Выбор сервы для открывания форточки

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

Сначала опишу задачу. Комната не имеет своей вентиляции, единственный способ не задохнуться ночью - это спать с открытой форточкой. Тут две проблемы: зимой можно замерзнуть, но есть еще напасть. Это мусорка, которая приезжает от5.30 до 6.30 и с веселым грохотом мусорных баков о мусоровоз будет всех.

Решение предполагаю следующее. Ставлю сервопривод на открытие/закрытие форточки, и Ардуину с датчиком температуры и микрофоном на улицу (вариант - часы реального времени). Алгоритм понятен. Если температура, скажем, ниже 18, прикрываем форточку, а нагрелось помещение до 20 - приоткрываем. Шум на улице - закрываем форточку, пять минут тихо - открываем. Ну или чисто по времени, в 5 утра закрыли, в 7 открыли.

Было время, хотел проветривание делать по датчику газов, но выяснилось, что духота - это не недостаток кислорода, а избыток СО2. Эти датчики дороговаты, от 40 и более баксов.

Вопросы такие:

1. Не могу оценить необходимый крутящий момент. Какую серву надо ставить на эту нагрузку - MG90S, или ее не хватит по мощности, и надо что-то вроде MG995? Есть ли у кого-то готовые конструктивные решения для открытия двух створок легких форточек деревянных рам? Гугл ничего не рассказал.

2. Покурив форум, увидел проблему: плавный медленный ход обеспечить можно, но при включении сервы дергаются. Форточки не тяжелые, но и не пушинки, инерционность значительная. Куда уйдет момент, не на поломку редуктора?

3. Какие куски кода под эту задачу можете посоветовать?

vvadim
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2012

Сначала прикиньте кинематику открывания форточки. Тогда будет понятно, какие перемещения и какой привод подобрать. Может прийдётся dc мотор ставить

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

мне думается DC мотор лучше подойдет, к нему два концевых выключателя. Куда сложнее именно выбрать конструкцию механизма открывания. С DC мотором можно рассмотреть червячный механизм. сделать его повроротным (так как форточка по дуге открывается)

varistor
varistor аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.02.2013

Самое простое и дешевое решение: поставить электропривод от автомобильных дворников. Там уже есть и моторчик и редуктор с червячным механизмом. Достаточное усилие. Можно купить в любом ближайшем автомагазине или взять б\у. А серву при желании можно реализовать программно. На ось крепятся тяга и переменный резистор. Резистор включается по схеме потенциометра. Напряжение с него подается на аналоговый вход ардуины. Включил мотор на перемещение и контролируешь напряжение на входе. Достигло нужного значения, мотор выключаешь. Все просто. Удачи!

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

кстати, там же в автомагазине можно купить стандартны электропривод замка двери, они есть с уже встроенным концевым выключателем

большой ход форточки он не обеспечит, но возможно тех несколько сантиметров хватит

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

На похожую задачу я подбирал отсюда http://www.promshop.info/cataloguespdf/skfj.pdf актюатор

Вам надо что то типа IMD3-40

управлять можно этим http://www.toyhobby.ru/shop/catalog/product_info.php?cPath=2658_2660&products_id=21924

запараллелив каналы ( в правильной полярности) при необходимости для увеличения тока, купив , или спаяв по даташиту, там есть схема для параллельных каналов ( до 4 ампер). 

самая мощная серва, которую я нашел - 32 кг/см не справилась с дожиманием.

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

Неожиданное единодушие по поводу мощных девайсов. Неужели так все плохо?! Может, я не правильно описал ситуацию? Попробую еще раз.

У меня легкая деревянная форточка на оси обычной петли. Но фотке серва MG996, но мне кажется и ее момент избыточен, 12кгс!!!

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

А вы попробуйте свою серву и расскажете нам

ваши 12кгс развиваются на коротком плече. Сколько там тот рычаг? 3см? А форточка все 20. Значит усилие на краю форточки будет 12 * 3 / 20 = 1.8 кгс. Это если серву ставить в районе петель как вы на фото показали. Можно поставить ближе к защелке, тогда соотношение рычага будет лучше, но за счет сокращерия диапазона открытия

varistor
varistor аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.02.2013

< Неожиданное единодушие по поводу мощных девайсов. Неужели так все плохо?! Может, я не правильно описал ситуацию? Попробую еще раз. У меня легкая деревянная форточка на оси обычной петли. Но фотке серва MG996, но мне кажется и ее момент избыточен, 12кгс!!! >

