¿Qué motor paso a paso debería ser suficiente para mover una válvula de agua y para el controlador TMC2130?

Necesito un motor paso a paso y un controlador para controlarlo. Pero no sé cuál satisfaría mis necesidades. Tengo un Arduino MEGA 2560 si eso es relevante.

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Necesito cerrar y abrir una válvula Nupro con precisión. Usaré algún tipo de engranaje para unir el motor a la llave. Lo más importante es detectar cuando cambia la tensión del motor y detenerlo cuando la válvula está completamente cerrada, para evitar cualquier daño.

válvula

Conductor

He estado echando un vistazo y creo que el controlador TMC2130 podría satisfacer mis necesidades. Posee la stallGuard2tecnología que detecta el estrés del motor y reduce el consumo cuando el motor está parado. Es común en las impresoras 3D, pero tiene muchas otras aplicaciones.

¿Hay algún conductor mejor? Si hay un escudo para mi Arduino sería más conveniente.

Motor paso a paso

Me gustaria saber cuales deben ser las caracteristicas minimas del motor paso a paso que necesito:

  • Esfuerzo de torsión. No sé cuánto es 1Nmo 1mNm. Es decir, no sé cuánto necesito y cómo calcularlo.
  • Voltaje. 0..46V CC
  • Actual. El controlador puede funcionar con motores paso a paso con una corriente de bobina de hasta 2,0 A (pico de 2,5 A)
  • Alambres. No encontré cuántos cables admite el controlador que sugerí
  • Ángulo de paso. Creo que con 1,8º sería suficiente, pero no estoy tan seguro

Creo que un equivalente a este servo continuo sería suficiente. Ese motor tiene el máximo de 6V y 190mA.

¿ Funcionaría este motor paso a paso NEMA 17 ?

Actualización (15 de marzo de 2020)

  • Esfuerzo de torsión:

    • Me he dado cuenta que en la ficha técnica del servo está escrito 38 oz inde par máximo, 0.27 Nmaproximadamente. Eso debería ser suficiente para el motor paso a paso, espero, también agregaré algo de engranaje y el par será un poco más alto y preciso.

    • Válvula. La documentación de la Válvula Swagelok (Serie S) está aquí . La presión de trabajo es 2000 psig = 137 bar.

      Sin embargo, voy a trabajar solo con gas, así que creo que 0.27 Nmsería suficiente hasta ahora.

  • Alambres. Trabajaré con el modo bipolar. Asi que solo me falta poner atencion a los cables que van en cada bobina

  • Ángulo de paso. Mejoraré la precisión agregando un engranaje al motor paso a paso. Y usaré "Paso completo" para mantener el motor en la posición correcta como sugiere Tony

Comenzaría con la investigación de la primera viñeta. No es una ciencia espacial y la información es gratuita. Pero antes de calcular un motor, debe medir cuánto necesita realmente con su carga real.
¿Hoja de datos para esta "clave nupro"? Cuando lo busco en Google todo lo que obtengo es comida para perros.
@EugeneSh. Bueno, investigaré un poco más para ver si puedo resolverlo, gracias.
@RonBeyer ah, no puedo encontrar un enlace en este momento. Te avisaré si encuentro algo mañana. Gracias por tu interés
Las especificaciones de la válvula nupro @RonBeyer están aquí: swagelok.com/downloads/webcatalogs/EN/MS-01-142.PDF Muchas especificaciones pero nada sobre el par necesario
Además, Swagelok indica esto acerca de las válvulas de aguja (como esta): Las válvulas que no se han ciclado durante un período de tiempo pueden tener un par de accionamiento inicial más alto.
Los engranajes mejoran el torque pero agregan juego
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 y ¿crees que podría reducir la barra invertida con algún tipo de tornillo de avance? Espero que algo como esto sea suficiente.
No, comience con las especificaciones como definí
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 pero ¿quieres decir que debo conectar el motor directamente a la válvula? Estoy considerando usar una polea para la transmisión que tiene menos barra invertida
No, quise decir lo que acabo de decir. los resultados son fáciles, pero escribir buenas especificaciones es difícil. Por ejemplo, el torque podría dañar la válvula y podría ser necesario un acoplador de resorte.

Respuestas (1)

No es así como se fabrica una válvula de fluido lineal hidráulica simple, sino una que se controla con precisión según sus especificaciones.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Para que sea lineal, debe saber que la función de transferencia de par puede no depender de la posición con el envejecimiento de la válvula o la presión del agua. Pero sí necesita controlar el par con un motor. La mejor manera es utilizar la corriente para controlar el límite de par del motor, pero es necesario definir la posición, la velocidad y la aceleración, ya que puede haber algún contragolpe. Puede intentar medirlo y luego hacer lo mismo para sus motores paso a paso frente al límite de voltaje o corriente y luego definir las funciones de transferencia a, v, x. Para permitir el cogging con un límite de par bajo, se necesita volver a la posición inicial. Se pueden utilizar pasos completos.

Gracias por responder. Creo que el controlador que sugiero puede medir bien el estrés para detectar si la válvula ya está cerrada. Además, usaré Full Step como sugieres para mantener mejor la válvula en la posición correcta. Para obtener más precisión (para cerrar y abrir la válvula en más pasos), también agregaré algunos engranajes
Como puede ver, he actualizado mi pregunta. Agregué la presión que la válvula puede soportar. No se muy bien como puedo calcular el par con ese dato, pero como voy a trabajar con gas creo que con 0.27Nm me bastaría
¿Qué motor paso a paso debería ser suficiente para mover una válvula de agua y para el controlador TMC2130?
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