Slider per fotocamera - La meccanica

Ricollegandomi al post relativo alla scheda Multi-Function PCB di Mr.Innovative, parliamo della meccanica dello slider per fotocamera che voglio costruire!

Già che stavo ordinando da Banggood l'elettronica ho ordinato anche la meccanica, tranne il profilato di alluminio che già ho. Qui di seguito elenco la meccanica che ho preso con le varie considerazioni che ho fatto in merito, vediamo tutto insieme!

Cosa serve davvero?

Questa è stata la mia prima domanda, che ho ovviamente girato a Sandeep. Grazie alla sua risposta ed un pochino di ricerche on line, questo è quello che ho preso :

• 2 pezzi motore Nema 17
• 10mt di cinghia aperta GT2
• 1 pezzo di cinghia chiusa GT2 da 200mm
• 3 pezzi di puleggia dentata passo GT2, 20 denti
• 1 pezzo di puleggia folle liscia
• 4 pezzi di cuscinetti a sfera rivestiti di POM
• 1 pezzo di microswitch di fine corsa
• 1 pezzo di supporto per fotocamera
• opzionale : dadi per cava
• viteria varia passo M5, dadi, rondelle e robe che di solito si hanno sempre sottomano

Motori:

Prima regola di acquisto dei motori : compra con dati alla mano.

Ovvero, scarta tutto quello che non riporta tutti i dati necessari.

Ho già parlato a lungo dei motori passo passo in un post molto dettagliato ma vediamo di fare un riassunto velocissimo.

I motori che ho scelto hanno le seguenti caratteristiche dichiarate: 

- Dimensions: 42x42x48mm/1.65”x1.65”x1.88”

- Phase Number: 2

- Step Angle: 1.8°±5%

- Rated Voltage: 2.8V

- Holding Torque: ?5 Kg-cm(70 Oz-in)

- Rated Current: 2.0A

- Resistance(20?): 1.4±10%?/phase

- Max. Slewing PPS: 2500 PPS

- HI-POT: AC 600V/1mA/1S

- Rotor Inertia: 68g.cm2

- Inductance: 3.0±20%mH

- Detent Torque: 2.0Kg-cm

Oltre alle dimensioni, andando in ordine, viene specificato che :

- hanno due fasi (quindi connessione a 4 fili) ed è un bene, i motori bipolari sono più diffusi

- fanno 1.8° a passo (standard)

- l'alimentazione minima è di 2,8V

- la coppia di tenuta la voglio espressa in Nm, con una conversione abbiamo 0,49Nm

- alimentandolo a 2,8V consuma 2A

- Ci sono 1,4Ohm di resistenza su ogni fase

- può ricevere 2500 impulsi per secondo

- vengono forniti i risultati del test di alta potenza

- ci vogliono 68g per cm2 di "forza" per cambiare la direzione del movimento

- L'induttanza tra gli avvolgimenti incide per 3 milli-Henry

- da spento il motore tiene un carico di 2Kg per cm, ovvero 0,19Nm

Altro dato molto importante che non viene elencato ma c'è solo sulle immagini, l'albero è da 5mm di diametro. Questo dato ci servirà per poi comprare le pulegge!

In linea di massima, non sono dati eclatanti, ma stiamo parlando di motori Nema17, piccolini e che non devono esercitare una forza mostruosa, devono far scorrere una fotocamera su un binario! 

Questi motori li ho pagati 10,20 euro l'uno, si trovano anche spendendo meno, ma per risparmiare due euro secondo me non ne vale la pena. Mica per altro, non si ha alcun dato di riferimento e magari ci si ritrova con dei motori che semplicemente non ce la fanno a movimentare il carico...

Cinghia aperta

Lo standard per le costruzioni in campo amatoriale è 2GT , ovvero la distanza di 2mm tra una cresta e l'altra della cinghia.

Nel mio caso i dati supplementari sono i seguenti :

altezza : 6mm

spessore : 1,38mm

spessore dente : 0,75mm

materiale: gomma

Io ne ho comprato 10 metri per 9,64 euro.

Per applicazioni più pesanti, esiste anche in PU (poliuretano, più resistente ed adatta a usi continuativi) oppure rinforzata in nylon. Per costruire questo slider, va benissimo in gomma. Se dovessi costruire magari una cnc userei (se proprio dovessi usare le cinghie) la versione rinforzata.

Cinghia chiusa

Qui ero oggettivamente in difficoltà, alla fine ne ho presa una da 200, una da 610 ed una da 825mm. Alla fine, poi, mi sono reso conto del fatto che mi basta ed avanza quella da 200mm.

Puleggia dentata

Ovviamente, ci serve che sia compatibile con l'albero dei motori e che si adatti al passo ed all'altezza della cinghia. Quindi ci serve con 5mm di diametro interno, il passo GT2 ed alta 6mm.

Tutte queste caratteristiche vanno unite al fatto che ci serve da 20 denti.

Solitamente viene anche specificato il metodo di fissaggio, che nel mio caso è realizzato con due grani M3 lunghi 5mm con testa esagonale passo 1,5mm.

Alla fine ho trovato la puleggia che mi serviva, con circa 2,10 euro l'una. Comprandone tre pezzi, lo sconto ulteriore è stato del 12%, portandomi a spendere 1,85 al pezzo.

Puleggia folle

Anche qui valgono quasi tutte le considerazioni fatti per la puleggia dentata. Quasi perchè ci serve che sia alta almeno 6mm per accogliere la cinghia dentata,ma per il resto c'è libertà!

