¿Qué motor eléctrico usar para dirigir una cometa? (maratón de estimación)

Estoy haciendo un proyecto favorito en el que quiero volar una cometa desde mi computadora. Para que esto suceda mi plan es construir una cajita colgada debajo de la cometa que incluye una raspberry pi (conectada a mi laptop por wifi), una batería, un controlador de motor y un electromotor para tirar de las cuerdas. Ahora estoy en la búsqueda de encontrar un motor adecuado.

Al leer y hacer preguntas anteriores aquí en stackexchange, descubrí que necesitaría un motor de CC básico que incluyera una transmisión porque tienen una alta relación par-peso y son fáciles de controlar. Además, colocaré una pequeña rueda (diámetro == 3 cm) en el motor para que la cuerda pueda colgarse alrededor y la fuerza del motor pueda traducirse en movimiento de la cuerda.

Algunos requisitos:

== Revoluciones mínimas/minuto ==

Quiero poder cambiar la longitud de la cuerda unos 40 cm en 2 segundos. Dado que la rueda tiene una circunferencia de ≈ 9,4 cm (π * 3), debe poder tener al menos 4,24 revoluciones por 2 s o 2,12 revoluciones por segundo, o 127 RPM.

== Torque mínimo en Kg/cm ==

Todavía no tengo la cometa, pero quiero volar una "cometa de kite-surf muy pequeña" con "viento moderado". Esto significa que con toda su fuerza podrá sacarme de mi posición, pero no levantarme en el aire. Por lo tanto, estimo que la tracción máxima de la cuerda es de aproximadamente 50 kilogramos, dividida por 4 cuerdas es igual a 12,5 kilogramos/cuerda. Dado que alineo las dos cuerdas de dirección en un bucle, tirar de una liberará la otra. Esto significa que la cuerda que se suelta "ayuda" a tirar de la otra cuerda. Al ver que la fuerza de tracción de la cuerda variará entre las dos cuerdas y también tengo que superar la inercia, estimo la potencia necesaria para ajustar las longitudes de la cuerda al 40% de la fuerza total, o 5 kilogramos. Dado que estamos usando una rueda con un radio de 1,5 cm (diámetro == 3 cm), tomamos 5 kilogramos por 1,5, lo que da como resultado un par mínimo necesario de 7,5 kg/cm.

Así que busqué en sitios web y encontré los motores a continuación. Todos los sitios están en holandés, así que traduje la información a continuación.

  1. https://iprototype.nl/products/robotics/servo-motors/metal-gearmotor-50-1

    • Giro libre: 200 RPM, 300mA, 12 kg-cm
    • Fuerza media: 1A
    • Fuerza completa: 5A

  2. http://www.conrad.nl/ce/nl/product/227552/Transmissiemotor-RB-35-150

    • RPM en fuerza 104 RPM
    • máx. torque 9 kg/cm · permanente 3 kg/cm
    • Giro libre a 1,5 V 120 RPM (¿¡¿por qué 1,5 voltios si es un motor de 12V?!?)
    • máx. Corriente 2,1 A

  3. http://www.conrad.nl/ce/nl/product/244023/Igarashi-transmissiemotor-150-type-33G

    • máx. torque 0.6 Nm (¿no es esto igual a 0.06 Kg/cm?)
    • giro libre a 1,5 V 110 RPM
    • RPM continuas: 85 RPM
    • corriente de giro libre: 0,10 A

El problema que tengo ahora es que la información es tan diferente (RPM en giro libre frente a la fuerza unida al motor) y varía tanto (12 frente a 0,06 kg/cm?) que no estoy seguro de mi todo el tren de pensamiento.

Entonces mi pregunta: ¿tiene algún sentido lo que estoy escribiendo aquí, o cometo error tras error tras error? ¿Qué consejo me darías aquí? ¿Es el primer motor claramente el mejor, o estoy pasando por alto las cosas?

¡Todos los consejos son bienvenidos!

He visto cometas controladas por un servomotor de pasatiempo, tirando de un yugo unido a las líneas de dirección hacia la izquierda o hacia la derecha para dirigirlas. No estoy seguro de si el uso de un motor de CC regular proporcionaría suficiente repetibilidad para volver al centro después de girar en cualquier dirección.
@ kramer65 - hay un sitio del Reino Unido para conrad: conrad-uk.com/ce/en/product/244163/150-type-20G-gearb-motor - este es el tercer motor y no menciona el 1,5V en giro libre. ¿Quizás no es importante? ¿Tal vez es solo la fuerza contraelectromotriz actuando como un generador?
@AnindoGhosh: de hecho, tendré que controlar completamente el motor para mantenerlo en el centro (si es necesario). Sin embargo, no creo que un servo sea suficiente, ya que necesito hacer un movimiento bastante grande (40 cm)
@Andyaka - Gracias por ese enlace. No sabía que Conrad era internacional. Entonces ese 1.5V también podría ser un error. Por lo demás, ¿crees que mis cálculos y razonamientos son algo válidos?
@ kramer65 El servo no necesitaría hacer un movimiento de 40 cm: estaría en el punto de apoyo de un yugo, con los extremos del yugo moviéndose los 40 cm requeridos (o lo que sea) traduciendo el movimiento de rotación del brazo del servo. Para un movimiento angular de +/- 15 grados, por ejemplo, el movimiento lineal requerido en los extremos del brazo del yugo se puede usar para calcular la longitud requerida del yugo.
@ kramer65: no creo que sea un error, creo que es el voltaje terminal en el motor cuando gira como generador.

Respuestas (1)

Su conclusión de que el primer motor es el más poderoso es correcta, dadas esas cifras. Tenga en cuenta que su corriente máxima es de 5 A, por lo que necesitará un controlador de motor y una batería bastante importantes; ya sea un paquete de iones de litio de 4 celdas con una clasificación adecuada o una batería de automóvil. ¡Puede encontrar una batería de automóvil como un peso útil para sostener todo el sistema en el suelo!

¡Gracias por la respuesta! Probablemente tomaré una batería LiPo de 12V 5000mAh. De esa manera, puedo usar la cometa durante una hora a máxima potencia (haciendo constantemente un movimiento de slalom) o más probablemente: unas dos horas (ya que a menudo no dirijo nada). Si tengo esto funcionando, probablemente querré construir un pequeño generador y colgarlo debajo de la caja en el aire para alimentar la batería LiPo. Pero ese es otro desafío :) ==> electronics.stackexchange.com/questions/63766/…
Es posible que pueda generar electricidad en el suelo usando la cometa: enerkite.com/Home.html (dependiendo de la dirección)
Lo sé, eso es a lo que me dirijo... ;) Pero lo primero es lo primero; 1) ser capaz de dirigir una cometa manualmente desde el suelo usando una unidad de control de cometa (KCU) en el aire, 2) escribir un programa que use varias entradas para volar la cometa en forma de ocho automáticamente, 3) cargar la KCU usando un pequeño generador de viento en el aire 4) Conecte el generador de tierra, 5) siéntese y relájese, mientras la energía libre se derrama por los enchufes y el mundo escuchará mi risa maniática de la victoria... :)
¿Qué motor eléctrico usar para dirigir una cometa? (maratón de estimación)
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v