Pistone attuatore oppure servo

Salve a tutti,
sto iniziando a studiare il modo di come sviluppare il mio primo vero progetto in Arduino.
Il mio progetto dovrà semplicemente azionare un meccanismo che dovrà spostarsi/allungarsi in linea retta di 2 cm (questo preciso movimento: Arduino pneumatic equipment - YouTube).
L’unica richiesta è che il movimento dovrà essere molto rapido ed una volta che il meccanismo si sarà allungato dovrà ritornare alla posizione iniziale immediatamente.
Ho fatto diverse ricerche ed ho capito che per questo problema potrebbero esistere diverse soluzioni.
In particolare ho letto di “attuatori lineari”, che permettono di estendere un “braccio” in linea retta ma se non ho capito male sono molto lenti.
Ho visto che è possibile utilizzare dei pistoni (mi riferisco a pistoni elettrici, non altre soluzioni) ma non ho ben chiaro se è possibile reperire (acquistare) dei pistoni molto piccoli (<10 cm, con estensione di pochi cm) e soprattutto se è una soluzione economica.
Infine ho letto che è possibile utilizzare un servomotore collegandolo ad un’asta e quindi ruotando viene spostata l’asta verticalmente in avanti e quindi indietro, con notevole rapidità.
Vorrei avere un vostro parere in merito alla questione, anche in relazione alla vostra esperienza con l’utilizzo/conoscenza di questi meccanismi.

Vi ringrazio in anticipo per la cortese disponibilità!

>arduinopro44: ho rimosso la domanda dall’altro tuo thread e lasciato quella in questo thread, quindi … continua pure qui.

Guglielmo

Wikipedia (meglio la versione inglese).
Il discorso rimane nella velocità di azionamento. Quello che si vede in youtube è pneumatico, come si vede dal tubetto azzurro e l’ elettrovalvola.
Se volessi farlo elettrico potresti implementare un meccanismo che usa un servo ed una biella. Oppure un motore lineare, che in pratica hai dei magneti in posizione lineare aperta. Per corse lunghe devi implementare la sequenza di eccitazione dei magneti in sequenza.
Puoi vedere questi. Sebbene si rivolge ad applicazioni industriali.

Poi il resto lo trovi in una ricerca con +magnetic +linear +actuator

Quello che non hai specificato è la velocità di moto dell’ attuatore.

No mi serve una corsa molto breve (fino a 2cm di estensione).
Vagando per la rete ho trovato anche questo: Solenoid - 5V (Small) - ROB-11015 - SparkFun Electronics
Non ho però capito se è possibile trattenerlo nella posizione "caricata" per diverso tempo e quindi azionarlo (facendolo estendere) solo al momento del bisogno e per un tempo minimo. Da un video su youtube ho visto che questo meccanismo dovrebbe essere abbastanza rapido.
E' una buona soluzione? Inoltre, sapreste indicarmi se c'è qualche altro sito da cui è possibile reperirli, magari ad un prezzo più contenuto ? (Me ne serviranno 10 in totale ma sono alle prime armi quindi ho paura che all'inizio potrò fare qualche danno all'elettronica).

Grazie ancora!

Non ho però capito se è possibile trattenerlo nella posizione "caricata" per diverso tempo e quindi azionarlo (facendolo estendere) solo al momento del bisogno e per un tempo minimo

Si, questo puoi farlo
Il problema è un'altro, le dimensioni
Considera che l'aggeggio è lungo 29mm e la corsa del pistoncino di circa 4.3mm

La tua richiesta di 2cm ( 20 mm ) di corsa del pistone prevede l'uso di solenoidi molto più massicci e con tensioni e correnti più elevate

Beh, credo che allora sia la volta del servo, come questo

Ho passato tutto il pomeriggio per cercare una soluzione e credo di riuscire anche a restare in 4mm (non meno però) di estensione (compenso in un altro modo).

Molto interessante anche il modo di utilizzare il servo (non sapevo come ottenere in modo semplice il moto lineare ma dal link ho capito come fare).

