Heeeeeel trage elektromotor gezocht

[Bruinbaard]

Hallo allemaal,

Ik ben met mijn profielwerkstuk bezig voor school en nou hebben we verzonnen om een stoel te maken die met de zon meedraait, een zonnestoel.

De zon plaats bepalende meter hebben we al besteld: http://www.redrok.com/led3xassm.htm#led3xc3

Nu nog de motor. We hebben al een setup met een 12V ruitenwissermotor met fietstandwielen en ketingen die een vertraging oplevert van iets van 1:12.
Dit is volgens de verkoper van die meter echter niet genoeg.

Ik zoek dus een extreem trage 12V elektromotor. Ongeveer 180 graden in 5 minuten is perfect.
Ik zou de vertraging ook nog groter kunnen maken maar dat houdt ook een keer op.

Wie heeft er een goed idee voor zo'n motor, en waar ik die goedkoop kan krijgen?
Ik heb al gekeken naar satelliet schotel motors, maar die zijn erg duur.

[Megamind]

Kan je niet gewoon een enorm tandwiel aan een flinke servo zetten? Je hebt al servo's die 0.5omw/sec doen.

[Illusion]

Een motor voor een spiegelbol doet meestal tussen de 1 en de 5 ronden per minuut. Met een extra vertraging dmv tandwielen moet 0,5 ronde per minuut wel te realiseren zijn. Dit is echter 230 volt.
Ook met een motortje en tandwielen van technisch lego kun je volgens mij wel zoiets maken. Dat is volgens mij 9V.

[Mr.Nobody]

waarom geen stappenmotor?

zie: Wikipedia: Stappenmotor

[ Voor 63% gewijzigd door Mr.Nobody op 04-01-2010 22:41 ]

[Bruinbaard]

0.5omw/sec is 30RPM is nog veel te snel, op die stoel wil ik dan niet zitten. En ik zou dan echt een ENORM tandwiel nodig wat ik nodig heb is 0,1RPM(inclusief vertraging)
De ruitenwissermotor is 20RPM dan heb ik dus nog steeds een vertraging van 1:200 nodig ik heb nu 1:15(tandwiel op motor met 12 tanden naar een met 42, aan die van 42 zit er een van 12 en die gaat naar een van 52 die onder de stoel zit) Veel grotere/kleinere fietstandwielen kun je niet vinden.

En de motor moet natuurlijk wel een beetje sterk zijn he, plastic tandwieltjes gaan ook niet werken...Het moet een stoel met daarop een persoon van 110kg kunnen ronddraaien

[Mr.Nobody]

ik quote ff:

De belangrijkste karakteristieke eigenschap van een stappenmotor is het koppel dat hij kan leveren. De motor kan ook koppel leveren als hij stilstaat en kan daarom als standrem fungeren.

[ Voor 12% gewijzigd door Mr.Nobody op 04-01-2010 22:51 ]

[Verwijderd]

Ik denk dat jij op zoek bent naar een seriemotor. (De startmotor van een auto is er zo één) Door hier een lagere spanning op te zetten kan je deze traag laten draaien met een zeer groot koppel. Maar ik denk dat je toch op zoek moet naar een stappenmotor. Met een beetje elektronica zijn deze zeer traag stap per stap aan te sturen.

Wikipedia: Gelijkstroommotor

[Yoram]

Kan je die stoel niet op een groot rond plateau zetten en inplaats van een tandwiel een rubberen wieltje gebruiken. Dan heb je in feite een heel groot tandwiel en heb je wat meer speling me het type motor.

[Bruinbaard]

Die ruitenwissermotor is ook niet te bewegen als er geen stroom op staat. Daarbij denk ik dat die meter geen stappenmotor kan aansturen.
Kleine stappenmotor die ik kan vinden doet 1.8 graad, lijkt me nog steeds te veel.

Aan kracht/koppel hebben we geen gebrek op het moment met die grote vertraging

[Mr.Nobody]

1,8 graad in combinatie met 2 tandwielen (grote en een kleine) in de verhouding die je nodig hebt

[Bruinbaard]

Een belt drive heb ik inderdaad ook al aan zitten denken, vrees alleen een beetje voor slippen

En een startmotor kan toch maar een kant op? Dat is ook niet echt handig. En de spanning kan ik volgens mij niet zelf bepalen, dat doet die meter(???) moet ik nog testen als ik die meter binnen heb.

