Piattaforma con Arduino e motore passo-passo

[giuseppe_risso]

Mi serve l'aiuto di qualche meccanico esperto.
Ho una barra filettata da 10 mm di diametro esterno.
Il ferramenta mi dice che è M10.
Con essa devo far girare un ingranaggio.
Ma se disegno un ingranaggio M10 vengono denti enormi, quindi, suppongo che M10 della Barra sia una cosa diversa da M10 di un ingranaggio.
Quale è il rapporto che c'è tra di loro?
Grazie.

[MrPatato76]

La sigla M10 identifica il passo (metrico) ed il diametro esterno in mm (10).
Se ben ricordo, per questo diametro il passo (inteso come distanza tra una cresta del filetto e la successiva) è ancora di 1mm.
Ti consiglio di verificare comunque le norme di riferimento.
Ah…non sono adatte a comandare ingranaggi: il profilo del dente è diverso.

[giuseppe_risso]

Grazie Roberto.
La distanza delle creste è 2 mm.
Quello che volevo capire era proprio se si poteva far girare un ingranaggio con una barra filettata.
Sei stato molto chiaro.

[Docdelburg]

Per quel che mi risulta, una barra filettata, fatta ruotare, può creare un movimento lineare tramite un dado (o bullone) adeguato. La filettatura della barra ha uno spessore insufficiente per innescare un movimento su ingranaggi, per quanto fini.
Puoi darci qualche elemento in più per capire cosa intendi realizzare? Magari salta fuori qualche idea....

Tipo: sulla barra filettata puoi introdurre due bulloni distanziati di tot cm su cui fissare una barretta che abbia la stessa dentatura dell'ingranaggio che vuoi muovere.....

[Docdelburg]

Uno schizzo per rappresentare l'esempio fatto:

Sulle piattaforme cinesi trovi molti elementi utili per realizzare questi accoppiamenti meccanici.

[Fabrizio]

Ciao Giuseppe. Vuoi forse realizzare un ingranaggio del tipo a vite senza fine? Se il tuo obbiettivo è questo, non credo che una barra filettata possa svolgere la funzione della vite senza fine.

download.jpeg (5.58 KiB) Visto 737 volte

Si possono trovare invece metodi per movimentare qualcosa usando un bullone sulla barra filettata, tipo quelli indicati da Mauro. Tieni però conto che, anche in questi casi, la barra filettata ed i bulloni, non sono pensati per sopportare dei movimenti nel lungo periodo. Se si tratta di movimentazioni occasionali non ci sono problemi, ma se il movimento è continuo l'usura potrebbe danneggiare il tutto.

[MrPatato76]

Grazie Roberto.
La distanza delle creste è 2 mm.
Quello che volevo capire era proprio se si poteva far girare un ingranaggio con una barra filettata.
Sei stato molto chiaro.

Prego Giuseppe.
Per tua info allego tabella riepilogativa.
Come potrai osservare, come filetto M10, troverai ben 4 passi diversi…

[giuseppe_risso]

Grazie a tutti.
Sto autocostruendomi una piattaforma girevole in scala N.
Per movimentarla, naturalmente, il sistema migliore sarebbe arduino.
Però l'unico della famiglia che saprebbe farlo è uno dei miei figli, ma è talmente preso dal lavoro che non oso minimamente pensare di fargli perdere tempo.
Quindi ho deciso di movimentarla meccanicamente da sotto e i sistemi sono soprattutto tre: una catena di ingranaggi che manovrata dal bordo del modulo arrivi alla piattaforma, un ingranaggio grande sotto la piattaforma e uno più piccolo dal bordo esterno collegati con una puleggia o un ingranaggio sotto la piattaforma che venga fatto girare con un una vite senza fine.
Quest'ultima è la soluzione che preferisco.
Disponendo di una barra filettata della lunghezza giusta, speravo di poterla collegare all'ingranaggio e usarla come vite senza fine, ma Roberto mi ha detto chiaro che non è possibile.
Per il trasbordatore del deposito locomotive TT, mio figlio, quando aveva tempo, mi aveva programmato arduino, ma poi ci sono state delle modifiche, si sarebbe dovuto riprogrammare e per le ragioni che ho spiegato sono passato anche lì alla soluzione meccanica.
Però era facile, si trattava di trascinare il ponte avanti e indietro e ho usato il sistema indicato dal Doc: un bullone saldato sotto al ponte e una barra filettata che ruotando lo trascina avanti e indietro.
Qui è più complesso, ma come mi sono stampato in 3D l'ingranaggio, dovrei potermi anche fare la vite senza fine sempre con la stampa 3D.
Devo solo trovare la libreria che la contenga per fusion.

