Barn door tracker/maderógrafo motorizado

[koltnay]

Hola gente, hace rato vengo leyendo e investigando sobre el tema y quiero que, quién así lo desee, me dé su opinión al respecto.

 

Tengo pensado construir un maderógtafo motorizado. Pero tras leer y leer solo quedan dudas, dado que hay muchos modelos en la web, todos muy diferente.

 

Empezando por lo más importante: el motor. Que si nema 14, que si nema 17, que si de impresora o de microondas... Todos esos motores son steppers, con diferencias obvias en el torque que pueden lograr. 

Mi cámara es una t5i con un peso (aproximado) de 450-500gr. Un nema 17 estaría sobradísimo, el nema 14 creo que también. Tal vez lo más pertinente sea comprar o conseguir un stepper de un microondas (los hay por menos de $500 o casi 3 USD para quien no es de argentina).

 

Prosiguiendo con la siguiente preocupación: corrección del error tangencial. 

Vi que utilizando una varilla curva en lugar de recta en principio soluciona en gran medida ese error que produce una prolongación progresiva de la hipotenusa, lo cual deviene en un seguimiento más lento de lo debido. Lo cual nos lleva a la gran pregunta: qué radio debe tener esa curvatura para realizar un correcto seguimiento?

 

Buscando esa duda en concreto me encontré con la siguiente formula para la cual se precisan 3 datos, rpm del motor, cantidad de dientes de engranaje grande y cantidad de dientes del piñón.

 

Rpm del motor x (cant. Dientes piñón/cant. Dientes engranaje) x 1436 min al dia = rpm del engranaje grande.

 

Continuamos con:

 

Rpm al dia del engranaje/(hilos de rosca por pulgada x 3.1416 x 2= radio en pulgadas.

 

Quisiera saber si alguien cree que podría funcionar.

 

Continúo con las preguntas: 

Motor a baterías o con fuente de alimentación? Entiendo q al ir agotandose las baterias puede dar menos rpm el motor. Si es asi haganmelo saber.

 

¿Dónde puedo conseguir los engranajes? Tanto el pequeño como el grande. Busqué en ML pero encontré poco y nada.

 

Entiendo que, teniendo correcto el dato del radio de curvatura de la varilla, no sería necesario controlar con arduino (o con un potenciómetro como había pensado en un principio). Lo cual me parece dado justo en el clavo ya que desconozco sobre arduino y electrónica en general.

 

Dejo algunas imágenes de referencia del modelo que pretendo construir.

 

 

Eso es todo. Pretendiendo respuestas y dejando asentada otra idea más sobre este clásico tracker, me despido bajo la promesa de realizar updates al post según avanza el proyecto.

 

Saludos,  Koltnay.

 

 

Editado 15 de Marzo del 2022 por koltnay

[NicoLasaigues]

Buenas @koltnay!

 

Funcionar va a funcionar. He visto gente hacer uno de estos seguidores con uno de esos temporizadores de cocina.

 

Que tan bien salga y la armonía (por decirlo de alguna manera) que tendrán todas las piezas te va a dar el tiempo máximo de exposición.

 

De todas formas, estos aparatos no son para grandes aumentos.

 

Con respecto a los engranajes quizás imprimirlos en plástico?

 

Saludos y, en la medida de lo posible, andá contando!

Editado 15 de Marzo del 2022 por NicoLasaigues

[koltnay]

hace 1 hora, NicoLasaigues dijo:

Buenas @koltnay!

 

Funcionar va a funcionar. He visto gente hacer uno de estos seguidores con uno de esos temporizadores de cocina.

La idea es que funcione BIEN al menos por 20 minutos... 

hace 1 hora, NicoLasaigues dijo:

De todas formas, estos aparatos no son para grandes aumentos.

El objetivo es disparar con la cámara+lente 55-250, rara vez en 250, probablemente a 100mm de promedio.

 

Con respecto a los engranajes, lo que vi en impresion 3d estaba por arriba de los $1000 y por esas dos piecitas plásticas me parece medio caro, sigo buscando alternativas...

 

Hoy fui a 3 casas de electrónica y solo me mostraron motores de arduino con un torque bajísimo, mañana probaré en casas de PC a ver si consigo alguno de una impresora.

