Misura velocità stelo attuatore pneumatico

Salve,
sono nuovo del forum e mi avvicino per la prima volta ad arduino.
Ho necessità di misurare la velocità di uscita dello stelo di un oscillatore pneumatico bassa velocità/basso attrito.
Le caratteristiche dell'attuatore sono:

  • corsa: 10 mm
  • numero di cicli:2-10 cicli/min
  • pressione di esercizio: 2-10 bar

Lo scopo della mia attività è misurare la velocità con cui si muove lo stelo, in particolare verificare se si raggiungono, usando un regolatore di flusso, la velocità minima di 0,7 mm/s. In particolare devo verificare che il movimento sia fluido e non si verifichino fenomeni di stick-slip.

La mia domanda è: è possibile misurare una velocità così piccola, 1mm/s, con un accelerometro tipo MPU-6050? In che modo posso effettuare tale misurazione? E' possibile applicare il sensore direttamente sullo stelo ed effettuare i rilievi di cui ho bisogno?

Ogni consiglio e procedura è ben accetta. Grazie mille

Buonasera,
essendo il tuo primo post, nel rispetto del regolamento della sezione Italiana del forum (… punto 13, primo capoverso), ti chiedo cortesemente di presentarti IN QUESTO THREAD (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione ... possibilmente evitando di scrivere solo una riga di saluto) e di leggere con molta attenzione tutto il su citato REGOLAMENTO ... Grazie. :slight_smile:

Guglielmo

P.S.: Ti ricordo che, purtroppo, fino a quando non sarà fatta la presentazione nell’apposito thread, nessuno ti potrà rispondere, quindi ti consiglio di farla al più presto. :wink:

Ho provveduto. Grazie per la comunicazione.

tutto dipende da quanto è "importante" la misura
si va da uno LVDT
Trasduttore di spostamento induttivo
a un potenziometro mosso da un sistemino biella-manovella un po' hand-made-by-io (certo che poi serve linearizzare la lettura)
oppure un potenziometro con una puleggia mossa da una fune fissata allo stelo, che presenta discretamente attriti
oppure uno "slider" lineare (tipo i potenziometri dei mixer audio)
quanto ci devi "spendere dietro"? inteso come sforzi, tempo, inventiva e danaro?

ma tu hai bisogno solo della velocità, giusto?
non ti interessa la posizione, giusto?
se ti va di provare a costruirtene uno, ci sono macchinette simili agli LVDT che sono abbastanza semplici, richiedono una buona manualità e una buona precisione, ma si fa
oppure smonti un micrometro centesimale digitale e usi quello........

Devo ottenere misure precise. Devo effettuare una prova su banco e ricavare dei grafici per valutare i seguenti aspetti:

  • lo stelo deve avere una velocità uniforme durante tutto il suo moto. Essendo un basso attrito-bassavelocità, devo verificare che il moto sia fluido e senza impuntamenti

  • è necessario verificare anche che il lo stelo compia la sua corsa di 20 mm con buona approssimazione

  • volevo utilizzare un accelerometro per verificare se ci sono vibrazioni e quindi un movimento a scatto dello stelo

Userò un cilindro di prova, nel quale usare diversi grassi a basso attrito. Voglio vedere quale mi permette di raggiungere le prestazioni come da specifica. La stessa strumentazione mi servirà in un secondo step per valutare le prestazioni del prototipo.

Spero di essere stato chiaro.

Lvdt

jugerman:

  • volevo utilizzare un accelerometro per verificare se ci sono vibrazioni e quindi un movimento a scatto dello stelo

Ma intanto chiariamo: tu parli di misurare la velocità, ma con l'accelerometro non misuri la velocità, solamente l'accelerazione. Se a te non interessa la velocità ma solo la misura dell'accelerazione (dalla quale, partendo da velocità nulla, puoi anche determinare in modo inerziale la velocità tramite integrazione) allora va anche bene l'accelerometro.

