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Pregunta sobre motores hobbyking para robot de sumo

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sistemasorp
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(@sistemasorp)
Ardero
Registrado: hace 14 años

Pongo las pesquisas:

  • *Un robot de sumo en la competición de 3Kg debe tener unos motores que puedan arrastrar hasta 6 Kg.
    *Hace tiempo hice una calculadora para saber el torque de los motores necesario para mover esas masas: http://webdelcire.com/wordpress/archives/3228 " onclick="window.open(this.href);return false; que estaba basado en la calculadora de la society of robots http://www.societyofrobots.com/RMF_calculator.shtml " onclick="window.open(this.href);return false;
  • Pues bien, en el ejemplo que aparece en la primera página que he puesto, para mover esos 6 kg a 1 m/s con una aceleración de 0,5m/s^2, los dos motores que vayan a 500 R.P.M. deben tener un torque de 12,5 Kg*cm o 1,23 N*m cada uno. Con esta calculadora http://www.magtrol.com/support/motorpower_calc.html " onclick="window.open(this.href);return false; o con esta otra http://www.sensors.co.uk/torqsense/torque-calculator/ " onclick="window.open(this.href);return false; me dicen que se trata de un motor con una potencia de 64W.

    He estado mirando en la web de hobbyking los motores que se usan para coches de radioaficionado y sólo se indica su potencia en vatios, por tanto cogemos un motor de hobbyking: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__17709__XK4050_2260KV_Brushless_Inrunner.html " onclick="window.open(this.href);return false; y vemos que tiene 555W (a priori suficiente) Pero ahora vamos a hacer la medida al revés:

    Potencia:555W
    R.P.M. con Lipo de 11,1V: 25086 R.P.M.

    Si ahora desde esta calculadora http://www.sensors.co.uk/torqsense/torque-calculator/ " onclick="window.open(this.href);return false; meto los datos para convertirlo a torque me sale sólo 0,2 N*m (mucho que menos que los 1,23 antes calculados).

    ¿Donde está el error?

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    21 respuestas
    sistemasorp
    Respuestas: 478
    Topic starter
    (@sistemasorp)
    Ardero
    Registrado: hace 14 años

    Supongo que para no liarse mucho, se puede usar un ESC para contorlar esos motores trifásicos. Este de 150A tiene buena pinta http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__10370__hobby_king_150a_high_performance_brushless_car_esc.html " onclick="window.open(this.href);return false;

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    dragonet80
    Respuestas: 1328
    (@dragonet80)
    Ardero
    Registrado: hace 17 años

    Sobre los motores brushless para los robots de sumo, os diré que no acaban de ser lo suyo, según mi experiencia con ellos. No están diseñados para eso (tienen muchas revoluciones y un par bajo a muy bajas revoluciones). Esto último no se si es problema del motor o del ESC, pero con un ESC sensorles (los normales sin encoder) no se controla nada bien el motor a muy bajas revoluciones, incluso llega a perder pulsos (como le pasa a un motor paso a paso) si lo bloqueas, con la consiguiente pérdida de par.

    Sobre la intensidad no hace falta irse a cosas tan grandes como un 150 A (150 * 11,1 = 1665 W) por cada motor. En nuestros robots llevabamos dos drivers de 25A cada uno. El modelo ya está descatalogado hace algún tiempo, el más parecido es este:
    7186

    Los motores eran inrunner, para poder sujetarlos mejor al chasis. No recuerdo si eran los HXT 2835 o los HXT 2435 (creo que los últimos por tener un eje más fino).
    4199

    Con este driver y motor, el robot tenía potencia de sobra, en un Cosmobot, mi robot Boc, se salió del dohyo, se metió debajo y se lo llevó sin problemas. Además los drivers tampoco se calentaban demasiado. Esa misma configuración llevaba también Summum y no le fue mal, ya que ganó algún concurso. En versiones mas nuevas incluso usé el ESC de 18 A:
    7189
    Aunque se calentaba algo más, funcionaba sin problemas.