La domanda però che adesso mi pongo è: che forza hanno le due soluzioni (solenoide e servo)? Ho calcolato che mi servirebbe una pressione di circa 100grammi.
Se scegliessi il solenoide vorrei acquistare questo prodotto: https://www.amazon.com/4-5V-0-11A-Frame-Solenoid-Electromagnet/dp/B00PZNZTT4/ref=pd_day0_328_7?_encoding=UTF8&pd_rd_i=B00PZNZTT4&pd_rd_r=ZXS7FSE5CRRXQQGRVKR3&pd_rd_w=WclOs&pd_rd_wg=Lkgxl&psc=1&refRID=ZXS7FSE5CRRXQQGRVKR3
L'estensione è di 4mm giusto? (Non vorrei confondere le specifiche)
Mentre la forza dichiarata è di 28gf: vuol dire che avrò la forza di 28 grammi oppure 28 grammi di forza per ogni grammo del meccanismo (che pesa 12 grammi e quindi 28x12=336grammi di forza)?

Grazie ancora per l'aiuto!

Non e' cosi' semplice.
Prima di tutto il modello che hai elencato e' in trazione ( Pull Type ) e a te se non sbaglio serviva che spingesse, poi non vedo la molla di ritorno
Quindi forse è meglio se usi modelli del genere
link1 link2 link3 link4

e la forza totale è quella indicata, anzi potrebbe anche essere di meno, visto che non dicono a che distanza è calcolata

Concordo con Brunello, il primo link è conforme allo scopo (509 gm = 5 N). Per utilizzare in spinta si potrebbe togliere il dado ed avvitare uno spintore. Tenuto conto che ci sia la dovuta battuta con il gommino, altrimenti fuori esce.
Il terzo e quarto vanno bene, come specifiche. Da verificare se la maggior forza è con la tensione più alta.

Il ritorno probabilmente è minore e determinato dalla molla sullo stelo.

Si a me serve che spinga, quindi ti ringrazio per la correzione.

Comunque ho cercato su amazon (dove i tempi di spedizione sono sicuramente migliori) e -tra gli altri- ho trovato questi due:

https://www.amazon.com/AMX3d-DC12V-Stroke-Solenoid-Electromagnet/dp/B01M4HLZGY
Leggendo però le recensioni (anche in simili prodotti) mi è sembrato di capire che questi solenoidi si surriscaldano facilmente.
Io dovrei utilizzarli intensamente e per parecchio tempo (diverse ore) quindi probabilmente questa scelta non è la migliore.

Voi cosa mi consigliereste? Meglio ritornare al servomotore (ed in tal caso la spinta/forza è accettabile?) oppure dovrei scegliere solenoidi/pistoni di qualità migliore?
Vorrei trovare una soluzione molto economica ma che al tempo stesso sia duratura (voglio la botte piena e moglie ubriaca insomma :smiley: ).

Vi ringrazio ancora per l'aiuto!

Quindi a te servirebbe una cosa tipo questa o roba simile, giusto ?

Il primo dell'elenco, diversamente da quanto indicato, sembra un Pull Type e non Push Type

Riguardo al fatto che si surriscaldano è vero, infatti il loro uso è di essere attivati per pochi secondi "continuativi", ma tu dicevi

L'unica richiesta è che il movimento dovrà essere molto rapido ed una volta che il meccanismo si sarà allungato dovrà ritornare alla posizione iniziale immediatamente.

Quindi se vuoi movimenti rapidi per pochissimo tempo, la soluzione migliore è un elettromagnete.

PS... per @ExperimentUno. Il "dado" non è un dado, ma la testa del pistoncino che spinge

Non ho capito: quindi cosa dovrei utilizzare per avere movimenti ripetuti per molto tempo senza rischiare surriscaldamenti e altri effetti collaterali?
Il servo adattato come nel link proposto da @ExperimentUno potrebbe andar bene? La forza sarebbe sempre di qualche Newton (pressione >100grammi) e potrebbero essere utilizzati intensamente senza problemi?