Non so se gli accelerometri che si trovano comunemente sui siti (come ad esempio QUESTO di Adafruit) siano in grado di rilevare il grado di accelerazione/decelerazione che ti occorre, nelle specifiche non mi sembra di leggere la risoluzione minima. Ma sinceramente visto il basso costo ne prenderei uno e farei qualche prova direttamente sul tuo banco e da lì capire se ti sia sufficiente o se viceversa si debba pensare ad altro tipo di sensore.

EDIT: ho trovato il datasheet di quell'accelerometro che usa il chip ADXL345, nel quale è indicata la precisione alla massima sensibilità (entro +/-2g) di 1 mG/LSB, che tradotto sarebbe 0.001 g per bit dei 10 bit di precisione, quindi devi valutare tu se la risoluzione di questa accelerazione (9.8 mm/s^2) sia per te sufficiente. Stando alle cifre che hai accennato, diciamo che "a naso" forse ho qualche dubbio.

Inoltre devi poi anche verificare COME installare l'accelerometro, non so se tu abbia già considerato anche questo aspetto. Ossia se il sensore deve essere ovviamente solidale con la parte in movimento, significa o che devi avere un cavo flessibile che va dal sensore ad Arduino (che sarà quindi su parte fissa), oppure devi montare anche Arduino e oltre al problema dell'alimentazione (va considerato) hai anche quello della comunicazione (se via cavo allora comunque non risolvi, ma questo aspetto lo potresti risolvere con una WeMos D1 Mini ossia andare in WiFi, o con un modulino Bluetooth).

Standardoil:
ci sono macchinette simili agli LVDT che sono abbastanza semplici...

Interessante, non li conoscevo, grazie!

Ma tu devi provare il cilindro o devi provare i lubrificanti del cilindro?

Standardoil:
Ma tu devi provare il cilindro o devi provare i lubrificanti del cilindro?

Devo provare il cilindro con 3 diversi grassi.

docdoc:
Ma intanto chiariamo: tu parli di misurare la velocità, ma con l'accelerometro non misuri la velocità, solamente l'accelerazione. Se a te non interessa la velocità ma solo la misura dell'accelerazione (dalla quale, partendo da velocità nulla, puoi anche determinare in modo inerziale la velocità tramite integrazione) allora va anche bene l'accelerometro.

Infatti l'idea è misurare l'accelerazione e ricavarmi per integrazione la velocità. Dovrò effettuare un'elaborazione dati ovviamente. La mia preoccupazione sta soprattutto in questo, come fare l'elaborazione e capire quale sia l'errore che si commette.
L'idea di usare un accelerometro è per due motivi:

  • valutare le vibrazioni
  • ricavare la velocità usando i dati di accelerazione forniti dal sensore

Se sto sbagliando, accetto variazioni.

Standardoil:
Lvdt

Idea interessante, ma i costi sono un pò proibitivi.

Basse velocità, corse lunghe, tempi lunghi, alte precisioni richieste
Non è facile quadrare tutto
Forse...
Pellicola fotografica ad alta densità, di quelle per fotocomposizione
Si foto festa un reticolo 'denso'
Due copie, una fissa e una solidale al cilindro
Ogni volta che il cilindro si muove di un passo di reticolo le righe si allineano e si disallineano
Led da un lato, fototransistr dall'altro, e conti gli impulsi di luce....

Standardoil:
Si foto festa un reticolo 'denso'
Due copie, una fissa e una solidale al cilindro
Ogni volta che il cilindro si muove di un passo di reticolo le righe si allineano e si disallineano

Buona idea, in pratica un "encoder lineare". Il problema è che probabilmente dovrebbe fare una striscia (non so quanto sia ampio il movimento del pistone).

Ma butto l'idea: se smonti una stampante o uno scanner trovi già quel tipo di sensore, un "nastro" trasparente su cui sono incise linee nere molto sottili, lette da un normale encoder a forcella.

Si foto festa
Il mio odiato correttore di Android
Era: si fa una foto densa...
Non sapevo ci fosse una cosa simile nelle stampanti...
Si impara sempre