evristow
Moderator

Sab Nov 21, 2009 6:16 pm
Quais motores devo utilizar?

...

Com essa redução o motor faria um torque T = 3.488Nm. O problema de uma redução pequena é como te disse o aumento da corrente consumida, que pode levar a eletrônica a queimar e com certeza diminui a autonomia do veículo, então vamos ver como ficam as coisas por esse lado, voltando a fórmula do torque, temos:

Código:I = (T / kT) + Isc
I = (3.488 / 0.042) + 3.9
I = 86.95A

Logo com 4.72:1 já dá para conseguir funcionar, mas você tiver como aumentar a relação vai ser melhor para a sua bateria e eletrônica, vejamos o exemplo de 8:1:

Código:Tv / 8 = 16.4465 / 8 = 2.0558125Nm
I = (2.0558125 / 0.042) + 3.9
I = 52.84A

Melhor, mas ainda alto do ponto de vista da bateria, quanto menor a amperagem consumida, melhor, logo indo para 16:1:

Código:Tv/16 = 1.02790625Nm
I = (1.02790625 / 0.042) + 3.9
I = 28.37A

Continua...

evristow
Moderator

Sab Nov 21, 2009 6:16 pm
Quais motores devo utilizar?

...

Por isso disse que uma redução de dois estágios, mas como disse acima, temos a questão da eficiência, a eficiência do sistema é dada pela multiplicação da eficiência do motor e das reduções, abaixo calculada nos 3 cenários:

Código:4.714487331:1
Em = (86.95 - 3.9) * (12 - (0.121 * 86.95)) / (12 * 86.95)
Em = 0.117725803
Et = 0.85 (um valor aproximado para 1 estágio por corrente .25)
E = 0.117725803 * 0.85 = 0.100066933

Código:8:1
Em = (52.84 - 3.9) * (12 - (0.121 * 52.84)) / (12 * 52.84)
Em = 0.432713945
Et = 0.85 * 0.85 = 0.7225
E = 0.312635825

Código:16:1
Em = (28.37 - 3.9) * (12 - (0.121 * 28.37)) / (12 * 28.37)
Em = 0.615791676
Et = 0.85 * 0.85 = 0.7225
E = 0.444909486

O que a eficiência quer dizer? É simples, basicamente o quanto da energia foi realmente transformada em movimento e quanto se perdeu por som ou calor, principalmente esse último. A perda em porcentagem é dada por p = 100 * (1 - E), logo ainda temos perdas de 65.5 a 90%! 

Continua...

evristow
Moderator

Sab Nov 21, 2009 6:17 pm
Quais motores devo utilizar?

...

Usando 24V a potência quadruplica:

Código:P=V² -> xP=(2V)²=4V² -> x=4

Mas a corrente aumenta também na mesma razão:

Código:P = V*I -> 4P = 2V*xI -> x=2

Faça as contas para os cenários com 24V e veja se vale a pena, já o aumento de corrente leva a alguns problemas. O primeiro, já mencionado, é a eletrônica aguentar, mas além disso a temperatura dos motores sobe muito. A questão é que acima de 140~150° o esmalte de muitos fios esmaltados já começa a evaporar, podendo levar a um curto e a perda do motor.

Voltando a redução, realmente uma redução de dois estágios implica em um eixo apoiado em mancais com as engrenagens intermediárias, infelizmente não tenho nenhum vídeo ou animação. Acho que com o Toolbox do Solidworks é possível fazer correntes, coroas e pinhões, posso conferir.

Finalmente acabou!!!! HUHAUAHUAHUAH

Abração,
Dudu

lucasth

Sab Nov 21, 2009 7:36 pm
Quais motores devo utilizar?

Só uma última pergunta, como eu posso agradecer?  

evristow
Moderator

Dom Nov 22, 2009 9:53 am
Quais motores devo utilizar?