[Bruinbaard]

Mr.Nobody schreef op maandag 04 januari 2010 @ 22:56:
1,8 graad in combinatie met 2 tandwielen (grote en een kleine) in de verhouding die je nodig hebt

Ja maar hoe bestuur je een stappen motor, ik denk dat die meter dat niet goed kan? Die geeft gewoon net zolang stroom totdat hij recht op de zon staat(met alleen + en -)

[redwing]

Bruinbaard schreef op maandag 04 januari 2010 @ 22:46:
0.5omw/sec is 30RPM is nog veel te snel, op die stoel wil ik dan niet zitten. En ik zou dan echt een ENORM tandwiel nodig wat ik nodig heb is 0,1RPM(inclusief vertraging)
De ruitenwissermotor is 20RPM dan heb ik dus nog steeds een vertraging van 1:200 nodig ik heb nu 1:15(tandwiel op motor met 12 tanden naar een met 42, aan die van 42 zit er een van 12 en die gaat naar een van 52 die onder de stoel zit) Veel grotere/kleinere fietstandwielen kun je niet vinden.

Als je er nog zo'n set tandwielen tussen zet zit je al op een vertraging van ruim 200 (als ik het me goed herinner krijg je dan 1/15 * 1/15 is een vertraging van 225*

En de motor moet natuurlijk wel een beetje sterk zijn he, plastic tandwieltjes gaan ook niet werken...Het moet een stoel met daarop een persoon van 110kg kunnen ronddraaien

Je moet wel goede tandwielen hebben maar door de vertraging die je er tussen zet heb je niet eens zo'n heel sterke motor nodig.

Dus gewoon een fatsoenlijke stappenmotor en een vertraging er tussen en dan moet je een heel eind kunnen komen.

[ Voor 5% gewijzigd door redwing op 04-01-2010 23:05 ]

[Megamind]

Kan je niet gewoon aan de maker van die sensor vragen dan wat voor motor je nodig hebt?

Je hebt stappenmotoren van 0,5omw/min

Deze is bijvoorbeeld 5rpm, maar is waarschijnlijk veels te klein:
http://www.samenkopen.net/action_product/652627/852182

[Corpse2]

het verbaasd me dat ik hier nog geen wormwiel zie staan:
Wikipedia: Wormwiel

1 omwenteling van de motor en het tandwiel draait 1 tand.
Aanpassingen van de spoed van de worm of het aantal tanden (groter wiel) om de rotatie te vertragen.

Daar komt bovenop dat dit een hoog koppel geeft

[Bruinbaard]

Dan zit je inderdaad op wat ik nodig heb, is alleen niet zo nette oplossing.

Die ketting lopen er nu al af en toe af en zijn moeilijk aan te spannen met de hand en een boor.

En dan moet ik weer iemand vragen te lassen en moet ik weer zulke grote tandwielen+assen zien te vinden.
Kan wel maar is een beetje een laatste redmiddel, anders wordt het echt zo'n rommelding met over kettingen en tandwielen, te faalgevoelig.

[Verwijderd]

Wat dacht je van een motor uit een grote klok, ben je meteen klaar

(groot a la kerkklok)

[ Voor 15% gewijzigd door Verwijderd op 04-01-2010 23:11 ]

[EnderQ]

Ha lol, neem een tweedehands electrische klok uit een grote toren en zet de stoel op de wijzer.

http://www.klokkendokter....ijzerplaat_kerktoren.html

Zonder dollen zo iemand weet wel zo'n motor te timen.

http://www.electric-clocks.eu/clocks/nl/pagina03.htm

edit haha 2 keer die gedachte.

[ Voor 5% gewijzigd door EnderQ op 04-01-2010 23:15 ]

[Bruinbaard]

Corpse2 schreef op maandag 04 januari 2010 @ 23:04:
het verbaasd me dat ik hier nog geen wormwiel zie staan:
Wikipedia: Wormwiel

1 omwenteling van de motor en het tandwiel draait 1 tand.
Aanpassingen van de spoed van de worm of het aantal tanden (groter wiel) om de rotatie te vertragen.

Daar komt bovenop dat dit een hoog koppel geeft

Wormwiel ziet er bruikbaar uit! Op conrad staan een aantal mooie, ty dit is zeker bruikbaar.
Nou nog een manier vinden om die tussen mijn tandwielen te proppen maar dat moet wel lukken.

