, nada más. Con tener 1kg por cm debería sobrarte. Lo que no me gusta de usar cajas reductoras con sinfín y corona es que hay mucha ficción entre los elementos. Lo óptimo sería usar una reducción con engranajes armónicos, como se usa en los robots industriales, pero muy difícil de hacer.

[Gerber16]

Gabriel_diy, ... osea que solo debo de tener en cuenta la fricción, bueno eso me ayuda mucho....Gracias

[Gabriel_diy]

En el caso de los brazos robóticos. Para determinar las características de los actuadores, que son servomotores en lugar de motores paso a paso, hay que resolver lo que se denomina problema dinámico. Los robots normalmente no están balanceados. Entonces por ejemplo, la articulación del codo debe hacer muy poco esfuerzo cuando el antebrazo está caído y mucho esfuerzo cuando llega a ponerse horizontal. Los esfuerzos sobre uno de los ejes dependen fuertemente de las posiciones, velocidades y aceleraciones de los otros ejes y eslabones. El caso del telescopio es muy distinto. En una montura se pueden usar contrapesos. De manera que los ejes no tengan que hacer ningún esfuerzo de torque. Acá no hay exigencias de velocidad de reacción ni de minimizar los tamaños de las partes que conforman el "robot" por lo tanto el problema dinámico se puede obviar. Por eso es lícito usar un sistema de control a lazo abierto con un motor paso a paso. El único inconveniente puede aparecer cuando montes una cámara, la cual va a producir un desbalanceo que deberías tener en cuenta.

[Chuli]

Al final, el torque que se necesita es el necesario para vencer el rozamiento de la caja reductora, nada más.

Hay que vencer también la inercia!

[Gerber16]

Pero en resumen tanto en opinión de CHULI y GRABIEL no debo tomar en cuenta los pesos del tubo y los contrapeso, ya que de cierta forma estos se "anulan entre si" siempre y cuando estén bien equilibrados...correcto?

Solo debo considerar lo de la fricción y la inercia, pero aun me encuentro en dudas, ya que no se en que orden se moverá esta fuerza o torque del motor, .... lo que se me ocurre por el momento es armar la montura y después medir esa fuerza necesaria de alguna forma,... pero no es lo que quería, en el sentido de que era mejor tener los motores y ruedas y demás para colocarlos bien físicamente, ya que si se deja para después puede ocurrie un error por que no se tomo en cuenta en su momento, un centimetro mas abajo, mas arriba, un tornillo acá, mas lejos , mas cerca.....

Bueno sera a trabajar cerebro y ser cuidadoso en el diseño.

[rickchavo]

Los motorcitos que vienen con el kit Dual Axis son chiquitos, da la impresión que no se necesita mucho torque. Además tienen una reducción muy alta.

Sería bueno escuchar la opinión de los que saben más, pero aparentemente el torques no es el problema mas serio a enfrentar; sí por ejemplo la cantidad de pasos por vuelta y la relación de los engranajes, para tener un equilibrio entre velocidad y precisión

[Chuli]

Los motorcitos que vienen con el kit Dual Axis son chiquitos, da la impresión que no se necesita mucho torque. Además tienen una reducción muy alta.

Sería bueno escuchar la opinión de los que saben más, pero aparentemente el torques no es el problema mas serio a enfrentar; sí por ejemplo la cantidad de pasos por vuelta y la relación de los engranajes, para tener un equilibrio entre velocidad y precisión

Exactamente.

Hay que preocuparse por la reducción correcta, no por los torques porque se amplifica con la reducción.

La reducción (para mí...) debería ser la que te de que cada micropaso sea inferior a la resolución del telescopio. Si es solo para visual se podría ser más permisivo.

Saludos

[Gerber16]

Ok, .... para los comentarios de rickchavo y chuli según entiendo las reducciones son parte en darle fuerza al motor (si no es así me corrigen) , originalmente pensaba que funcionaban como acopladores entre motor y los ejes, pero con las reducciones si es verdad que entro en algo muy desconocido y que aun no avía tomado en cuenta, tanto en el tipo y características a elegir. (si alguna ayuda en este apartado se les agradece).

Pero en mi duda principal sobre el torque, y como lo comento Gabriel_diy ( y como le comprendí yo) los pesos del tubo óptico y contrapesa no se toman en cuenta.. correcto, creo que esto me esta llevando por un camino .... ensayo y error....Pero igual aun no me desanimo

No me desanimo por que ya tengo el tubo óptico, y tengo que darle la montura, montura que en estos momentos le estoy comprando piezas y que en mi parecer tendrá buen termino.... y lo de motorizar es un extra aparte que le quiero colocar.