Agradecer é fácil, basta terminar o projeto e postar ele por aqui. Se tiver um relatório não esqueça de citar o fórum da RoboCore, isso sempre ajuda a comunidade atraindo mais membros 

Fórum é isso mesmo, é troca de conhecimento, logo só manter a bola rolando!

Ainda não consegui mexer no solidworks para ver o quão complicado é fazer uma redução de dois estágios, estou tendo problemas com a máquina virtual que uso para executa-lo, já que o meu sistema operacional principal é Linux e infelizmente a 3DS não tem uma versão que suporte. Mas assim que resolver posto por aqui o veredito.

Ainda tenho algumas perguntas:

Você chegou a fazer as contas a 24V?

Quais baterias pretende usar?

Abração,
Dudu

lucasth

Qui Nov 26, 2009 8:59 pm
Quais motores devo utilizar?

evristow Escreveu:
Código:Nsc = kV * (V - (Rm * Isc))

Nsc = 23.980823926 * (12- (0.121 * 3.9) = 276.45 rad/s


*Não entendi porque o Kv nessa conta é de 23,98.   

*Outras dúvidas, 
                        a potência do motor em 12V é de 282W em 24V seria 1128W (achei um valor bem alto)? 
                        a corrente de stall seria 390A e a no_load 15,6A ?
                        algum outro parâmetro iria mudar (Kt, Kv)?
Se forem esses valores mesmo acredito ser melhor utilizar 12V, não?



Fiz os cálculos utilizando uma redução de 10:1 (creio que vamos fazê-la através de polias sincronizadoras de 10d. e 100d.[ que tem um diâmetro ideal ] com a correia de passo XL [o vendedor me disse não ter problema esse passo pequeno]) e obtive os, satisfatórios (diga-se de passagem) resultados a seguir:

Torque para redução 10:1  -   36,2 Nm (necessário recalculado é de 13,1445 Nm, alterei o diâmetro da roda que agora já comprada é de 15'' e reduzi a velocidade para 15km/h)
Corrente para redução 10:1  - 43,05 A

Como vamos utilizar o IRF1405 que suporta até 169A acredito que não encontraremos problema na queima ou superaquecimento da eletrônica de potência (corrijam-me se eu estiver errado).

E sobre a bateria, estamos pensando em utilizar uma bateria comum de moto, assim como na maioria dos projetos deste tipo, mas se tiverem uma solução com um melhor custo/benefício/durabilidade/peso (inventei nessa hehe)  agradeço.


Novamente muito obrigado evristow

evristow
Moderator

Sex Nov 27, 2009 12:24 am
Quais motores devo utilizar?

Fala Lucas,

O valor de kV está diferente por que as unidades são diferentes, inicialmente estávamos trabalhando com RPM/V, lembra? Mas essa unidade não é a do SI, logo a saída não corresponderia com o esperado, por isso a mudança para (rad/s)/V. Uma volta possui 2π rad, logo para converter de RPM para rad/s temos que dividir por 30/π, que são 9.549296584. Esse era o maior problema das contas desse e do outro tópico, unidades inconsistentes, é algo que sempre pega muita gente. 

A 24V é isso mesmo, a potência quadruplica mesmo... dando valores bem altos, assim como a corrente duplica, tanto a Isc quanto a Is. Fique tranquilo kV e kT não mudam, ainda bem, certo?

Sem dúvida acho melhor usar 12V, até para a segurança do piloto, não se esqueça que um Segway está a um passo de virar um Overhead Twack e pode até matar alguém caso de problema.

Redução por correia tem outra vantagem é mais eficiente e silenciosa que corrente, realmente é uma boa idéia. Só nao sei se uma correia XL aguenta essa carga. 

O IRF1405 suporta até 169A em condições ideais... mas infelizmente o mundo é perverso, de qualquer forma vocês devem estar a salvo, quantos FETs há por perna da Ponte-H? Não acho que nenhum problema deve acontecer, mas não custa verificar.