[Edgardo_Rosatti]

Questa è la mia soluzione Giuseppe, dagli un'occhiata.
L'ultimo aggiornamento è recente ed il software per Arduino è estremamente sempice

[Docdelburg]

Giuseppe, mi permetto indicarti la soluzione che avevo adottato io con un motore passo passo e Arduino, giusto per evere qualche spunto ulteriore:

Progetto di piattaforma con step motor e Arduino - Fonte www.scalatt.it/forum

[giuseppe_risso]

Doc, grazie, ma non ne capisco nulla.
Ed, forse hai dimenticato il link.

[Docdelburg]

Giuseppe, rinnovo la richiesta: dicci o facci vedere cosa hai per le mani, cosa muove la barra filettata, la base della piattaforma.

[giuseppe_risso]

Doc, ti metto alcune foto.

Nella prima vedi la fossa della piattaforma e, posato sopra, il cuscinetto a sfera che farà ruotare il ponte.

Nella seconda vedi il dettaglio del cuscinetto a sfera. L'anello centrale è quello che, tramite un tubo che verrà inserito dal basso, ruota e al quale verrà fissato il ponte, mentre la parte esterna sarà fissata alla base della fossa-che resta fissa.
E' chiaro che la soluzione migliore sarebbe quella di collegare l'anello centrale del cuscinetto a sfera a un motore passo passo che tramite arduino si fermerebbe, a richiesta, in corrispondenza del binario desiderato.
Ma come sai, per me, la parte di programmazione necessaria è fantascienza.

La terza foto mostra una prova di stampa 3D (che ho fatto con la stampante del negozio) di un ingranaggio che fissato sotto al cuscinetto a sfera farebbe, meccanicamente e manualmente, le veci del motore passo passo e di arduino.
Però, il comando manuale sarebbe posto a circa 30 centimetri dall'asse della fossa e quindi, o faccio una catena di ingranaggi riducendone il diametro verso l'esterno in modo che il movimento della rotazione del ponte sia lento, oppure metto un solo ingranaggio e lo commando con una vite senza fine posta su un'asta lunga quei circa 30 cm e posiziono un manovella esterna.

Ti metto anche la foto della barra filettata che ho perchè avanzata dal ponte trasbordatore del modulo TT, ma, mi sembra di aver capito, inutilizzabile per la piattaforma girevole.

[Docdelburg]

Bene Giuseppe, comincio a capire il tuo ragionamento. Stai pensando, in fondo, alla stessa soluzione che ho ho adottato io nella discussione che ti ho indicato, escludendo però il motore passo-passo.
Se ti dico che con il nostro aiuto ti possiamo fornire la programmazione di Arduino, ti inviterei a riprendere in considerazione il discorso del motore passo-passo.
O al limite pensare ad un comando manuale con ingranaggio e vite senza fine come illustrato da Fabrizio.
Giusto quindi fissare un ingranaggio al tubo collegato all'anello centrale; però dovresti cercare l'accoppiata giusta ingranaggio-vite senza fine, meglio se con ingranaggi disposti in obliquo, per una movimentazione meccanica migliore. I denti dell'ingranaggio in foto però non sono adatti a movimenti fini e precisi.
Provo a cercare il sito dove avevo trovato quelli che ho usato per la mia soluzione.

Questa intanto sarebbe una possibilità:

https://it.aliexpress.com/item/10050070 ... pt=glo2esp

[Docdelburg]

Anche questa potrebbe essere una soluzione molto valida, adattandosi bene anche a ricevere l'asta metallica da 30 cm mossa dalla manovella che hai indicato:

https://it.aliexpress.com/item/10050076 ... ry_from%3A

[giuseppe_risso]

Riprenderei volentieri la soluzione del passo passo, ma ve la "sentite" di spiegarmi come a un bambino?
A iniziare da cosa mi serve?

[Edgardo_Rosatti]

Doc, grazie, ma non ne capisco nulla.
Ed, forse hai dimenticato il link.

Hai ragione:

MODULI "piattaforma girevole" e "ultimo casello" - Fonte www.scalatt.it/forum

Parti dal messaggio datato 2024.

