Salve a tutti,mi chiamo Marco e ho 24 anni,ringrazio anticipatamente chi avrà la voglia di darmi qualche consiglio. Vi espongo il mio problema,cercando di essere il più chiaro possibile.
Mi è stato affidato il compito di "progettare" uno strumento molto interessante per la vastità di applicazioni che ha,ovvero il torsiometro. Per chi non lo sapesse il torsiometro è uno strumento che misura la coppia su un albero rotante per mezzo dell'utilizzo di un ponte di Wheatstone completo ad estensimetri elettrici. In genere nel caso rotante il torsiometro viene interposto tra un motore che eroga la coppia (motore elettrico,motore termico etc...) e un generico carico,ovvero un'altra macchina che assorbe la coppia erogata.
Gli estensimetri posti sul pezzo meccanico che compone il torsiometro "sentono" la deformazione e in base a questa vi è una variazione di resistenza che provoca una variazione di tensione.
A parte questo,forse inutile, preambolo (molti conosceranno meglio di me il funzionamento degli estensimetri)il problema del torsiometro è che questo ruota.... Ovvero è necessario inviare il segnale della variazione di tensione (che deve essere tra l'altro amplificato) ad una postazione fissa. Dopo molte ricerche ho visto che probabilmente Arduino potrebbe fare al caso mio. Premetto che non ho assoluta dimestichezza con l'utilizzo di questa piattaforma e sto solo ora iniziando a informarmi all'interno del sito. Ma in una marea di informazioni che ci sono all'interno è facile perdersi,sopratutto per un INesperto in elettronica come me.
Il progetto si compone ovviamente di più punti in quanto sono interessate più tipologie di conoscenze.
Innanzitutto va progettato l'albero su cui vengono installati gli estensimetri in base alle specifiche di progetto. Nel mio caso ho optato per un albero cavo di diametro esterno di 50 mm e diametro interno di 45 mm flangiato alle estremità e piuttosto corto intorno ai 70-80 mm. Ciò mi permette di misurare le deformazioni dovute alla torsione e allontanare il pericolo di dannose vibrazioni. La coppia massima è di 50000 Nmm il regime di rotazione massimo è di 3000 g/m. Il torsiometro verrà installato tra un motore elettrico che erogherà la coppia e un motore termico in configurazione trascinata.
Ho voluto dilungarmi nell'esposizione del progetto per rendere più chiara l'applicazione.
La mia idea è incollare gli estensimetri all'albero del torsiometro e utilizzare una scheda arduino (posto sotto due link che mi sono stati forniti per applicazioni simili)
Il problema è che la scheda arduino la devo inserire ALL'INTERNO dell'abero e le dimensioni a disposizione sono limitate. A quanto ho visto gli oggetti di cui ho bisogno sono(a parte la batteria e gli estensimetri):
scheda arduino con le seguenti caratteristiche:
--lettore di ponti
--bluetooth o altrimenti installabilita' modulo wireless
--tensione di alimentaz compatibile con la batt
dimensioni che interessano
--non e' fondamentale ma un piu' e' la porta usb che permette di
inetrfacciarsi in modo semplice con la scheda CPU
modulino wireless( posto sotto il link)mi servirebbe però conoscerne le dimensioni http://arduino.cc/en/Main/ArduinoWiFiShield
l'amplificatore INA125P
In particolare in base alle specifiche che ho dato quale scheda arduino andrebbe bene per me?. Qualcuno sà poi indicarmi dei link utili per imparare a utilizzare ARDUINO.
Grazie a tutti dell'attenzione e spero nel vostro aiuto,inoltre vi terrò informati nel proseguio del progetto sperando che in futuro potrà essere utile anche ad altri che si trovano nella mia situazione.
Progetto molto interessante per me
Forse con uno slip ring o un rotary joint puoi evitare di mettere tutta l'elettronica nell'albero ma portare fuori solo i cavi dei sensori
Ci sono degli slip ring cinesi con due linee ethernet e linea power (quindi 8+8+2 =18 cavetti o anche 20 se la power è doppia) che non costano molto.... se questa strada ti piace ricordati di verificare sul datasheet per quanti giri sono garantiti o rischi di prenderne uno che dopo pochi minuti si sfonda perché magari può fare solo 100k giri
Mi scuso di non essermi presentato nella sezione apposita e ho provveduto immediatamente a farlo.