    Un ESC ideal, sería uno controlado directamente por PWM o por comunicación serie, algo parecido a esto:
    http://danstrother.com/2011/01/12/brushless-dc-motor-controller-board/ " onclick="window.open(this.href);return false;
    http://www.robotshop.com/en/sbl1360-60v-1x30a-brushless-dc-motor-controller.html " onclick="window.open(this.href);return false;
    Pero los precios se salen de órbita.

    Tampoco he llegado a probar un ESC del tipo sensored (con encóder). Quizá funcione mejor y valga la pena. La verdad es que la diferencia de precio siempre nos tiró para atrás. Hoy en día estan algo más baratos, pero todavía no mucho:
    https://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__22598__Hobbyking_X_Car_Brushless_Power_System_4000KV_60A.html " onclick="window.open(this.href);return false;
    https://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__22600__Hobbyking_X_Car_Brushless_Power_System_2600KV_45A.html " onclick="window.open(this.href);return false;
    https://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__22601__Hobbyking_X_Car_Brushless_Power_System_1900KV_45A.html " onclick="window.open(this.href);return false;
    Y son motores de tamaño demasiado grande para hacer un sumo compacto.

    Otro problema de los brushless es la parte mecánica, la reductora. Los motores de kv alto tienen un eje pequeño (2 mm, 2.3 mm o 3.17 mm) que es fácil de acoplar a un piño que encaje en una reductora planetaria o tradicional de otro motor. Lo malo es que éstos revolucionan tanto que al final tienes muchas pérdidas y no van bien. Los de kv bajo, el problema es que son mas "tochos" y tienen unos ejes demasiado grandes para usar una reductora convencional, hay que hacerse uno mismo la reductora a base de engranajes y complica la parte mecánica.

    En resumen, que para sacarles su jugo no se puede usar directamente lo que se usa en radiocontrol ESC sensorles y motor normalito, para eso casi mejor usar motores normales con escobillas y un driver pwm (fácil de encontrar).

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    sistemasorp
    Respuestas: 478
    Topic starter
    (@sistemasorp)
    Ardero
    Registrado: hace 14 años

    Gracias dragonet, ha sido muy clarificador todo lo que has expuesto. Me acuerdo que a la primera cosmobot que participé el ganador de sumo fue summum. Quizá habría que mirar lo que comenta beamspot de los outrunner que tienen más par y no son tan rápidos que no se puedan manejar a menor velocidad.

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    beamspot
    Respuestas: 1132
    (@beamspot)
    Noble Member
    Registrado: hace 17 años

    Un sensorless a bajas revoluciones no es lo suyo. Los coches no llevan encoder, si no resolver, que da la posición angular con más precisión, y de forma absoluta. Además, incluso los llevan en el eje que va a la rueda, con lo que multiplican la resolución por la relación de la reductora.

    Estoy de acuerdo en que los inrunner no tienen par. Y también en que los outrunner son difíciles de poner en una reductora. Es el mayor problema mecánico de ambos. Un outrunner de muchos polos, en tracción directa (haciendo de rueda) sería factible para un velocista rápido de verdad.

    El control, además de los problemas reales de ser sensorless, añadido a su falta de optimización ya que no suele ser vectorial, sino trapezoidal (esto es realmente lo de menos, creo), tienen el problema de la velocidad de respuesta si se controlan por PWM de servo, es decir, con una actualización cada 20 milisegundos. El control real (cerrar el lazo) en uno de estos motores se suele hacer desde 1 KHz hasta los 20 - 30 KHz en aplicaciones de coche eléctrico, y entiendo que sería precisamente esto lo que necesitaría el robot.

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    beamspot
    Respuestas: 1132
    (@beamspot)
    Noble Member
    Registrado: hace 17 años

    Me dejé de decir que el problema del sensorless es matemático y de frecuencia de muestreo. Para bajas revoluciones es importante saber en que posición se encuentra el rotor para aplicar el campo magnético adecuado, y encima el método de sensorless lo hace por tensiones inducidas que dependen de la velocidad de rotación, amén de interpolación entre las posiciones anteriores. Si bajas las rotaciones, la tensión inducida cae con las mismas. Y el tiempo entre dos interpolaciones además se alarga, aumentando el error.

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