Ik heb trouwens nog een tweede ruitenwissermotoren En dat is een beetje dit idee: http://www.bootland.nl/images/D/d-2121.png

2e edit: Ik kreeg net een openbaring, die ruitenwissermotor kun je niet met de hand draaien zoals ik al eerder oftewel, er moet dus wel een wormwiel in zitten! Ik ben helemaal blij!

Zou er in dat platte gedeelte een wormwiel zitten?

[ Voor 22% gewijzigd door Bruinbaard op 04-01-2010 23:39 ]

[AlexanderB]

Corpse2 schreef op maandag 04 januari 2010 @ 23:04:
het verbaasd me dat ik hier nog geen wormwiel zie staan:
Wikipedia: Wormwiel

1 omwenteling van de motor en het tandwiel draait 1 tand.
Aanpassingen van de spoed van de worm of het aantal tanden (groter wiel) om de rotatie te vertragen.

Daar komt bovenop dat dit een hoog koppel geeft

wat zit dr in n ruitenwissermotor? (oh, daar was je ook al achter) een wormwiel dus

[ Voor 4% gewijzigd door AlexanderB op 05-01-2010 00:38 ]

[Verwijderd]

De motor draait toch alleen maar op het moment dat de zon zodanig is verschoven dat er correctie nodig is? Ben tijdje terug een javascriptje tegen gekomen om zelf tandwielen te maken uit bv muliplex. Zet een stoel op een tandwiel van 1 meter doorsnee, aansturen door ruiterwissermotor met klein tandwieltje.

[AFR]

Bruinbaard schreef op maandag 04 januari 2010 @ 23:15:
[...]
Wormwiel ziet er bruikbaar uit! Op conrad staan een aantal mooie, ty dit is zeker bruikbaar.
Nou nog een manier vinden om die tussen mijn tandwielen te proppen maar dat moet wel lukken.

Mijn ervaring is dat de uitlijning bij tand- en wormwielen zo belangrijk is dat het haast onmogelijk is om een soepel lopend systeem te maken met normaal gereedschap. Een freesmachine is haast een vereiste om alle assen op exact de juiste plaats te kunnen boren.
De uitlijning wordt wel minder belangrijk wanneer je grote tandwielen met grote tanden gaat gebruiken. Bij ketting en wrijvingsoverbrengingen wordt dit nog makkelijker (maar het blijft een probleem zoals je reeds hebt gemerkt).
Afhankelijk van het leerdoel van het project zou je eventueel kunnen kijken naar een teruggekoppeld systeem waarbij je de stoel aandrijft via de wrijvingskoppeling die Yoran beschrijft, en waarbij je de rotatie van de stoel meet met bijvoorbeeld een encoder of potmeter. Een bijkomend voordeel is dat er minder grote stromen nodig zijn. (een ruitenwissermotor kan bij lage toerentallen rond de 10A trekken).

PS. Heb je gezien dat een ruitenwissermotor naast een wormwiel ook over een parkeerstand beschikt? Wanneer de motor normaal is aangesloten draait deze na uitschakelen door tot de parkeerstand.

[Guru Evi]

Misschien kun je beter eerst bepalen hoeveel kracht je nodig hebt. Je zegt een zonnestoel maar moet er ook iemand in kunnen zitten of is het enkel voor de kunst? En hoe zwaar is de stoel? Eenmaal je dit weet kun je ook bepalen hoeveel kracht je nodig hebt en dan kun je zo een motortje bepalen.

Ikzelf zou kijken tussen de stappen motors. Die geven al van vooraf een draaihoek aan (vb. 2 graden per stap) en ze kunnen ook veel kracht geven voor hun grootte. Dan kun je uitrekenen welke tandwielen je nodig hebt om een kleinere hoek te draaien en die verhoudingen kun je ofwel aankopen of laten maken.

Je gaat waarschijnlijk toch niet continu draaien want je meetinstrument is hoogstwaarschijnlijk niet precies genoeg om dit te doen (je kunt dit wel doen als je de stand/snelheid uitrekent van de zon voor een bepaalde dag en met een kompas werken). Als je continu gaat draaien gaat een servomotor wel werken maar dan moet je truukjes toepassen zoals hierboven om je koppel aan te passen (http://www.freepatentsonline.com/6119542.pdf)

[AJK]

Wat je zoekt is een motorreductor (Getriebemotor).
Dit is een een elektromotor met hier achter een tandwiel kast.
Deze tand wiel kast kan een reductie hebben tot wel 1:5000, mocht dat niet genoeg zijn kun je er altijd 2 reductors achter elkaar gebruiken. Het motor vermogen is weinig interesant meer bij dit soort snelheden, bij een halvering van je toerental, verdubbelt je koppel (uiteraard zit er wel weerstand in je overbrenging).
De hele industrie gebruikt dit soort motoren: voor transportbanden, liften, roltrappen maar ook om bruggen en sluizen te openen.
Die zien er ongeveer zo uit:



Wat jij zoekt is er gelukkig ook in een wat compacter formaat bij onder andere conrad klik verklijgbaar.