Gracias,

[Chuli]

Pero en mi duda principal sobre el torque, y como lo comento Gabriel_diy ( y como le comprendí yo) los pesos del tubo óptico y contrapesa no se toman en cuenta.. correcto, creo que esto me esta llevando por un camino .... ensayo y error....Pero igual aun no me desanimo

No es así.

Los pesos de tubo, contrapeso y parte de la montura desde los ejes son los que le dan inercia al sistema.

Se puede calcular el torque necesario, pero primero hay que saber, por ejemplo, la aceleración angular desde reposo a velocidad normal.

La resistencia que pone la reducción depende de la reducción y no se puede calcular sino que hay que medirla.

Por suerte, las fuerzas disminuyen después de las reducciones, por lo que motores con torque de 30 N.cm andan más que bien y los conseguís en cualquier lugar. Los de las impresoras viejas van perfecto.

Para las reducciones, te diría que imites a las monturas: piñón y sinfín, y el sinfin acoplado al motor.

[Gabriel_diy]

Es muy cierto lo de la inercia. No lo tuve en cuenta porque se usa una reducción muy grande y los movimientos son lentos.

Estoy de acuerdo con lo de la resolución. Hay que lograr que un paso del motor represente menos que la resolución máxima del telescopio.

Suponiendo un telescopio de 200mm de abertura, la resolución es de 0,6 arco segundos. No estaría mal exigir que el paso mínimo representara 0,3 arco segundos (elijo la mitad del ángulo más chico, para cumplir con el teorema del muestreo de Nyquist).

Con ese paso, para que el telescopio de la vuelta completa se necesitan (1/0,3)*60*60*360 = 4320000 pasos.

Si el motor es de 200 pasos, la reducción debe ser de 4320000/200 = 21600/1

Es bastante grande, pero se puede lograr con 3 reducciones (24/1) (30/1) (30/1).

Cada reducción multiplica la fuerza. Si no consideráramos los rozamientos, tendrías en el telescopio un torque de 21600 veces el que te da el motor. Aunque se perdiera el 99% en rozamiento, te seguiría sobrando.

Ahora hay que tener en cuenta que el cielo (o la tierra) gira 15 arco segundos por cada segundo de tiempo. Por lo tanto el motor debe moverse a

(1/0,3)*15 = 50 pasos por segundo. Eso no es demasiado exigente para un motor paso a paso normal. Pero con un circuito común no lo vamos a poder llevar a mucho más de 4000 pasos por segundo. Con 4000 pasos por segundo, para buscar una estrella vamos a tener una velocidad máxima de 4000*(0,3)/(3600) = 0,33 grados de arco por segundo de tiempo, esto implica que el telescopio va a tardar 9 minutos en ir de un horizonte a otro, lo cual nos va a dar tiempo para tomarnos un café .

[Chuli]

esto implica que el telescopio va a tardar 9 minutos en ir de un horizonte a otro, lo cual nos va a dar tiempo para tomarnos un café .

Jua! café con güisqui...

No estás teniendo en cuenta que el picgoto trabaja con 20 micropasos. Por lo tanto tenemos 20x200= 4000 micropasos por vuelta del motor, con lo cual para 0.3" la reducción debe ser de 4320000/4000 = 1080/1.

Igual creo que es demasiado exigente, incluso para fotografía con 500:1 debería ir bien (0.6" aprox por micropaso)

[Gabriel_diy]

Bueno, con micropasos se se simplifica la cosa. Y también te daría la posibilidad de mover más rápido en modo búsqueda. Por otro lado al usar micropasos se suaviza el movimiento y la inercia ayuda a disminuir las vibraciones (si la vamos a usar hagámoslo en nuestro favor ), así que no haría falta que los pasos tuvieran tanta resolución. Esto es apasionante...

Yo opté, todavía sin implementar, por un motor de contínua con realimentación de posición controlado por PWM.

Y la búsqueda hacerla a mano. Si está todo robotizado pierde la gracia. El seguimiento sería solo en un eje y sin vincular a ninguna PC.

Si hubiera pensado en vincularlo a una PC, usaría una montura tipo dobson. Mucho más fácil de construir que una ecuatorial. Y las traasformaciones lineales que las haga la PC. Podría llegar a agregar un tercer motor para rotar el telescopio sobre su eje para seguimientos largos.