Riassumendo ho usato due ingranaggi recuperati da una comune stampante vecchia, un motore passo passo completo di driver dal costo di 3 euro, due resistenze e due pulsanti N/A:
Motore:
Motore passopasso stepper motor azionato da due pulsanti - Fonte www.progettiarduino.com

Lo sketch:

Codice: Seleziona tutto

// Definizione dei pin
#define IN1 4
#define IN2 5
#define IN3 6
#define IN4 7
#define BUTTON_CW 2  // Pulsante per rotazione oraria
#define BUTTON_CCW 3  // Pulsante per rotazione antioraria

// Numero di passi per una rotazione completa 2048 (dipende dal motore)
#define STEPS_PER_REV 4

void setup() {
  // Imposta i pin come output
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
  
  // Imposta i pin dei pulsanti come input
  //pinMode(BUTTON_CW, INPUT_PULLUP);  // Attiva la resistenza di pull-up interna
  //pinMode(BUTTON_CCW, INPUT_PULLUP);  // Attiva la resistenza di pull-up interna
  pinMode(BUTTON_CW, INPUT);  // Prevede l'uso di una resistenza di pull-up esterna
  pinMode(BUTTON_CCW, INPUT);  // Prevede l'uso di una resistenza di pull-up esterna
}

void loop() {
  // Controlla il pulsante per rotazione oraria
  if (digitalRead(BUTTON_CW) == LOW) {  // Pulsante premuto
    rotateMotorClockwise();
  }

  // Controlla il pulsante per rotazione antioraria
  if (digitalRead(BUTTON_CCW) == LOW) {  // Pulsante premuto
    rotateMotorCounterclockwise();
  }
}

// Funzione per ruotare il motore in senso orario
void rotateMotorClockwise() {
  for (int i = 0; i < STEPS_PER_REV; i++) {
    stepMotor(i % 4);
    delay(10); // Ritardo per controllare la velocità
  }
}

// Funzione per ruotare il motore in senso antiorario
void rotateMotorCounterclockwise() {
  for (int i = STEPS_PER_REV; i > 0; i--) {
    stepMotor(i % 4);
    delay(10); // Ritardo per controllare la velocità
  }
}

// Funzione per controllare il motore passo-passo
void stepMotor(int step) {
  switch (step) {
    case 0:
      digitalWrite(IN1, HIGH);
      digitalWrite(IN2, LOW);
      digitalWrite(IN3, LOW);
      digitalWrite(IN4, LOW);
      break;
    case 1:
      digitalWrite(IN1, LOW);
      digitalWrite(IN2, HIGH);
      digitalWrite(IN3, LOW);
      digitalWrite(IN4, LOW);
      break;
    case 2:
      digitalWrite(IN1, LOW);
      digitalWrite(IN2, LOW);
      digitalWrite(IN3, HIGH);
      digitalWrite(IN4, LOW);
      break;
    case 3:
      digitalWrite(IN1, LOW);
      digitalWrite(IN2, LOW);
      digitalWrite(IN3, LOW);
      digitalWrite(IN4, HIGH);
      break;
  }
}

[Docdelburg]

Nel caso usassi un motore passo passo ti serve una corona e un pignone come nella foto

https://it.aliexpress.com/item/10050057 ... ry_from%3A

Come motore consiglierei un NEMA17 a 200 step

https://it.aliexpress.com/item/33023193 ... pt=glo2ita

L'asse del motore passo passo va fissata sul pignone e questo va a muovere la corona fissata al tubo solidale con l'anello interno del cuscinetto della piattaforma.
Sono le condizioni che trovi nelle illustrazioni delle piattaforme indicate da me e Edgardo nelle relative discussioni.

Io ti posso fornire lo sketch (istruzioni) per Arduino per far compiere alla piattaforma una rotazione esatta di 180° così da compiere una giratura della loco. Se invece vuoi fermate plurime su altri binari a raggiera, avremo bisogno dell'intervento di Edgardo e di altri esperti che qui nel forum non mancano.

[giuseppe_risso]

Si dovrei fargli fare soste in 9 posizioni diverse.

[Docdelburg]

Si dovrei fargli fare soste in 9 posizioni diverse.

In questo caso chiediamo ad Edgardo, che fa muovere la sua piattaforma su tre posizioni diverse, se ci può aiutare con la compilazione dello Skecth per Arduino per le tue diverse posizioni.
Per richiamare l'aiuto di altri conoscitori di Arduino bisognerebbe magari cambiare il titolo della discussione (o aprirne una nuova), menzionando appunto piattaforma con Arduino.

[giuseppe_risso]

Quindi, questa sarebbe la lista della spesa?
I pulsanti e le resistenze, immagino che servano del numero dei binari collegati e non 2.