Deze motor heeft een toerental van 6000rpm en een tandwiel set met een reductie van 1:600
Als je je versnelings systeem(1:12) hier op zet eindig je eindig op 0.5RPM met 7.2 Nm.
Dit gebruikt 3.6W, dat zou zelfs op een zonnepaneeltje nog moeten lukken


Klik, het kan zelfs nog sterker en trager:


Deze motor heeft een toerental van 11000rpm en een tandwiel set met een reductie van 1:3000
Als je je versnelings systeem(1:12) hier op zet eindig je eindig op 0.3RPM met meer dan 1KNm koppel
Dit gebruikt dan wel weer 12W.

Zou ruim voldoende voor jou toepassing moeten zijn

[ Voor 37% gewijzigd door AJK op 05-01-2010 18:47 . Reden: kan nog trager. ]

[hetnet]

wat dacht je van 2 ruitenwisser moters aan elkaar koppellen dan heb je vertraging genoeg.
ruitenwisserrelay er tussen kun je ook nog sneller en langzamer

[Boudewijn]

Hoe wil je ze koppelen voor de vertraging?

[AJK]

Boudewijn schreef op dinsdag 05 januari 2010 @ 18:46:
Hoe wil je ze koppelen voor de vertraging?

De motor aan het versnellings overbrengings systeem?
Of het antwoord boven je?

[ Voor 4% gewijzigd door AJK op 05-01-2010 18:48 ]

[Bruinbaard]

Bedankt voor de vele reacties,

Wat ik heb zijn twee ruitenwissermotoren met daaraan vast al zo'n versnellingsbak. Ik wou kijken of ik misschien die versnellingsbak van eentje eraf kan slopen en die dan aan de andere te maken. Zodat je dus een motor hebt met daaraan 2 versnellingsbakken.
Volgens mij heeft de motor geen parkeerstand, want hij stopt gelijk als de stroom eraf gaat.

Maar.... Ik heb het met m'n leraar erover gehad en het product zelf hoeft nog niet zo snel af( in Maart pas de presentatie) Het gaat er nu eerst om dat we het verslag maken want dat moet volgende week al ingeleverd worden. Voor dat verslag willen we gaan berekenen: De koppel die nodig is om de stoel met een bepaalde snelheid rond te draaien, in Nm. Koppel=I*hoekversnelling gebruik ik daarvoor. Om I te berekenen gebruik ik het model van een massieve cilinder(wordt ongeveer het gemiddelde van de mens + stoel kwa straal) dus I=0.5*m*r^2. Voor hoekversnelling simpelweg a=dhoeksnelheid/dtijd.
Is dit de goede manier en gaat dit zo kloppen? En is het trouwens nog van belang dat de cilinder bij ons in feite boven op de as zit, en niet de as door de cilinder?

Daarna moet ik met de versnelling gaan omrekenen naar hoe sterk de motor dan moet zijn, dat is niet zo moeilijk. Alleen weet iemand hoe je het rendement van een versnelling met tandwielen en wormwielen kan berekenen? Lijkt mij erg lastig, dus hoeveel kracht gaat er verloren aan de versnelling, hoe kan ik dat berekenen?

[AFR]

Bruinbaard schreef op dinsdag 05 januari 2010 @ 22:31:
Is dit de goede manier en gaat dit zo kloppen? En is het trouwens nog van belang dat de cilinder bij ons in feite boven op de as zit, en niet de as door de cilinder?

Leuk om te zien dat je ook aan het systeem wilt gaan rekenen!

De vergelijking die je gebruikt geldt inderdaad voor een ideale rotatie rondom een vaste as en kun je gebruiken om te schatten hoe groot het koppel zou moeten zijn indien er geen wrijving is. Het traagheidsmoment I bereken je altijd t.o.v. de roterende as. Wanneer as en het voorwerp in elkaars verlengde liggen kun je traagheidsmomenten optellen. Wanneer assen via tandwielsystemen zijn gekoppeld dien je traagheidsmomenten met de tandwielverhouding te vermenigvuldigen.