Io tendo sempre ad uniformare le cose che uso, quindi ho scelto che il diametro interno fosse M5 come l'albero del motore.

Per circa 2,35 euro di prezzo me ne sono comprate tre.

Peccato solo che non ci siano le specifiche del cuscinetto a sfera usato, ma credo che per questa applicazione uno vale l'altro...

Cuscinetti a sfera

Questi cuscinetti ci serviranno per far muovere il carrello con la fotocamera sul profilato di alluminio. Li ho scelti rivestiti di POM (ovvero poliossimetilene) per le sue caratteristiche meccaniche ti linko un articolo di Habasit.

Hanno sempre un foro di fissaggio da 5mm mentre il profilo esterno è a V per adattarsi al profilato di alluminio. A dirle tutte, sono molto indeciso se vadano bene per me, visto che il mio profilato ha una geometria diversa, ma mal che vada uso questi pezzi per altro...

La spesa non è altissima, siamo a meno di 10 euro per 10 cuscinetti.

Se poi contiamo che sono cuscinetti 625ZZ e che il costo (non rivestiti in POM) è di 1,75 euro al pezzo, direi che il prezzo è ottimo! 

Microswitch di fine corsa

Questi micro interruttori servono per far "capire" all'Arduino che comanda lo slider dove sia di preciso il carrello. Ogni volta che si accende l'apparato verrà fatto un homing, ovvero verrà mosso il carrello fino a che il microswitch non verrà attivato.

Io non li ho comprati per questo progetto, li ho già in casa per altro (e fortuna vuole che ho preso un pacco da sei pezzi!)

Il costo è di circa 1 euro al pezzo, ma si possono anche comprare i microswitch nudi e crudi spendendo molto meno. A dirle tutte, non so se userò questi o i microswitch semplici, vedremo!

Intanto, ho entrambi in casa :-)

Supporto per fotocamera

Di questi supporti se ne trovano per tutte le tasche e di tutti i prezzi, ho preso quello un gradino sopra il meno caro. Tanto si fa sempre a tempo a sostituirlo con qualcosa di meglio! Il prezzo è di 2,55 euro.

Dadi per cava

Questi dadi sono (dovrebbero, almeno) della misura perfetta per il mio profilo di alluminio, il prezzo è di 2,90 euro, più 86 centesimi di spedizione (faceva parte di un altro ordine) per 20 dadi.

Anche se sono indicati per i profili 4040, guardando il disegno e le quote dovrebbero andare bene. 

Penso ne userò alcuni, ma non so di preciso quanti. Mal che vada, quelli che mi avanzano li posso usare sulla mia CNC, visto che la geometria della cava è simile!

Dove comprare?

Io ho fatto un raffronto tra Amazon, Gearbest e Banggood. Alla fine ho preso tutto su Banggood per alcune, semplici ragioni:

• potevo avere la merce con due sole spedizioni, una dalla Cina ed una dalla Gran Bretagna
• il risparmio verso GearBest era di circa 3 euro (prezzi senza sconti cumulativi, premi, punti e simili), verso Amazon di circa 95...
• cercando i prodotti in offerta, le spese di spedizione e di assicurazione sono state bassissime
• combinando le offerte con l'acquisto delle confezioni da 3 o da 5 ho realizzato un risparmio ancor più significativo rispetto a GearBest.

Non dico che GearBest non sia una buona alternativa, dico solo di tenere d'occhio gli sconti su entrambi i siti. Un semplice foglio di LibreOffice Calc con i link ed il prezzo per uno, tre o cinque pezzi vi aiuta molto nella scelta!

Se poi vuoi imparare anche tu come fare per confrontare i prezzi e non farti "fregare" con le offerte fasulle su BangGood e su GearBest, ho scritto un articolo sull'argomento e l'ho intitolato "Come controllare le offerte"

Amazon, per contro, è davvero caro come shop.

Ovvio, pagate il fatto che la merce sia già in Italia, se avete Prime ordinate oggi e la avete domani. Con gli altri shop, invece, dovete mettere in conto almeno una quindicina di giorni, se non di più...

Io ho fatto le mie valutazioni e siccome la fretta non la avevo, ho scelto di tenere buono il risparmio :-)

Un trucchetto finale - Uniformare il montaggio.

Ho imparato da tempo che avere a che fare con un solo tipo di vite o un solo diametro di cavo in un progetto ti semplifica la vita.

Usi sempre la stessa punta per forare o usi sempre gli stessi puntali per crimpare le estremità.

Tieni sul tavolo di lavoro meno cose e non perdi tempo a cercare la punta giusta, l'inserto giusto o il puntale del diametro appropriato.

Se ci fare caso, sia le pulegge folli che i cuscinetti che i dadi da profilato sono con passo M5.

Questa cosa non è casuale, affatto!

Le scelte erano molteplici, l'unica davvero obbligata era quella della puleggia dentata che va sul motore. Ma siccome quella era M5, ho scelto di uniformare tutta la bulloneria ed i fori.

Questo mi consente di tenere sul tavolo un solo set di viteria, avere una sola chiave per le eventuali brugole, avere un solo maschiatore ed una sola punta per il trapano. Dettagli, sicuramente, ma sono dettagli che ti fanno risparmiare tempo e lavorare nell'ordine.

Non so voi, ma il tempo che posso dedicare agli hobby è poco, quindi tento di farlo rendere al meglio!

Ed ora via, si può iniziare la costruzione dello slider!

Ovvio, non appena mi arriva tutto :)