Grazie ancora!

Il fatto del "movimenti ripetuti per molto tempo" in teoria non dovrebbe causare troppi problemi ad un solenoide ... semmai, i problemi (surriscaldamenti e/o bruciatura) potresti averli mantenendo il solenoide alimentato per un tempo molto lungo, nel caso non sia stato costruito apposta per uso continuo ...

Se si deve mantenere un solenoide per lunghi periodi in una posizione diversa da quella di riposo, ci sono tre possibili soluzioni ... usare un solenoide realizzato apposta per uso continuo ... usare un solenoide bistabile (hanno una calamita che li mantiene in posizione anche senza alimentazione) ... oppure usare un circuito per dare al solenoide una "botta" all'attivazione ed una tensione inferiore durante il periodo di mantenimento (di questi "trucchetti" ne ho progettate e realizzate diverse versioni per la ditta in cui lavoravo anni fa, da quello che "rubava" la tensione extra da un'altro circuito, a quello che se la generava internamente, e cosi via ... il sistema piu semplice e banale in assoluto che avevo scoperto non usa alcun componente attivo, e solo due componenti elettronici, una resistenza ed un condensatore, in parallelo fra loro ed in serie al solenoide ... ed anche se sembra strano, con i giusti valori funziona, persino :stuck_out_tongue: :D) ...

Un solenoide con caratteristica di "push" nella posizione di riposo (senza che passi corrente) è ritratto/chiuso giusto? Se così fosse lo terrei "spesso" a riposo.
Cioè: il solenoide rimarrà chiuso, poi quando mi serve attivarlo lo farò estendere (push) per un tempo minimo. L'unico problema è che questa azione (di push) si dovrà ripetere ogni 1-2 secondi per molto tempo (diverse ore) quindi teoricamente la corrente dovrebbe passare per pochissimi istanti ma ogni secondo. Se così facendo non rischio comunque il surriscaldamento/problemi allora procedo con il solenoide; altrimenti ditemi voi se conviene passare al servo+movimento lineare ottenuto con un meccanismo (tipo quello del link sopra).

Grazie mille!

Anche usando la fase di riposo come attiva, hai da fare i conti con la forza della molla.
Poi nell'uso prolungato, dovresti fare in modo di poter dissipare il calore, come si usa con i transistors. Tra i quali anche la ventilazione forzata.

Si, un “push type” a riposo, senza alimentazione, e’ mantenuto “ritratto” dalla molla … e no, impulsi ripetuti anche per un lungo periodo di tempo non dovrebbero dargli alcun fastidio … in fondo e’ per quello che sono costruiti :wink:

Ok perfetto! Mi avete rassicurato :slight_smile:

Ora devo quindi decidere quale comprare.
Eliminando il primo che avevo pubblicato, opterei per uno di questi due:
https://www.amazon.com/AMX3d-DC12V-Stroke-Solenoid-Electromagnet/dp/B01M4HLZGY

Non mi sembra abbiano differenze. Sapreste consigliarmi quale dei due scegliere? Oppure se avete qualche altro solenoide sullo stesso prezzo da linkarmi ve ne sarei immensamente grato (non sono ancora molto pratico nella ricerca di questi prodotti).

il primo non spedisce in italia
il secondo ti arriva dopo natale

questi sembrano più rapidi
link
link

link

Grazie mille davvero!

Ultima cosa riguardo l'acquisto:
Dovrò collegare 6-7 solenoidi ad Arduino Uno: ovviamente dovrò alimentarli esternamente con un alimentatore, giusto? Quale dovrei prendere?

Ed oltre all'alimentatore (ed Arduino!) mi serve altro? (In una vecchia discussione avevo letto che servirebbe anche un regolatore di corrente, è così??) Vorrei acquistare tutto l'occorrente in un'unica volta così da iniziare subito a lavorarci :slight_smile:

Grazie ancora, siete molto gentili!