Friction drive - DIY

[ε Aurigae]

Pozdrav drugari,

da li neko ima resurse (linkove) vezano za samogradnju friction drive-a?
Hteo bih da se upustim u tako nesto, pa me zanima da li neko ima materijala, savete, sugestije i iskustva vezano sa ovime.

Najbolji link koji sam nasao je ovaj, gde detalje u prepisci iznosi i kolega Vlaiv sa naseg foruma, ali tema je nekako zamrla.

hvala puno

[vlaiv]

Ja sam rad i ovde da diskutujemo na tu temu i ako imam kakav savet da dam...

Možda za početak da odlučiš koliki prenosni odnos želiš da postigneš?

Što se tiče prenosnog odnosa, tu su bitne dve stvari.

Prvo je kolika želiš da ti bude greška u pozicioniranju step motora i koliki želiš da ti bude jedan korak (ili mikro korak) step motora.

Druga je koliku brzinu pozicioniranja montaže želiš da postigneš.

Evo par formula da ti pomognu oko toga. Prvo step motori. Pretpostavka je da ćeš ići sa Nema17 motorima. Oni dolaze kao 200 i 400 koraka po krugu. Obično imaju grešku pozicioniranja od 5%. Greška pozicioniranja je približno jednaka koraku kada se ide sa 16 mikro stepova po koraku a često se ide i sa 32 mikrostepa. U svakom slučaju - što finiji mikrokorak - manje snage ima motor a sa druge strane "glatkije radi", tako da ne treba preterivati ni u koju stranu - 16 i 32 su dobre vrednosti, ako se ide sa većom redukcijom onda može i 16 mikro koraka po koraku.

U krugu ima 360 stepeni x 60 minuta x 60 sekundi, znači 1296000 ark sekundi u krugu. Ako želimo preciznost od 0.1" odnosno 0.1 ark sekunde po koraku, to znači da nam treba 12960000 koraka po krugu.

Sa 400 koraka i 16 mikrokoraka, step motor daje 400x16=6400 mikro koraka po krugu.

12960000 / 6400 = 2025

Drugim rečima, za preciznost koraka od 0.1" (a ujedno je i greška pozicioniranja otprilike tolika) treba ti 1:2025 redukcija ako koristiš motor sa 400 koraka odnosno 0.9 stepeni stepper.

Sa druge strane, ako koristiš toliku redukciju, realna brzina pozicioniranja će biti:

300RPM = 5 okretaja po sekundi

Za jedan okretaj motora, montaža se pomeri za 1/2025 okretaja, a to znači da će ona da se okreće 5/2025 okretaja u sekundi odnosno 1/405 okretaja u sekundi.

Jedan krug ima 360 stepeni pa će brzina montaže biti 360/405 = 0.888... stepeni / sekundi

Ako želiš da ideš brže od 300 RPM-ova onda moraš koristiti servo motore. Step motori mogu da idu i brže od 300RPM-ova ali za to je potreban visok napon i dobar step drajver i svakako gube snagu na tim brzinama.

Pogledaj recimo ovo:



To je prilično jak Nema17 motor na 24V (mi obično koristimo 12V) i 2A (iako je sam motor deklarisan do 1.7A max) - već na oko 500 RPM kreće da mu pada obrtni moment.

Eto, sad otprilike imaš ideju kako da vidiš koji prenosni odnos ti odgovara.

Poređenja radi Heq5/EQ6 montaže imaju oko 800:1 i stare step motore sa 200 koraka po krugu i zato su "limitirane" na otprilike 0.5" RMS što se tiče vođenja (greška koraka sa tim parametrima izađe oko 0.4" - znači i kad mu damo korekciju i on to odradi, može da promaši i do 0.4" u odnosu na gde bi trebalo da bude - posebno u DEC koja stoji, RA se stalno kreće pa ta greška bude kratkog veka), sa druge strane, pošto su oko 800:1 - nemaju problema da slew-uju sa ~2 stepena u sekundi (5 * 360 / 800 je 2.25)

[ε Aurigae]

Mnogo toga mi nije jasno i ne znam, a neke stvari i ne razumem, ali sam usao u ovod a bih naucio.

Jedino sto sigurno znam da zelim servo motore i da je nosivost 40+ kg

[ε Aurigae]

Zapravo meni je zanimljiviji projekat za direct drive mount, ali to u samogradnji ne moze ispod 6.000 ojra, pa gledam za klasu ispod sta se nudi a da nema zupcanike i sl.