Bateria de motor é interessante pelo custo benefício, ainda não existe nada que preencha todos os requisitos que você escreveu. Uma boa idéia pode ser colocar ela na parte mais baixa do veículo para atuar como contra-peso, aliviando um pouco o lado dos motores ;D

Abração,
Dudu

bboydidio

Sex Nov 27, 2009 7:42 am
Quais motores devo utilizar?

Quanto aos FETS, dê uma reforçada nas trilhas de condução, os FETs podem não queimar, mas as trilhas podem derreter, faça bem feitinho o layout tomando cuidado com isso.
E dissipação é sempre bem vinda, se fizer a estrutura de aluminio, aproveita ela.

Contudo, acho melhor usar motores 24v, e fazer sensores nos pés, caso você saia de cima ele desligue, pode ser até um sensor em serie normalmente aberto, assim você evita riscos, ou coloca na programação que se caso o giroscopio e acelerometro indicar alguma irregularidade da angulo e aceleração, ele desliga.
Como você nunca vai andar deitado, até por respeito ao aparelho, faça algo desse tipo.

E quando for testar, não coloque no chão, usa uma bancada pra ver a reação na hora de ligar.

Bem, são minha opiniões, mas é sempre bom levar em consideração da galera aqui do forum, os cara são feras, o evristow também sabe do que esta falando como os outros.

Boa sorte cara!


 	  
Moderação: Assunto do tópico
	
	
	  
 Por favor, não escreva mensagens sobre assuntos que fogem ao tópico em questão.
	

lucasth

Sex Nov 27, 2009 10:45 am
Quais motores devo utilizar?

Nossa, fico feliz em ver que com a ajuda de vocês o projeto está andando.

Sobre os sensores nos pés, acho que não vamos utilizar os sensores e sim uma chave liga/desliga manual pois mesmo quando o veículo estiver parado ele tem que ficar "de pé", caso usasse os sensores ia ficar meio perigoso na hora em que a pessoa está subindo e por esse intervalo de tempo estivesse desligado.


Valeu.

evristow
Moderator

Sex Nov 27, 2009 2:27 pm
Quais motores devo utilizar?

Bem lembrado as trilhas muitas vezes acabam virando fusíveis! Caso seja necessário não é muito complicado engrossar trilhas já existentes, a forma mais simples é apenas colocar fluxo de solda.  Caso seja necessário suportar ainda mais corrente, dá para usar um pedaço de fio rígido devidamente dobrado no formato da trilha e soldado em cima da mesma, basta estanhar a trilha e o fio e solda-los juntos.

Só discordo do bboydidio quanto a tensão dos motores, a 24V eles não iriam durar muito e a autonomia do veículo seria menor caso você mantivesse a energia disponível pela bateria constante, para ter a mesma autonomia seria necessárias 4 baterias de 12V arrumadas em 2S2P, bem mais peso para carregar.

O Segway original tem um sistema de sensores nos pés, é uma ideia interessante e não muito complicada de implementar. Porém existem sistemas mais simples e tão seguros, particularmente gosto do usuário precisar segurar um botão (em uma posição confortável, claro) para o sistema funcionar.

Ano passado na Robogames o Mike Philips apresentou um veículo que se auto equilibra baseado em uma cadeira de espreguiçar, que prontamente apelidamos de Lazyway. Nela o sistema era bem simples, você sentava na cadeira e esticava as pernas, depois apertava um botão no joystick, que acionava o modo de equilíbrio, levantando as suas pernas e aceitando comandos para se locomover. Experimentei a Lazyway e posso afirmar que é muito divertida, segue uma foto dele dirigindo a sua criação:



Segue também o tópico do RFL Fórum que deu origem ao Lazyway e a página do Mike. Ele é muito acessível e gente finíssima, logo não exite em contata-lo caso queira perguntar alguma coisa sobre o projeto.

Abraços,
Dudu