Je zult echter zien dat de wrijving in de praktijk niet te verwaarlozen is; volgens je vergelijking heb je bij contstante snelheid of zeer kleine versnellingen geen koppel terwijl je toch een stevige overbrenging en zware motor nodig hebt.... De wrijvingscomponent die je nu hebt weggelaten uit je vergelijking zou ik daarom zeker toevoegen aan de formule!
Voor lage snelheden kun je ervan uitgaan dat de wrijving in je systeem gelijk is aan de maximale statische wrijving die je bijvoorbeeld met een veer kunt meten, net voordat het systeem in beweging komt (zie LuGre wrijvingsmodel). Met behulp van deze meting kun je schatten wat het koppel van de motor moet zijn.

Het "rendement" van een overbrengingssysteem zoals de tandwielkast in de motor is van vele factoren afhankelijk en lastig te berekenen. In de praktijk wordt daarom gebruik gemaakt van de karakteristieken zoals deze door de fabrikant beschilbaar worden gesteld. Aangezien je slechts kijkt naar een punt in je lastkarakteristiek ("lage snelheid") volstaat het om de "stall torque" aan de uitgaande as van de vertragingskast van de motor te kennen. (deze is gegeven bij leveranciers zoals Conrad).

PS. Veel universiteiten bieden hulp bij profielwerkstukken. Wie weet kun je samen met een Wtb student het systeem bekijken/doorrekenen?

[ Voor 3% gewijzigd door AFR op 06-01-2010 00:09 . Reden: typo ]

[Bruinbaard]

Ik heb de berekeningen gedaan en ik kom uit op een koppel die nodig om de stoel rond te draaien( dus nog zonder de tandwielen enzo) van 0,056 Nm, is dat niet wat weinig?

[AFR]

Zie mijn reactie hierboven: bij dit soort kleine versnellingen is het vermogen dat opgaat aan massatraagheid te verwaarlozen tov de wrijving. Tenzij je extreem goede lagers hebt natuurlijk...

Daarom: bouw je plateau en meet met een veer of krachtmeter eens het koppel wat je nodig hebt om hetgeen in beweging te krijgen. Met behulp van de basisformules voor kracht/moment/arm moet je een eind komen. Eventueel corrigeer je nog naar eventuele overbrenging maar ook dit is goed te vinden.

_{Als voormalig onderwijzer vertik ik het om nog meer te verklappen}

[Roani52]

Aangezien je hier niet te maken hebt met een enorme versnelling oid lijkt me het enigszins een redelijke waarde. Misschien handig om je berekening erbij te posten?

[Bruinbaard]

Ok ik heb de word file met de berekeningen even op rapidshare geupload:

http://rapidshare.com/files/331924236/Berekeningen.docx.html

Ik zou wel graag horen of er iets van klopt, heb dit soort natuurkunde nooit op school gehad.

En dat meten met zo'n veermeter wordt denk ik een beetje lastig, want in die versnellingskast die aan de ruitenwissermotor zit, zit een wormwiel waardoor die dus niet kan draaien.

[ Voor 28% gewijzigd door Bruinbaard op 08-01-2010 00:18 ]

[Verwijderd]

Als je de motor aanstuurt met een pwm motorregeling, behoud je een groot gedeelte van je koppel bij lage toerentallen. Met een beetje mazzel hoef je dan alleen de originele vertraging van je motor te gebruiken.
Een voorbeeldje vind je hier

Let wel op je koeling. Door het lage toerental zal je deze moeten helpen met een losse fan, anders zal je motortje snel verbranden

[AFR]

Bruinbaard schreef op vrijdag 08 januari 2010 @ 00:17:
Ok ik heb de word file met de berekeningen even op rapidshare geupload:

http://rapidshare.com/files/331924236/Berekeningen.docx.html

Ik zou wel graag horen of er iets van klopt, heb dit soort natuurkunde nooit op school gehad.

En dat meten met zo'n veermeter wordt denk ik een beetje lastig, want in die versnellingskast die aan de ruitenwissermotor zit, zit een wormwiel waardoor die dus niet kan draaien.

Leuke schatting van de massatraagheid! Let alleen op het aantal siginificante cijfers. Als werktuigbouwkundige zou ik bovendien adviseren om direct conclusies te trekken over dingen die je kunt verwaarlozen zoals de extreem kleine massatraagheid van de as.