[Astro_fun_times]

Mislim da si mogao pitati člana Hrvatskog foruma "arrow" o tome. On je napravio friction drive mount koji jako dobro radi posao.
On ima "hands on" iskistva pa ce moci da ti prenese znanje ali i greske koje je sam naucio i ispravio prilikom svoje samogradnje, da ne moras ti na svojim greskama da ucis.

[vlaiv]

Jedino sto sigurno znam da zelim servo motore i da je nosivost 40+ kg

Servo motori su skuplje i manje pogodno rešenje za montažu.

- nemaju holding torque - znači vetar konstantno može da izbaci DEC iz ravnoteže i motor mora stalno da radi "napred"/"nazad" kako bi održao poziciju. Steper jednostavno drži tu gde jeste dok se ne pokaže potreba da se pomeri

- nema potrebe za kontrolom obrtnog momenta jer se ne menja težina i raspored tereta

- steperi su "glatkiji" kod sporih brzina kao što je tracking

[ε Aurigae]

Meni je najveca prednost stepera sto kada udare u nesto samo stanu i to je to, manje se habaju takodje.

Iskreno pravio bih klona mesu200 sa nekim unapredjenjima.

Koja je najveca brzina koja moze da se postigne sa stepper motorima?

[vlaiv]

Koja je najveca brzina koja moze da se postigne sa stepper motorima?

Zavisi od motora, drajvera i voltaže koja se koristi.

Mislim da sam viđao da idu do oko 1000RPM-ova.

Evo recimo ovaj:

https://www.omc-stepperonline.com/e-series-nema-17-bipolar-55ncm-77-88oz-in-2a-42x48mm-4-wires-w-1m-cable-connector-17he19-2004s

Ima torque curve do 1200RPM.

Fora sa visokim RPM-ovima i steper motorima je to što se povećava reaktivna elektro motorna sila i onda treba sve veći i veći napon da bi se motor terao napred.

Tako da su oni u principu pravljeni za precizno pomeranje / pozicioniranje a manje za to da budu brzi, ali u principu i ne treba ti velika brzina za montažu osim ako želiš da probaš da pratiš satelite. Za tako nešto stvarno treba servo motor jer je to i po 10 stepeni u sekundi.

[ε Aurigae]

paaaa....ideja je da montaza moze da pokrije i pracenje satelita ))

[ε Aurigae]

dakle vracamo se na servo temu


pravio bih klona mesu 200mk2


to je sve sa servoima i hvaljen ne mount

[vlaiv]

pravio bih klona mesu 200mk2

Koliko jeftinije misliš da možeš da prođeš?

Samo Sitech kontroler i motori su sigurno 1000e+

U videu koji sam sad pogledao - kažu da obe ose imaju apsolutni enkoder od 16 miliona pozicija. Ne znam da li je tačno, ako jeste, to će te samo koštati bar još 2000e (doduše, ja sam bio ubeđen da ova montaža nema apsolutne enkodere).

[CyberianIce]

Ta pretpostavka da step motori imaju 5% grešku nije tačna na taj način kako si je protumačio. To je srednja vrednost koja je data na osnovu distribucije u čitavom operativnom rasponu različitih brzina i konfiguracija u kojima mogu biti, uključujući i midband gde je najizraženija.

Za astro scope, za vreme sidereal praćenja i ½x gajdinga motori se vrte na izrazito niskim obrtajima gde je ta greška praktično zanemarljiva, na stranu što današnji drajveri nude lepezu naprednih funkcija kako bi se nepreciznost samih motora svela na krajnji minimum.

A takođe koriste se i softverske metode koje dodatno eleminiše taj problem čak i pri većim (GoTo) brzinama, kao što logaritamski rampup, standstil samo pri celom koraku, itd. Ima milion implementacija u kojima je to rešeno kao što su OnStep, Marlin, Smoothieware itd.

[vlaiv]

Za astro scope, za vreme sidereal praćenja i ½x gajdinga motori se vrte na izrazito niskim obrtajima gde je ta greška praktično zanemarljiva, na stranu što današnji drajveri nude lepezu naprednih funkcija kako bi se nepreciznost samih motora svela na krajnji minimum.

Da li je u pitanu RMS greška pozicije pojedinačnog stepa? Znači da li je step motor ima devijaciju u poziciji od 5% pojedinačnog koraka (zbog magneta, navoja i svega ostalog što nije geometrijski perfektno)?