[Docdelburg]

Nella lista puoi sostituire Arduino Uno con Arduino Nano, più piccolo ed economico ma sufficiente per le tue necessità.
In base alle istruzioni contenute nello sketch ci vorranno 4 o più pulsanti, nel senso che 2 pulsanti dovranno muovere di un passo avanti o indietro il ponte, mentre gli altri 2 pulsanti dovranno muovere il ponte da una posizione (delle nove) ad un altra nei due sensi.
Questo perchè, quando il motore passo passo non è alimentato, il ponte è libero di girare e quindi, ad inizio di una sessione di gioco, può essere necessario allineare correttamente il ponte con il binario principale e questo lo si fa con movimenti di un passo per volta (primi due pulsanti).
Con i secondi due pulsanti si muove il ponte di posizione in posizione nei due sensi di rotazione; diversamente si dovrebbe avere un pulsante per ogni posizione ma credo che sia una soluzione che richieda istruzioni ben più complesse.
Prima di posare i binari in uscita dalla piattaforma, bisognerà studiare quanti passi deve compiere il motore per un giro esatto di 180° in modo da dividere le varie posizioni in multipli (di passi) che permettano al ponte di ritornare sempre nella posizione iniziale o invertire la posizione della loco in modo esatto.

[Edgardo_Rosatti]

Si dovrei fargli fare soste in 9 posizioni diverse.

In questo caso chiediamo ad Edgardo, che fa muovere la sua piattaforma su tre posizioni diverse, se ci può aiutare con la compilazione dello Skecth per Arduino per le tue diverse posizioni.
Per richiamare l'aiuto di altri conoscitori di Arduino bisognerebbe magari cambiare il titolo della discussione (o aprirne una nuova), menzionando appunto piattaforma con Arduino.

Nel mio progetto, non c'è nessun sistema per arrestare automaticamente la rotazione perché non ce ne è bisogno.
Il motore passo passo usato è demotiplicato ed il software che ho pubblicato poco sopra ha la possibilità di regolare la velocità di rotazione nei due sensi molto finemente.
Così facendo è molto facile trovare la giusta posizione del punto di arresto. Se poi serve invertile la polarità del binario della piattaforma dopo una rotazione di 180°,basta inserire sulla sua alimentazione un invertitore di polarità.

Il punto il cui intervenire nel software per regolare la velocità è questo:

Codice: Seleziona tutto

// Funzione per ruotare il motore in senso antiorario
void rotateMotorCounterclockwise() {
  for (int i = STEPS_PER_REV; i > 0; i--) {
    stepMotor(i % 4);
    delay(10); // Ritardo per controllare la velocità
  }

Nel comando "delay(10)", si hanno 10 millisecondi di ritardo tra un passo ed il successico dell'avanzamento del motore.
Aumentanto questo valore la velocità di rotazione rallenta; diminuendo questo valore aumenta.
Ovviamente questo intervento andrà eseguito anche nella funzione realtiva alla rotazione oraria "Clockwise".

Tutto molto pratico, semplice e soprattutto leggero.

[Docdelburg]

Nel mio progetto, non c'è nessun sistema per arrestare automaticamente la rotazione perché non ce ne è bisogno.
Il motore passo passo usato è demotiplicato ed il software che ho pubblicato poco sopra ha la possibilità di regolare la velocità di rotazione nei due sensi molto finemente.
...............

Edgardo, nella discussione in cui hai presentato il motore passo passo per la piattaforma ( viewtopic.php?f=88&t=18480 ) parli della possibilità di mettere dei sensori per fermare il ponte in determinati punti. Se fosse possibile sviluppare questa cosa risolveremmo buona parte delle necessità di Giuseppe.

Da parte mia ho uno sketch con movimenti di rotazione in senso orario e antiorario, sia di un passo, per la calibrazione ad inizio sessione, che per giri di 180° esatti.
Penso si possa adattare con modifiche alle necessità di Giuseppe, e nel caso spiegherei bene come, ma l'uso di sensori di arresto sarebbe una soluzione migliore.
Giusto per conoscenza questo sarebbe il mio sketch:

[Edgardo_Rosatti]

Vero Mauro, ma in realtà non ho mai cercato una soluzione per implementare questa possibilità.
Le opzioni potrebbero essere diverse:
Un semplice reed in corrispondenza su ogni binario di uscita dalla piattaforma con un piccolo magnete al neodimio montato sul piatto di rotazione.
Esistono anche delle piccole schede sensibili al magnetismo in sostituzione dei reed; Adolfo le ha usate per l'arresto della funicolare dul modulo omonimo.
Il sensore o il reed andrebbe collegato ad una porta digitale di ingresso come un normale pulsante NA.
Mi vengono in mente anche i fine corsa meccanici o ad infrarossi, ma secondo me sono più complicati da gestire.

Quello che voglio dire è che andrebbero fatte delle prove per determinare il grado di precisione, poi con semplici comandi di lettura risolvi la logica.