Не думаю, что вам будет достаточно малюсенькой сервы, предназначенной для моделизма. Учитывая еще, что форточка российская деревянная, судя по фото. Такую форточку обычно руками то трудно бывает открыть-закрыть )))

Araris
Offline
Зарегистрирован: 09.11.2012

SergAG, эта серва будет отлично у Вас работать. У меня такая же таскает задвижку воздуховода просто на ура. Прислушайтесь к совету уважаемого axill "Можно поставить ближе к защелке, тогда соотношение рычага будет лучше, но за счет сокращения диапазона открытия", Вам же не надо на всю ширь форточку распахивать. И все получится. Будете писать скетч - спросИте тут, как плавно двигать сервой, есть ответ.

vvadim
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2012

И всё же надо начинать с кинематики

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

Могу ли я попросить уважаемое сообщество дать пригодный к употреблению скетч для медленного вращения этой сервы? Т.е. по двум кнопкам вправо-влево. Я понимаю, что здесь кинематика определяющая, поэтому буду пробовать макеты привода. Из железа у меня есть мини про и MG996R

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Прямо только что была"задача" с медленной сервой в теме Управление сервы кнопкой

SergAG пишет:
Если температура, скажем, ниже 18, прикрываем форточку, а нагрелось помещение до 20 - приоткрываем. Шум на улице - закрываем форточку, пять минут тихо - открываем. Ну или чисто по времени, в 5 утра закрыли, в 7 открыли.

Не проще ли включать вентилятор?

Araris
Offline
Зарегистрирован: 09.11.2012

Probelzaelo пишет:

Не проще ли включать вентилятор?

Вентилятор как средство борьбы с шумом на улице ?

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Конечно, ибо вентилятор обычно имеет жалюзи, а если он не просто врезан в форточку, то может быть оборудован шумоглушителем. таким образом проблема шума автоматически пропадает, а задача подачи свежего воздуха очень не плохо решается. И опять же оборотами вентилятора тоже можно управлять, так что для полета технической мысли место есть.

Но если все равно остается устойчивое желание установить электропривод на форточку, то я бы рекомендовал обратить внимание на многооборотные сервоприводы. Такая штука сможет отработать открывание более плавно.

Либо присмотреться к шаговому мотору с зубчатым ремнем например.

Во всяком случае используя жесткую механическую открывалку для окна придется расстаться с возможностью открыть/закрыть форточку руками.  ;) А что если воспользоваться системой гибких тяг?

 

Araris
Offline
Зарегистрирован: 09.11.2012

Восхищен полетом технической мысли (честно, без сарказма), но я исхожу из того, что у топикстартера уже есть Ардуино и сервопривод. Просто прицепить серву к раме, приладить тягу к форточке и отработать кинематику. А вот дальше будет полет мысли, в смысле программирование хотелок.

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Проблема использования сервы в том, что она предназначена для дистанционного управления и как следствие достаточно быстрого отрабатывания пропорциональных!!! комманд. те не просто от края до края но еще и слежения за управляющим воздействием. Для форточки это лишнее. Кроме того форточка достаточно инертна просто в силу веса и габаритов. Серва отрабатывает повороты на 90 градусов за 0.07-0.15 секунды, но нам же нужно не хлопать форточкой, а нужно ее относительно плавно открыть и не менее плавно закрыть. Разумеется притормозить серву программно не сложно, но какой смысл использовать предельную нагрузку но в то же время ухудшать имеющиеся возможности? Логичнее воспользоваться дополнительной понижающей передачей. Для полного счастья можно конечно серву слегка "адаптировать". Для этого насовсем удалить из редуктора сервы механический ограничитель(спилить нафиг), и заодно добавить снаружи еще одну ступень передачи, а потенциометр обратной связи вынуть и привязать непосредственно к положению форточки. тогда шансов на успех гораздо больше.

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

Один из вариантов кинематики, действительно, зубчатый сектор. Это еще и с тем связано, что совместить оси сервы и петли не получится. Но тогда надо переделать серву на постоянное вращение и, соответственно, мутить датчики положения форточки.

Про ручное открытие я уже думал. Без него плохо, но тут либо усложнять эксплуатацию (типа снимать тяги), либо предусмотреть открытие кнопками. Но из опыта нынешнего, большинство манипуляций с форточкой вызвано факторами, которые я и хочу автоматизировать.

Я еще с сервами не работал, попробую на выхах пощупать.