Je schatting gaat het op twee punten mis bij de vergelijking voor het koppel op pagina 3:
Ten eerste is de versnelling de verandering van de snelheid per tijd. Dus dw/dt. Dit kun je schatten door naar de verandering over een langere periode te kijken: delta w / delta T. Alleen bij het in beweging komen heb je een versnelling. Daarna draai je met constante snelheid en is de versnelling nul.
Ten tweede kun je op basis van alledaags inzicht verwachten dat er een enorme wrijving in het systeem zit. Dus voor het totale koppel geldt dat dit gelijk is aan het koppel dat nodig is voor de versnelling + wrijvingsverliezen: T = I*w + Tverlies. Je zult later in je experiment waarschijnlijk ontdekken dat bij deze trage verplaatsingen Tverlies zodanig groot is tov I*w dat je de massatraagheid kunt verwaarlozen in je berekening waardoor overblijft: T = Tverlies

Zelfs als cumlaude afgestudeerd werktuigbouwkundig ingenieur gaat het mij niet lukken om dat verlies te berekenen. Je moet dit echt gaan meten. Dit kan door het systeem tijdelijk te splitsen.
Meet bijvoorbeeld eens hoe groot de kracht is die je nodig hebt om het systeem in beweging te krijgen wanneer je deze uitoefent aan de rand van je draaischijf.
Met behulp van je overbrengverhouding kun je dan schatten hoeveel maal kleiner het benodigde koppel van de motor is. Het mechanisch rendement van een goedkope commerciele tandwielkast ligt rond de 60%. Een slecht uitgelijnd systeem kan een nog lager rendement hebben.

PS. Het aansturen met een PWM signaal is een goede oplossing om je koppel iets te verhogen maar lijkt me vanuit didactisch oogpunt wat minder interessant. Het lijkt me erg lastig om de formules waarom dit zo werkt echt te kunnen doorgronden met VWO wiskunde.

[hetnet]

Bruinbaard schreef op maandag 04 januari 2010 @ 22:46:
0.5omw/sec is 30RPM is nog veel te snel, op die stoel wil ik dan niet zitten. En ik zou dan echt een ENORM tandwiel nodig wat ik nodig heb is 0,1RPM(inclusief vertraging)
De ruitenwissermotor is 20RPM dan heb ik dus nog steeds een vertraging van 1:200 nodig ik heb nu 1:15(tandwiel op motor met 12 tanden naar een met 42, aan die van 42 zit er een van 12 en die gaat naar een van 52 die onder de stoel zit) Veel grotere/kleinere fietstandwielen kun je niet vinden.

En de motor moet natuurlijk wel een beetje sterk zijn he, plastic tandwieltjes gaan ook niet werken...Het moet een stoel met daarop een persoon van 110kg kunnen ronddraaien

ik heb ooit 25 jaar geleden eens een draaiplaat van 4 meter gemaakt voor een auto van 1000kg. ook bestuurd met ruitenwisser moter. alleen had ik er een interval relay van een auto tussen gezet.

jij wil stoel laten draaien.... maar je denk veel te moeilijk. 3 plaaten hout 1 voor onder en 2 om te laten draaien de bovenste moet wat groter zijn als de onderste beveiligging voor de keting

maak plaat hout rond timmer daar een brommer of fiets ketting tegen aan op kopse kant. ( dan heb je ineens een heel groot tandwiel) dia-meter ? hoe groot je wil. b.v 110 cm rond
midden in je plaat, plaats een oud druklager voor steun, aan de buitenkant onder schroef je van die kleine zwenkwieletjes stuk of 6. maak vervolgens een zo klein mogelijk brommer of fiets tandwiel aan je ruitenwissermoter.
zet er een oude interval relay tussen dan draait je kleine tandwiel 1 rondje per in-te-stellen aantal sec. net als de ruitenwissers bij een auto. bevestig je wissermoter op ondersteplaat hout zodat je tandwiel in je ketting grijpt.
zet er stroom op en probeer, je zou nog kunnen proberen een op 6 volt inplaats van 12.
Dan draait hij wat langzamer

ps: vergis je niet een wissermoter met worm.....dat is zo sterk...dat hij je vinger eraf trekt als je ertussen komt
de vertraging van tandwiel van 110cm doorsnee moet je zelf maar uit rekenen

hoop dat je hier wat aan hebt ut was maar een ideetje !