To znači da je greška u proseku (u smislu RMS-a) 1/20 jednog koraka - ili približno jedan mikro korak ako je u pitanju 16 mikro koraka po koraku.

To je greška pozicioniranja. Za momenat ostavimo po strani RA osu i pogledajmo šta se dešava sa DEC osom. Ako imamo recimo rezoluciju od 0.14" po stepu kao što ima HEQ5 pri 64 mikro stepa - realna greška od 5% u poziciji se mapira na ~x3 u ark sekundama - znači 0.52" RMS greška u DEC pozicioniranju. Ti montaži kažeš da bude na jednom mestu i ona misli da je na tom mestu ali je otišla 0.5" vamo ili tamo i gajder to pokušava da kompenzuje.

Pogledaj guide grafove ljudi po internetu. DEC osa nikad ne miruje. Zašto? Montaža ne bi trebalo da se kreće u DEC osi, odnosno DEC drift bi trebalo da je minimalan za iole dobro useverenu mondažu. Šta to onda mrda montažu u DEC osi da zahteva stalne korekcije?

Pa to je kombinacija vetra i drugih faktora "drmanja" i minimalne snage motora na viskokim mikrostepovima kao i gore pomenute greške da montaža ne reaguje uvek onako kako joj je rečeno u korekciji. Odnosno - ona reaguje ali preciznost step motora znači da korekcija i to gde montaža završi neće biti precizno i moraće dodatna korekcija i tako dalje....

Bolje je veća redukcija i manji broj mikrostepova od manje redukcije i većeg broja mikro stepova.

[CyberianIce]

Ne i tu ima mnogo fakrora, jednostavno najveću ulogu ima inercija rotora koja kad je velika pri nekim brzinama motor preskače sledeću stabilnu konfiguraciju ali ne u režimu konstantne brzine nego u režimu idi na poziciju n stepeni.

Dec osa ne znam zašto igra, na OnStep-u imaš dual axis tracking u kijem dec osa takođe radi jer se kompenzuju atmosferske refrakcije, a RA osa nema konstantnu brzinu već se ona menja zavisno od visine ibjekta, vlage, temperature i pritiska vazduha. Korekcije DEC ose u gajdingu su svakako neophodne zbog nesavršenosti konfiguracije (nivelacija, useveravanje, cone error) a ne zašto što je motor neprecizan. Gajding pokretima DEC ose pokušava da kompenzuje i backlash koji je u dec osi problematičan zbog promene smera posebno ako se koristi dithering.

Ne znam zašto bi gledao gajd fajlove ljudi po internetu. Uglavnom ih kače samk kada imaju neki problem a ostalih 90% slučajeva kada gajding radi optimalno niko ih ne kači. Survivor bias.

[vlaiv]

Ne znam zašto bi gledao gajd fajlove ljudi po internetu. Uglavnom ih kače samk kada imaju neki problem a ostalih 90% slučajeva kada gajding radi optimalno niko ih ne kači. Survivor bias.

Ne bude greška u obe ose, ali se uvek vidi RMS greška i u DEC osi.

Dec osa ne znam zašto igra, na OnStep-u imaš dual axis tracking u kijem dec osa takođe radi jer se kompenzuju atmosferske refrakcije, a RA osa nema konstantnu brzinu već se ona menja zavisno od visine ibjekta, vlage, temperature i pritiska vazduha. Korekcije DEC ose u gajdingu su svakako neophodne zbog nesavršenosti konfiguracije (nivelacija, useveravanje, cone error) a ne zašto što je motor neprecizan. Gajding pokretima DEC ose pokušava da kompenzuje i backlash koji je u dec osi problematičan zbog promene smera posebno ako se koristi dithering.

Sve te korekcije što si naveo su izuzetno spore, ali nema veze, ako misliš da greška stepera ne igra veliku ulogu - onda je tvoja preporuka da ne mora veliki prenosni odnos?

U svakom slučaju, preciznost steper motora se jako lako izmeri. Laser, milimetarski papir i par metara razmaka mogu lepo da posluže da se tačno vidi ugao svakog koraka, pa koga interesuje ...

Evo recimo:

https://www.youtube.com/watch?v=OumHJRKmxP4

Ovde nije u pitanju laser već magnetni senzor - ali i dalje se dobija greška od 0.1-0.2 stepena kod step motora - što odgovara specifikaciji od oko 5% - ako je u pitanju 1.8 stepeni stepper.