 

Saludos,  Koltnay.

[rosbuitre]

Hola, motores te recomiendo NEMA 17 bipolares, NEMA 14 no vi nada aca, afuera hay NEMA 11 pankake que son un lujo pero aca ni en dibujo, tenes de todos los tamanios y torque, te olvidas, probe los de impresoras como los Mitsumi PaP  chicos y tienen muy bajo torque, el que viene con reduccion interna y usa el driver ULN 2003 anda mucho mejor, lo venden como para aires acondicionados, si es de 12V mejor todavia, pero el de 5 anda.

Para la rueda de filtros use en las pruebas este ultimo y anda bien, pero para no renegar le voy a poner un NEMA 17 pankake por tema peso y tamanio son una garantia.

Slds, Osvaldo

 

 

Editado 15 de Marzo del 2022 por rosbuitre

[koltnay]

Hola @rosbuitre, gracias por responder. Sinceramente entendí la mitad de lo que me dijiste jeje.

La razón principal por la cual descarté los Nema 17 es por su costo... No los vi a menos de $1.500 y mi idea es hacer algo funcional con el menor presupuesto posible, solo para demostrar que se puede jeje.

 

Los otros q mencionás estimo son estos: 

https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-1118959467-driver-uln2003-motor-paso-a-paso-para-arduino-emakers-_JM

Lo cual tambien me obliga a usar arduino, cosa que también quisiera evitar, ya que desconozco en absoluto sobre el tema.

 

Qué se te ocurre?

 

Saludos, Koltnay.

 

Editado 16 de Marzo del 2022 por koltnay

[rosbuitre]

hace 8 horas, koltnay dijo:

Hola @rosbuitre, gracias por responder. Sinceramente entendí la mitad de lo que me dijiste jeje.

La razón principal por la cual descarté los Nema 17 es por su costo... No los vi a menos de $1.500 y mi idea es hacer algo funcional con el menor presupuesto posible, solo para demostrar que se puede jeje.

 

Los otros q mencionás estimo son estos: 

https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-1118959467-driver-uln2003-motor-paso-a-paso-para-arduino-emakers-_JM

Lo cual tambien me obliga a usar arduino, cosa que también quisiera evitar, ya que desconozco en absoluto sobre el tema.

 

Qué se te ocurre?

 

Saludos, Koltnay.

 

Hola Koltnay, como pusiste lo de NEMA's pense que lo encarabas por ese lado, cualquier motor Paso a Paso lo vas a tener que controlar minimo con un arduino, sino vas a tener que ir por alguno de corriente continua con un control de velocidad por voltaje, no se que precision necesitas.

Slds

[koltnay]

Hola de nuevo @rosbuitre. Puedo escribirte por mensajería interna así dejamos un poco este tema? Ya cuando vaya armando todo iré subiendo aquí mismo los progresos.

[rosbuitre]

hace 41 minutos, koltnay dijo:

Hola de nuevo @rosbuitre. Puedo escribirte por mensajería interna así dejamos un poco este tema? Ya cuando vaya armando todo iré subiendo aquí mismo los progresos.

Dale, slds

[sebastianc]

Yo tengo un maderografo, la cámara que uso para ello es un Zenit rusa de rollo, pesa 1000 Kg , la usaba con el tornillo, una vuelta por minutos . Los problemas que tuve fue la luz y marcar la tapa para saber cómo voy comprando con algo que muda el tiempo y lo más complicado es que si trabajas sobre el suelo o lo pones en una mesa que ni tenés que tocar... Lo máximo que saque fueron minutos..... No tengo paciencia para algunas cosa. Suerte con tu maderografo dale para adelante que funciona

[koltnay]

Hola @sebastiancno entendí lo que mencionás como problemas, si pudieras explicarme un poco más te agradecería.

 

Saludos.

[sebastianc]

hace 8 horas, koltnay dijo:

Hola @sebastiancno entendí lo que mencionás como problemas, si pudieras explicarme un poco más te agradecería.

 

Saludos.