[Corpse2]

AlexanderB schreef op dinsdag 05 januari 2010 @ 00:37:
[...]

wat zit dr in n ruitenwissermotor? (oh, daar was je ook al achter) een wormwiel dus

heh, nog nooit een ruitenwissermotor van dichtbij gezien dus ik had geen idee...

die foto in de vorige post laat inderdaad niet veel andere mogelijkheden dan een wormwiel.

[Bruinbaard]

AFR schreef op vrijdag 08 januari 2010 @ 13:31:
[...]


Leuke schatting van de massatraagheid! Let alleen op het aantal siginificante cijfers. Als werktuigbouwkundige zou ik bovendien adviseren om direct conclusies te trekken over dingen die je kunt verwaarlozen zoals de extreem kleine massatraagheid van de as.

Je schatting gaat het op twee punten mis bij de vergelijking voor het koppel op pagina 3:
Ten eerste is de versnelling de verandering van de snelheid per tijd. Dus dw/dt. Dit kun je schatten door naar de verandering over een langere periode te kijken: delta w / delta T. Alleen bij het in beweging komen heb je een versnelling. Daarna draai je met constante snelheid en is de versnelling nul.
Ten tweede kun je op basis van alledaags inzicht verwachten dat er een enorme wrijving in het systeem zit. Dus voor het totale koppel geldt dat dit gelijk is aan het koppel dat nodig is voor de versnelling + wrijvingsverliezen: T = I*w + Tverlies. Je zult later in je experiment waarschijnlijk ontdekken dat bij deze trage verplaatsingen Tverlies zodanig groot is tov I*w dat je de massatraagheid kunt verwaarlozen in je berekening waardoor overblijft: T = Tverlies

Zelfs als cumlaude afgestudeerd werktuigbouwkundig ingenieur gaat het mij niet lukken om dat verlies te berekenen. Je moet dit echt gaan meten. Dit kan door het systeem tijdelijk te splitsen.
Meet bijvoorbeeld eens hoe groot de kracht is die je nodig hebt om het systeem in beweging te krijgen wanneer je deze uitoefent aan de rand van je draaischijf.
Met behulp van je overbrengverhouding kun je dan schatten hoeveel maal kleiner het benodigde koppel van de motor is. Het mechanisch rendement van een goedkope commerciele tandwielkast ligt rond de 60%. Een slecht uitgelijnd systeem kan een nog lager rendement hebben.

PS. Het aansturen met een PWM signaal is een goede oplossing om je koppel iets te verhogen maar lijkt me vanuit didactisch oogpunt wat minder interessant. Het lijkt me erg lastig om de formules waarom dit zo werkt echt te kunnen doorgronden met VWO wiskunde.

hmm ok, dat al dat ik de a in T niet helemaal goed deed. De stoel is echt binnen een fractie van een seconde al op de maximale/constante snelheid, dus betekent dat dat a, en daarmee T dan velen malen groter wordt?
We hebben geen tijd meer om nog meer metingen te doen, want we willen vandaag(zondag al weer) het verslag afmaken want woensdag moet ik het inleveren, en de toetsweek staat voor de deur en daar moet ook nog veel voor gebeuren.
Ik wou zelf het rendement bepalen n=Pn/Pin met Pn=T(de benodigde koppel, die ik al heb berekend)*w en Pin=U*I ( hebben we gemeten). Dan kan ik ongeveer zeggen hoeveel koppel of vermogen er in de motor,tandwielen,lagers as verloren gaan.

[Ibex]

Wanneer de stoel op een grote schijf staat die met relatief weinig weerstand kan ronddraaien, kan je de stoel ook aandrijven met een klein motortje (met behoorelijke snelheid door de gigantische vertraging) met een rubbelwieltje. Als de stoel met de zon mee moet draaien moet die niet echt snel draaien.

Wat ik dan zou doen is op de zijkant van de schijf een band kleven met vlakken die afwisselend zwart en wit zijn. Vervolgens kan je met een led en een fotodiode mbv een microcontroller kijken of de kleur wisselt van zwart naar wit of omgekeerd. Je berekend dan hoe lang je de stoel in een positie moet houden, en dan draai je een servomotor zo lang tot de kleur wisselt. Als je je vlakjes klein kan houden, zal hij bijvoorbeeld 30 seconden per vlak moeten houden, wat gemakkelijk af te tellen is met een mictrocontroller.