Araris
Offline
Зарегистрирован: 09.11.2012

SergAG пишет:

Это еще и с тем связано, что совместить оси сервы и петли не получится. 

А это зачем ?? Крепите серву к раме, от нее тягу к форточке, и все. Подходящей картинки не нашел, вот примерно так, только серва будет внутри помещения. Схема от доводчика двери, идея та же самая.

 

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

Спасибо! Любопытная кинематика, поизучаю. Мне говорили, полно решений с форточкой в инете, но я ничего не нашел, кроме парников и фурнитуры МП окон.

Только, мне кажется, векторы разложены не совсем корректно. По крайней мере, момент здесь тем ниже, чем ближе створка к раме, а хотелось бы наоборот.

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

SergAG пишет:
Про ручное открытие я уже думал. Без него плохо, но тут либо усложнять эксплуатацию (типа снимать тяги), либо предусмотреть открытие кнопками.

Однако есть вариант, воспользоваться веревочками с грузом ))

Форточка должна в свободно состоянии самостоятельно открываться, но под действием груза закрываться, а серва просто отдельным шнурком приподнимает груз. тогда ни что не мешает в любой момент открывать-закрывать вручную и параллельно заставить отработать закрытие на автомате )

SergAG пишет:
Только, мне кажется, векторы разложены не совсем корректно. По крайней мере, момент здесь тем ниже, чем ближе створка к раме, а хотелось бы наоборот.
Момент здесь в первую очередь зависит от длины штока установленного на серву.  а от места крепления к створке зависит как широко мы ее сможем открыть. но надо сказать доводчики работающие примерно по этому принцыпу, имеют очень не слабое усилие на оси, и ломаются если что запросто. Зато с ветром бороться им не всегда хватает сил.

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

Берете это : http://www.ebay.com/itm/2x-New-3-6V-DC-Small-Micro-Geared-Box-Electric-Motor-High-Quality-/190845098809?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2c6f411b39 можно найти существенно дешевле

сзади делаете простой шарнир крепите к раме

к валу прикручиваете переходной муфтой резбовую шпильку требуемой длины

на форточку на шарнире приделываете гайку с резьбой для шпильки

получаете медленный исполнительный механизм выпуска и убирания закрылок, можно также манипулировать форточкой ;)

Andrey_Y_Ostanovsky
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2012

inspiritus пишет:

прикручиваете переходной муфтой резбовую шпильку требуемой длины

на форточку на шарнире приделываете гайку с резьбой для шпильки

Нельзя, должна быть возможность открыть форточку быстро и руками. Тут надо на тягах-тросиках делать, или со скольжением...

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

2inspiritus интересные моторчики, но хватит ли 2кг момента с редуктора? А чего и хочу на серве проверить хоть какой-то механизм, возможно, и который выше, чтобы понять реальный требуемый момент.

2Andrey_Y_Ostan пост #17

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

2кг плюс передача винт/гайка , причем это 2.3 кг.с , а даметр винта будет меньше ( например 8 мм) , следовательно усилие еще больше.

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Главный вопрос, форточка то какой конструкции? массы, клинит или нет в раме?

На любой случай годится конструкция типа авто активатора замков, но с длинной зубчатой рейкой, которую просто накидываешь на специальный торчок закрученный в створку когда нужно автоматическое управление, в остальное время автоматика не при делах. кстати во многих оконных конторах существуют готовые электроприводы. красивые, прочные, достаточно мощные. Может стоит остановиться на таком, а освободившееся время посвятить более приятной части автоматизации? ;)

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

2Probelzaelo с готовыми приводами получится каша из топора. Как правило, для них своя фурнитура, достаточно дорогая, определенные фрамуги, и самое главное, практически все они для открывания форточек в другой плоскости. А еще размеры... А еще цена... Да и не по феншую это, готовые девайсы покупать ))

Активаторы тоже великоваты и по скорости мало подходят

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

SergAG пишет:
2Probelzaelo с готовыми приводами получится каша из топора. Как правило, для них своя фурнитура, достаточно дорогая, определенные фрамуги, и самое главное, практически все они для открывания форточек в другой плоскости. А еще размеры... А еще цена... Да и не по феншую это, готовые девайсы покупать ))

Нормально получится. А насчет фурнитуры и тп заявлено что привод встает на любую конструкцию рамы. размеры да, не комильфо, цена надкусывает разумеется. Но феншуй данного форума гораздо больше подходит ко второй части задачи ;)

SergAG пишет:
Активаторы тоже великоваты и по скорости мало подходят
вот тут надо определиться окончательно, маленькие размеры - маленькая скорость, уж если активаторы великоваты, то врядли получится найти результат чтобы сделать недорого да еще и в работе быстрое. Разве что пневмопривод.