Per quanto riguarda gli slip rings era un'idea che avevo ventilato ma sono piuttosto preoccupato dei disturbi che questi possono avere per il regime di rotazione, e per questo mi ero messo nella direzione di utilizzare Arduino
Se devo dire la verità inizialmente avevo pensato di installare esternamente la scheda,ma per problemi di vibrazioni e centrifugazione mi è stato suggerito di installarlo internamente
sì non ho problemi a riguardo,infatti il tubo lo progetto io stesso e lo posso fare delle dimensioni opportune,solo il diametro esterno mi è imposto,pari a 55 mm,a causa dei collegamenti esterni. Comunque a causa della limitata coppia le dimensioni del tubo devono essere piccole per poter misurare qualcosa (utilizzo semplicissimo Fe360).
ciao
esiste anche una soluzione alternativa, poco utilizzata e dipende da come è vincolato il motore elettrico, ma si potrebbe mettere una semplice cella di carico al posto di alcuni vincoli del motore, se questo e' fissato con i supporti di base.
Sì semmai devo verificare ulteriormente il pezzo con la presenza del foro,ma non dovrebbero esserci particolari problemi. Il mio dubbio era appunto se l'Arduino nano avesse tutte le potenzialità di cui ho bisogno. Per quanto riguarda le dimensioni (18x43 in mm) sarei apposto,poi dovrei verificare se ci sono schede wireless di piccole dimensioni.
Per quanto riguarda la soluzione di stefa24 penso ti riferisci all'utilizzo di un dinamometro. In questo caso è proprio lo strumento che veniva utilizzato precedentemente,il problema è che aveva una scarsissima sensibilità.
ciao
ti ho descritto una soluzione a cui avevo pensato tempo fa', perché' più accessibile ed economica, e che mi era stata proposta anche da una nota marca di celle di carico, ma poi per altri motivi non proseguii nell'applicazione, ma se si tratta di una soluzione già valutata e scartata per i problemi indicati ne terrò sicuramente conto.
esatto,sarebbe perfetto!in questo modo incollo esternamente l'antenna e con il cavetto la collego alla scheda wi-fi posta all'interno dell'albero,inoltre tutti i componenti sono delle dimensioni volute.
Quindi a questo punto ciò di cui ho bisogno è:
-scheda arduino nano
-modulino wireless+antenna (suggerita da lucaleo)
-l'amplificatore INA125
(-4 estensimetri
-una batteria in grado di alimentare la nano)
Il problema è ora far interagire le varie parti,chiunque avesse link agevoli da leggere ad un inesperto come me,li leggerò con entusiasmo,perchè sfortunatamente in fatto di elettronica parto da zero =(
allora, se la cosa deve girare in fretta immagino deve essere equilibrata il più possibile.
Per gli ingombri direi che con una arduino ci stai, ma in caso utilizzando componennti SMD o anche un chip su millefori riduci di molto le dimensioni.
Per l'antenna mi sembra strano che non abbiate pensato ad usare il tensiometro stesso; certo, non è un antenna di dimensioni ideali, ma non credo sia un problema se ricevitore non sarà a distante.
Gli NRF o gli xbee sono la scelta ideale per portare il segnale in un ambiente sottoposto a rumore
sconsignio invece di posrtare fuori i cavi dei sensori, avresti dei contatti striscianti che generano un sacco di rumore. se mai puoi usarli per portare fuori la seriale o cmq una interfaccia digitale molto immune al rumore (RS482?), evitando così il wireless e magari anche la batteria interna, se porti anche l'alimentazione.
Beh ma il tensiometro usato come antenna sarebbe collegato a un motore elettrico acceso e a uno termico spento... onestamente però non sono in grado di dire se potrebbe funzionare come antenna lo stesso con certezza però ne dubito...
ma da quantoho capito il tubo in sè non è il tensiometro, masono applicati su di esso. Quindi applicare un segnale su di esso non è un problema. Se ti cruccal'interferenza dei motori, allora ti dovrebbe cruccare anche con leantenne normali, no?