Si vas a girar el tornillo manualmente en el suelo es re incómodo y si usas un mesa, tené cuidado con los movimientos de la Mesa

[koltnay]

hace 15 minutos, sebastianc dijo:

Si vas a girar el tornillo manualmente en el suelo es re incómodo y si usas un mesa, tené cuidado con los movimientos de la Mesa

AHHH ya entendí. De todas formas acorde al título del post, la idea es hacerlo motorizado, de modo que un motorcito va a encargarse de eso, yo solo debo salir, colocar el trípode sobre el cual irá el maderógrafo, ponerlo en estación (lo mejor posible) y configurar el intervalómetro.

[sebastianc]

Maderografo motorizado!!, Que nabo que soy jejeeje

[democles]

Si podes usar un Arduino Nano (re chicos) con un DRV8825, es mas sencillo, solo necesitan 2 cables para controlar el resto es corriente y conexión al motor nema. Anda bien con 5v o 3.3v para el circuito y al motor lo alimentas con otra fuente (o la misma con un módulo Step Down). Super sencillo, hace poco compre 2 nemas 17 de 0.9º, 400 pasos, tienen mas precisión pero menos torque. las poleas podes conseguir, hay GT2 que son las mas usadas y no son caras, hay de 16/20 a 60 dientes, tenes buena reducción (menor velocidad, mayor torque y resolución).

[koltnay]

Hola @democlesgracias por responder. Yo es que no entiendo por qué es tan necesario el arduino, cuál es el objetivo? No preciso controlar rpm ni voltaje de nada, el calculo de la varilla roscada curva tiene como finalidad que sin importar los rpm del motor el seguimiento sea al menos correcto. Logicamente a menor rpm y mayor diferencia en relación a los engranajes, mejor, ya que la curvatura será más cómoda para trabajar.

 

Un motor por ejemplo de 20rpm me exige un radio de curvatura grandisimo (más de 70cm si usara mismos engranajes que con uno de 6rpm).

Mismo caso los engranajes.

 

Con motor 6rpm y engranajes 20x96, y teniendo 24 hilos de rosca por pulgada, da un radio de curvatura de unos 27cm aproximadamente. 

 12cm de varilla con ese radio da un seguimiento aproximado de 1 hora  y media.

 

 

[fsr]

Los motores paso a paso tienen 4 cables (y más también, dependiendo del tipo). Controlarlos requiere variar el voltaje en cada uno de los cables en una secuencia específica cuando querés que dé un paso hacia una u otra dirección, por eso es inevitable meter algo de electrónica.

Pero hay otros que son un simple motor de corriente continua con unos engranajes para que se mueva muy lentamente. La velocidad depende del voltaje con el que se los alimente, así que tal vez sea necesario ajustar ese voltaje ligeramente. Seguramente en internet se encuentren proyectos donde ya se hayan encargado de esas cuestiones. También podrías arrancar con un voltaje fijo (y preciso), y ver qué pasa. Tal vez no sea necesario ajuste, si la velocidad que indica el fabricante es precisa.

[koltnay]

Hola @fsr, gracias por responder. Justo recién andaba investigando un poco todo esto de arduino y drivers. Creo que entiendo de que va la cosa. Es como controlar el voltaje al que trabaja el motor para dar un seguimiento más preciso, no? Similar a lo que haría un motor de corriente contínua con un potenciómetro externo?

 

Estaba viendo el ejemplo del compañero @democles, el drv8825+arduino nano. Se ve relativamente sencillo el conectar todo. Lo que si no termino de comprender es si las conexiones van todas soldadas. Yo pensé que los arduino eran reutilizables. Pero si hay que andar soldando y des-soldando cada vez es cuestión de tiempo hasta quemar la plaqueta...

 

Asunto aparte, seguin iba leyendo sobre el drv8825 veo que hay que regular con su propio potenciómetro el voltaje para no dañar el motor. Pero luego? Como logro que me de tal o cual cantidad de rpm el motor? Es decir, se configura de alguna forma o como seria?

 

Todo lo que puedan contarme sobre arduino será bienvenido ya que es un mundo nuevo para mi.

 

 

Saludos, Koltnay.

 

[democles]

hace 23 minutos, koltnay dijo:

Hola @fsr, gracias por responder. Justo recién andaba investigando un poco todo esto de arduino y drivers. Creo que entiendo de que va la cosa. Es como controlar el voltaje al que trabaja el motor para dar un seguimiento más preciso, no? Similar a lo que haría un motor de corriente contínua con un potenciómetro externo?