А чтобы не слышно было как шипит приделать свисток! ))

И кстати ты не перепутал маленькие и дешевые активаторы замков с дорогими и крупными механизмами стеклоподьемников?

Dimus
Offline
Зарегистрирован: 25.11.2012

Как вариант, если есть на примете засохший струйный принтер, то из него можно добыть несколько движков, зубчатую передачу, концевики, шестеренки и пр.

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Ооо даа, в принтерах, кроме лазерных, и кстати сканерах, обычно имеется очень подходящая передача с зубчатым ремешком и специально обученным шаговым мотором.

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

Probelzaelo пишет:

Ооо даа, в принтерах, кроме лазерных, и кстати сканерах, обычно имеется очень подходящая передача с зубчатым ремешком и специально обученным шаговым мотором.

только вот усилие , развиваемое оным слабовато для нормальной российской ФОРТОЧКИ ;)

вообще надо бы создать тему для принятия идей и придумывания набора решений для различной механики под бытовые и не очень применения и запихнуть резкльтат её обсуждения в FAC.

По крайне мере у меня при различных разработках более всего времени уходит на изготовление именно механики, далее по времязатратам , ожидание из АЗИИ, далее, как ни странно пользовательский интерфейс, далее корпуса и облагораживание, далее все, что требует приложения паяльника, далее подбор и приведение в приличный вид библиотек, и, наконец сама исполнительная часть программы оказывается самым быстрым этапом .

возможная классификация:

по типу движения - возвратно-поступательное , вращательное, различное сложное ( хехе ТММ) 

по усилию перемещающее датчик ( фототранзистор например) , усилия до 100 гр, до 1кг, более 1кг.

наличие концевых датчиков - контактные / бесконтактные

наличие обратной связи - привод/ сервопривод

точность +-2 трамвайные остановки, от 2 до 5% хода, от 0.1 до 2%, менее 0.1%

исполнение IP20, IP44, IP65.

температурные режимы по классификации по ГОСТ 15150-69 см википедию для первого взгляда.

 

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

inspiritus пишет:

Probelzaelo пишет:

Ооо даа, в принтерах, кроме лазерных, и кстати сканерах, обычно имеется очень подходящая передача с зубчатым ремешком и специально обученным шаговым мотором.

только вот усилие , развиваемое оным слабовато для нормальной российской ФОРТОЧКИ ;)

Для среднестатистической отечественной форточки может не хватить и монтировки.

Придется использовать Skill - "обработать напильником" ))

inspiritus пишет:
более всего времени уходит на изготовление именно механики, далее по времязатратам , ожидание из АЗИИ, далее, как ни странно пользовательский интерфейс, далее корпуса и облагораживание, далее все, что требует приложения паяльника
В силу определенной кривизны рук эти этапы(кроме ожидания из азии) я предпочитаю заменять покупкой готового исполнительного механизма ))

inspiritus пишет:
далее подбор и приведение в приличный вид библиотек, и, наконец сама исполнительная часть программы оказывается самым быстрым этапом .
К тому же более увлекательным ...

 

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

а такая хрень чем не подходит?

http://www.velasat.ru/Sistemi-sputnikovogo-televideniya/Upravlenie-atennoie.html

правда скорость у них не велика..

 

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Probelzaelo пишет:

а такая хрень чем не подходит?

http://www.velasat.ru/Sistemi-sputnikovogo-televideniya/Upravlenie-atennoie.html

правда скорость у них не велика..

Зато усилие 300 кг, как раз выломать форточку вместе с окном и оконным проёмом

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

trembo пишет:

Probelzaelo пишет:

а такая хрень чем не подходит?

http://www.velasat.ru/Sistemi-sputnikovogo-televideniya/Upravlenie-atennoie.html

правда скорость у них не велика..

Зато усилие 300 кг, как раз выломать форточку вместе с окном и оконным проёмом

это смотря во что упереть

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Во что ни  упрёте- именно то и сломает.

Там кстати внутри есть концевики, но выставить их достаточно точно и стабильно- проблемма.