Je zit dan in een stoel die elke 30 seconden een heel klein stukje zal verdraaien, en je hebt veel minder last van onderhoud en smeren van tandwielen e.d.

[ Voor 15% gewijzigd door Ibex op 10-01-2010 13:47 ]

[AFR]

Bruinbaard schreef op zondag 10 januari 2010 @ 01:10:
hmm ok, dat al dat ik de a in T niet helemaal goed deed. De stoel is echt binnen een fractie van een seconde al op de maximale/constante snelheid, dus betekent dat dat a, en daarmee T dan velen malen groter wordt?

Als de stoel binnen een fractie van een seconde op volle snelheid is betekent dat de motor+overbrenging ruim voldoende koppel hebben om naast het koppel benodigd voor het overwinnen van de wrijving nog een flinke versnelling te genereren. Wanneer je eenmaal een constante rotatiesnelheid hebt bereikt verandert de snelheid dus niet meer, waardoor er ook geen rotatieversnelling is, en T nul wordt. Je hebt slechts koppel nodig om alle wrijving en andere verliezen te compenseren.

We hebben geen tijd meer om nog meer metingen te doen,

Zonde in dit geval kun je dus niet bepalen hoe groot het koppel is dat nodig is om het systeem in beweging te krijgen. Je kunt natuurlijk wel concluderen dat jullie aanname niet klopt: volgens de formule is er slechts een zeer klein koppel nodig om het systeem in beweging te brengen. Het komt vaak voor dat een eerste experiment niet lukt. Als je kunt aangeven waarom het mislukte en aanbevelingen kunt doen voor een volgende keer is dit geen probleem en een waardevolle les. Dus: Waarom klopt de formule niet? Wanneer is de formule wel geldig? Hoe zou je het een volgende keer aanpakken, Etc.

Ik wou zelf het rendement bepalen n=Pn/Pin met Pn=T(de benodigde koppel, die ik al heb berekend)*w en Pin=U*I ( hebben we gemeten). Dan kan ik ongeveer zeggen hoeveel koppel of vermogen er in de motor,tandwielen,lagers as verloren gaan.

In theorie wel...
Voordat het systeem uberhaupt in beweging komt moet je echter eerst de coulombse wrijving overwinnen. Pas wanneer deze wrijving is overwonnen kun je het aandeel in T berekenen dat daarnaast nodig is om het systeem binnen een bepaalde tijd op volle snelheid te krijgen (daarna geeft jullie formule immers 0). Bij dit soort trage systemen zal dat aandeel waarschijnlijk te verwaarlozen zijn tov het wrijvingsaandeel.

Daarnaast heeft rendement betrekking op wat jij nuttig vindt voor het systeem en dien je je vergelijking hier op aan te passen. Twee voorbeelden:

• Wanneer je kijkt naar het rendement van het totale systeem zou je kunnen stellen dat de ingang het electrisch vermogen is en de uitgang de energie die nodig is voor het roteren van de persoon. Bij een constante snelheid is deze laaste 0: alle toegevoerde energie gaat op aan het overwinnen van wrijving en het rendement van het totale systeem is 0.
• Wanneer je kijkt naar het deelsysteem bestaande uit alleen de motor + overbrenging, maar zonder de draaischijf zelf kun je stellen dat de ingang wederom het electrisch vermogen is en de uitgang het mechanisch vermogen is dat beschikbaar is aan de uitgang van de tandwielkast. Dit rendement is groter dan nul (waarschijnlijk +/- 60%) en vertelt wat over de aandrijving.

De berekeningen aan het systeem lijken een stuk complexer te zijn dan je aanvankelijk dacht. Gezien de resterende tijd lijkt het onmogelijk om nog alles te doorgronden. Misschien kun je je het beste richten op de vragen die ik eerder in deze post stelde: wat heb je geleerd, waarom voldoen de basis VWO vergelijkingen niet en wat zijn je aanbevelingen aan leerlingen die volgend jaar een soortgelijke proef willen doen?

[ Voor 0% gewijzigd door AFR op 10-01-2010 15:11 . Reden: typo ]

[Bruinbaard]

Bedankt voor de reacties, ik heb de berekeningen verder afgemaakt en zoveel mogelijk alles toegelicht met de wrijving en wat er allemaal niet klopt. Ook heb ik de versnelling aangepast. Hopelijk klopt het nu beter:

http://rapidshare.com/files/333212822/Berekeningen.docx.html