 

Estaba viendo el ejemplo del compañero @democles, el drv8825+arduino nano. Se ve relativamente sencillo el conectar todo. Lo que si no termino de comprender es si las conexiones van todas soldadas. Yo pensé que los arduino eran reutilizables. Pero si hay que andar soldando y des-soldando cada vez es cuestión de tiempo hasta quemar la plaqueta...

 

Asunto aparte, seguin iba leyendo sobre el drv8825 veo que hay que regular con su propio potenciómetro el voltaje para no dañar el motor. Pero luego? Como logro que me de tal o cual cantidad de rpm el motor? Es decir, se configura de alguna forma o como seria?

 

Todo lo que puedan contarme sobre arduino será bienvenido ya que es un mundo nuevo para mi.

 

 

Saludos, Koltnay.

 

Los Arduino y los DRV se conectan en forma experimental a conectores hembra que si pueden ir soldados a tu PCB perforada, de esta forma los podés sacar cuando quieras, el tema de los rpm, los motores paso a paso son de bajas rpm, no te van a dar más de 400/500 y se controla por el tiempo que el das entre un paso y otro (o micropaso). Lo de la configuración que decís es el VREF que es una fórmula que se calcula en base al consumo nominal del motor, generalmente de ese consumo se toma un 70%, es para regular la intensidad de corriente que le vas a entregar. Igual en papel es suuuuuper sencilla. Espero no haberte perdido.

[koltnay]

hace 1 hora, democles dijo:

Los Arduino y los DRV se conectan en forma experimental a conectores hembra que si pueden ir soldados a tu PCB perforada, de esta forma los podés sacar cuando quieras, el tema de los rpm, los motores paso a paso son de bajas rpm, no te van a dar más de 400/500 y se controla por el tiempo que el das entre un paso y otro (o micropaso). Lo de la configuración que decís es el VREF que es una fórmula que se calcula en base al consumo nominal del motor, generalmente de ese consumo se toma un 70%, es para regular la intensidad de corriente que le vas a entregar. Igual en papel es suuuuuper sencilla. Espero no haberte perdido.

En efecto, me perdiste jeje.

A ver a ver... Supongamos tengo un arduino nano, drv8825 y nema 17, todo conectado. Necesito 6 rpm. Como llego a esos 6rpm, 

[democles]

hace 40 minutos, koltnay dijo:

En efecto, me perdiste jeje.

A ver a ver... Supongamos tengo un arduino nano, drv8825 y nema 17, todo conectado. Necesito 6 rpm. Como llego a esos 6rpm, 

Hola vamos por partes, los Nema no están hechos para manejarlos por rpm sino por pasos que se pueden transferir en rpm o avances, están para controlar presicion de movimiento. Ahora sí un giro son 200 pasos, que daría una vuelta completa, para 6 rpm necesitas 1200 pasos en 60 segundos, lo que te daría que tenés que hacer 20 pasos por segundo, al Arduino le darías un ratardo de 50 milisegundos entre pasos. Pero aclaró, están pensados para presicion de movimiento, no para velocidad, por eso se usan en CNC, impresoras 3D y similares. Para rpm tenés otros tipos de motores que se pueden controlar por PWM (modulación de pulsos) y puenden ir desde 1 rpm a 30000 rpm o más.

[koltnay]

hace 50 minutos, democles dijo:

 Ahora sí un giro son 200 pasos, que daría una vuelta completa, para 6 rpm necesitas 1200 pasos en 60 segundos, lo que te daría que tenés que hacer 20 pasos por segundo, al Arduino le darías un ratardo de 50 milisegundos entre pasos. Pero aclaró, están pensados para presicion de movimiento, no para velocidad, por eso se usan en CNC, impresoras 3D y similares. 

Entiendo. Entonces cuántos pasos por segundo necesitaría va depender del tamaño y la relación de los engranajes, para que dé 1 vuelta por minuto el engranaje que desplaza la varilla? Es asi?

[democles]

hace 43 minutos, koltnay dijo:

Entiendo. Entonces cuántos pasos por segundo necesitaría va depender del tamaño y la relación de los engranajes, para que dé 1 vuelta por minuto el engranaje que desplaza la varilla? Es asi?