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

Внутренние концевики- защитные для самого актюатора, для правильной работы надо ставить концевик на форточку 

спасибо за наВодку на актюаторы, не знаю, как они по надежности , но цена в соотношении с нагрузкой и климатикой очень хороша и даже лучше иБээвской.

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

trembo пишет:

Во что ни  упрёте- именно то и сломает.

Там кстати внутри есть концевики, но выставить их достаточно точно и стабильно- проблемма.

Форточка то такая штука которую не нужно выставлять точно. А чтоб не сломать упор, нужно с глухого конца поставить пружину.

varistor
varistor аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.02.2013

Полезный сайт про актуаторы. Всевозможные типы, конструкции, усилия. Подбор по параметрам. Очень познавательно

http://www.aktuator.ru/

SergAG
Offline
Зарегистрирован: 22.12.2012

Araris пишет:

Крепите серву к раме, от нее тягу к форточке, и все. Подходящей картинки не нашел, вот примерно так, только серва будет внутри помещения.

Поэкспериментировал с этой кинематикой, вполне так ничего: http://youtu.be/HRRO23GPpo0

Взял окно без ремонта которое, чтоб не жалко было. При заходе форточки в раму ее подклинивает, был уверен, что серва не откроет ее, надо будет подрабатывать притвор. Ан нет, справилась!

Скетч брал отсюда. Регулировал грубым старым подстроечником, все на соплях, поэтому серву колбасит. потом, конечно, угол и скорость задаваться будут программно.

Araris
Offline
Зарегистрирован: 09.11.2012

Что и требовалось доказать )). https://www.youtube.com/watch?v=90Aw5-X8ZaI

Поиграете с расстоянием от оси форточки до сервы и с длинами тяг - будет еще лучше (надежнее) работать.

Mastino
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2011

вот так оригинал выглядеть http://youtu.be/Nqh5a0jg7-M

Araris
Offline
Зарегистрирован: 09.11.2012

Mastino пишет:

вот так оригинал выглядеть http://youtu.be/Nqh5a0jg7-M

Ну, дык, какое окно, такой и оригинал..

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Не самый сложный и прекрасно работающий вариант механического управления и ручного открывания можно реализовать по примерно такой схеме

https://cloud.mail.ru/public/b8932af5478c/Wind.jpg

 

 

Mastino
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2011

Probelzaelo пишет:

Не самый сложный и прекрасно работающий вариант механического управления и ручного открывания можно реализовать по примерно такой схеме

https://cloud.mail.ru/public/b8932af5478c/Wind.jpg

 

 

а чем это открывание отличается от обычного дергания за ручку? :)

com
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

перемещение линейное вместо движения по радиусу, как я понимаю. проще реализовать

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Mastino пишет:
а чем это открывание отличается от обычного дергания за ручку? :)

Тем что есть возможность, полностью автоматизированой работы под управлением вумной системы. Обращаю внимание, сервопривод просто поднимает(чтобы открыть) или опускает(чтобы закрыть) основной груз. Второй груз(либо пружинный механизм) открывает.

Однако я не стал изображать веревочки более подробно, суть как раз в этом. Они имеют свойство быть элластичными, благодаря чему есть возможнось не обращать внимания на механическую установку и воспользоваться "ручным управлением" в любой момент.

из плюсов, постоянное усилие как при открытии так и при закрытии. возможность остановится в любой промежуточной позиции. невозможно сломать привод или систему механических тяг и шестерен приложив усилие ручками.

Mastino
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2011

только почему дядинки на заводе делают это по другому... да и как это все выглядеть будет.. веревки, грузы, редуктора какие то..:)

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Mastino пишет:
только почему дядинки на заводе делают это по другому...

Потому что заводу выгодно сделать сложное, дорогое, но полностью законченное устройство. Которое не только понятно как установить, но и нет вариантов потом на претензию.

Mastino пишет:
да и как это все выглядеть будет.. веревки, грузы, редуктора какие то..:)

А вот с этим как сделаешь так и будет выглядеть. веревочки и ролики можно скрыть по ту сторону рамы, груз можно спрятать в вертикальной пластиковой трубе. При более менее обдуманной конфигурации ни чего, ни кому не мешает. А работает надо сказать приятно, усилие равномерное, скорость перемещения любая... прямо красота!

Mastino
Offline
Зарегистрирован: 03.12.2011

Probelzaelo пишет:

прямо красота!

да безусловно :)

Probelzaelo
Offline
Зарегистрирован: 15.04.2011

Главное подобрать хорошие ролики, чтоб вращались мяхко и без скрыпу.