Exacto, si tenés por ejemplo en el motor una polea de 20 dientes y en la montura una de 60, tenes una relación de 3:1, cada 3 vueltas del motor es una vuelta del de 60 dientes, tus pasos para 1 vuelta completa pasan a ser 600 (si tu motor es de 200 pasos), con esa relación vas a aumentar no se si por 3 pero bastante el peso que pueda mover el motor. En CNC es por ejemplo varillas de rosca cuadrada que por giro avanza 8mm (hay de menor y mayor avance), lo que te da una resolución de 0.04mm.

[koltnay]

hace 20 minutos, democles dijo:

En CNC es por ejemplo varillas de rosca cuadrada que por giro avanza 8mm (hay de menor y mayor avance), lo que te da una resolución de 0.04mm.

Esto no lo comprendí. Lo demás, emtendidísimo, y pareciera ser la mejor opción.

 

Creo que le doy la derecha al arduino después de todo...

 

Lo que si se me re complica ahora es hacer todo el cálculo de la curvatura de la varilla porq eliminamos 1 condición que es rpm del motor? O si por ejemplo, tuviese esta relación 20/60 serían 3  vueltas para completar un giro de la polea grande (programada a 1 minuto) las rpm del motor serían 3 no?

[democles]

hace 44 minutos, koltnay dijo:

Esto no lo comprendí. Lo demás, emtendidísimo, y pareciera ser la mejor opción.

 

Creo que le doy la derecha al arduino después de todo...

 

Lo que si se me re complica ahora es hacer todo el cálculo de la curvatura de la varilla porq eliminamos 1 condición que es rpm del motor? O si por ejemplo, tuviese esta relación 20/60 serían 3  vueltas para completar un giro de la polea grande (programada a 1 minuto) las rpm del motor serían 3 no?

Exacto. El tema de las varillas, es que de acuerdo al tipo de rosca es elavance que tiene, cuanto mueve por giro completo de la varilla, en mi CNC es de 8mm, pero es movimiento lineal.

En esa foto ese enroscador de cobre, se mueve 8mm por vuelta de esa varilla. Si tenes el famoso "paso rosca" de tu varilla o llevas a algún lugar donde tengan las plantillas para sacar el paso, con ese dato tenes el avance y el traslado por 1 vuelta de motor (o su relación). Ahora, si tu elevación es angular (cambio de ángulo entro 2 planos) podes hacer un sistema estilo bisagra (se me ocurre) que lo que gire sea el eje de unión de ambos planos. En este caso acordate que estas trabajando con palanca, si no tenes muy bien balanceados los pesos ( debería estar en el pivot, cero balanceo). Sin equilibrar, vas a tener que tener un motor industrial casi para 1k o menos, sino proba con un palo de escoba y con una mano lo mas al extremo posible, intenta mantenerlo paralelo al piso. Me gustan mucho estas cosas, así que contá conmigo por si necesitas una mano, no significa que lo pueda resolver, pero si va a ser entretenido.

[koltnay]

hace 1 hora, democles dijo:

En esa foto ese enroscador de cobre, se mueve 8mm por vuelta de esa varilla. Si tenes el famoso "paso rosca" de tu varilla o llevas a algún lugar donde tengan las plantillas para sacar el paso, con ese dato tenes el avance y el traslado por 1 vuelta de motor (o su relación). 

Mi varilla tiene 24 hilos por pulgada, me falta sacar con exactitud el diámetro pero fijandome en una tabla de internet creo q podria ser rosca 7/32 o 3/16.

hace 1 hora, democles dijo:

Ahora, si tu elevación es angular (cambio de ángulo entro 2 planos) podes hacer un sistema estilo bisagra (se me ocurre) que lo que gire sea el eje de unión de ambos planos. 

La construcción será tal que así:

Aunque no se llega a ver en la foto, del otro lado las dos maderas están unidas con una (o varias) bisagras. La varilla queda fija a la tabla de arriba y la polea grande es la que tendrá la rosca que, al girar, desplazará la variila y junto con ella la tabla superior. 

En la tabla superior irá únicamente una "ballhead" o cabezal de rótula para poder orientar la cámara al objeto deseado.

 

 

Te tengo en cuenta para cuando tenga todo conseguido. Muchas gracias.

 

Saludos, Koltnay.