Tabela com motores de passo recomendados para Reprap

Stepper motor

O Alain Mouette fez essa tabela e gentilmente disponibilizou no google docs. Pelo preço (entre 250 e 500 reais o conjunto) e pelas tantas diferentes especificações os motores são um dos itens com mais dúvidas na lista reprapBr e com este documento voce pode já sanar algumas questões.

Link para a planilha:
Steppers-corrente-custo-beneficio

Via:
Grupo de estudos reprapBr

Veja também meus outros post sobre os motores de passo:

  1. Escolhendo os motores de passo
  2. Mais sobre motores de passo
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Colocando novos acopladores (couplings)

Aproveitando que eu estava dando uma melhorada nos fios e alinhamentos da Prusa, coloquei os acopladores (Couplings) que tinham chegado mas não quis colocar antes porque não tinha muita necessidade também.

Infelizmente a parte de cima soltava mesmo usando o macete da borracha de filtro de água.

Quando a impressora estava no Maia, um dos couplings estava caindo, isso por causa de uma  caracteristica da Prusa que é ter os motores do eixo Z em cima, o que faz o eixo ‘puxar’ o peso do conjunto do carro  do eixo X mais os próprios eixos. O acoplador de PLA preso no eixo coberto pela mangueira de plástico não estava segurando, com o tempo a borracha ressecou e ficou mais frouxa e tem o desgaste natural do plástico numa peça destas que está sempre trabalhando.

Acoplador de alumínio, dá uma flexibilidade boa permitindo desalinhamentos arrochando somente cada eixo através de um parafuso transversal.

Os novos que eu coloquei são de alumínio e me custaram menos de 3USD cada no ebay. Como outras compras, se tiver a palavra Reprap fica mais cara, assim sendo, é melhor perder um tempo e se ligar nas especificações e aqui são um lado de 8mm (ou 5/16) e 5mm do outro lado, que são as medidas da barra roscada e do eixo do motor NEMA 17. Fica bem firme pois tem o parafuso que trava cada eixo e a instalação fica bem vistosa.

Imagem de coupling

Modelos de coupling, não achei outras imagens que mostram alguns couplings que tem bilhas e outras coisas para reduzir ou anular o “backslash”.

Mas para o que serve um acoplador?

  • Para conexões e junções de eixos (como entre um gerador e um motor) para possibilitar a desconexão para reparos;
  • Para introduzir flexibilidade mecanica entre os eixos e permitir desalinhamentos;
  • Reduzir o choque de um eixo para o outro;
  • Proteger contra sobrecargas;
  • Para evitar e diminuir vibrações do trabalho entre um eixo e outro.

A página da wikipedia é muito boa e vale a pena dar uma estudada.

Engrenagem da extrusora agarrando

Dando uma melhorada nos dentes da engranagem

Dando uma melhorada nos dentes da engranagem

Não gostei muito do movimento da engrenagem da extrusora enquanto eu verificava seu funcionamento com a mão mesmo. Em alguns poucos pontos ficava mais dura e travava. Marquei com uma caneta os pontos de contato que estavam travando e com uma lima triangular (usada para amolar serrote) deixei os dentes mais regulares. Problema resolvido.

Torno caseiro do Wazen

Este post traz Apresentação em vídeo e algumas fotos do torno caseiro (DIY) do Roberto [RJ] que é amigo do grupo reprap-br, mestre em construção engenhocas e pizzas de anchova que sempre são servidas quando vou lá pedir ajuda e trocar umas peças, angústias e idéias sobre a Reprap.

Vista geral do torno, abaixo estão as baterias de 24V.

Vista geral do torno, abaixo estão as baterias de 24V e na direita o comando que é o próprio acelerador do patinete dos netinhos.

Peças
A parte elétrica é de um patinete motorizado dos netos que ele desmontou. Através de uma correia aciona o eixo do mandril. Isso é bom porque não transmite as vibrações e choques no eixo para o motor, o que se feito reduz muito a vida util deste.

Baterias do patinete usados para acionar os motores do torno

Baterias do patinete usados para acionar os motores do torno. Elas também estão ligadas a tomada por um regulador de voltagem de 24V ligado a tomada, mas podem funcionar sem isso  também. Esta caixinha preta tem ligação com o acelerador e é o PMW PWM (pulse width modulation) que regula a velocidade.

A base (mesinha) é de uma tupia mas poderia ser qualquer coisa, eu teria feito numa madeira por exemplo.Os trilhos de alumínio são de placas de propaganda e dá pra encontrar em lojas de material de letreiro ou adaptar trilhos de cortina (agora eu tenho visto uns modelos bons e mais fortes) ou em loja de som que vende perfis de alumínio para fabricar caixa de som.

Manivelas de regulagem do torno na base de PTFE

Manivelas de regulagem do torno na base de PTFE

Tem vários elementos em PTFE UHMW mas poderia ser outro material também como madeira ou alumínio, as barras rocadas na loja de construção e o mandril é peça de ferro velho. O Roberto me mandou aqui o link do distribuidor de plástco onde isso pode ser comprado aqui no Rio (também tem o PTFE para o bico da Reprap): http://www.incomplast.com.br/htm/materiais.htm

Construção
A construção é bastante simples e não precisa de nenhuma ferramenta ou material muito especiais ou difíceis de achar. Claro que é importante ter um alinhamento legal, mas nada que uma boa régua de metal não consiga medir.

Detalhe dos trilhos do torno vistos de cima

Detalhe dos trilhos e do eixo fixo do torno vistos de cima

Gostei muito destes blocos de PTFE acomodando as barras roscadas que fazem as regulagens de distância, uma solução muito simples mas com um resultado surpreendente.

Como converter unidades de torque para a compra dos motores de passo da Prusa

Quando fui procurar os motores de passo, sejam novos ou em sucata, as medidas de torque estavam em onças por polegada (oz/in) mas na maioria das listas de material da Reprap Prusa, os requisitos dos motores estão em kg/cm.

Não é difícil de converter, mas tem umas páginas online onde dá pra fazer isso rapidamente. Aqui vai uma:
conversão de medidas oz/in para kg/cm

Como meu pai sempre dizia, pode usar, mas sempre saiba como foi feito. Então, para a conversão que falamos acima, a fórmula é a seguinte:

EQUATION: Kilogram-Centimeters = 0.0720077 * Ounce-Inches

Arredondando, da pra usar multiplicando por 0.07, ou 7%.

Materiais não listados: mangueira de borracha para o coupling

A pior coisa que tem quando voce está empolgado fazendo algo é ter que parar o serviço não por cansaço ou falta de interesse, mas por falta de algum material. Aí voce fica com aquele olhar cheio de vontade nas peças, com a ferramenta na mão, mas tem que parar, ir na rua comprar ou até esperar o fim de semana acabar para continuar. Não, não estou falando de noitadas e a falta que uma camisinha faz na carteira, é da Prusa mesmo.

Aconteceu comigo na montagem do eixo Z. Minha meta do sábado era terminar toda a estrutura para no domingo colocar a RAMPS no lugar, mas na hora de prender o motor nas barras roscadas, vi que “faltava algo” para fixa-la corretamente no acoplador (coupling). Tive que esperar segunda-feira chegar para resolver esta questão que se monta em 5 minutos. Aqui vão as fotos:

Borracha no acoplador

Borracha no eixo do motor, ainda falta empurrar mais ela.

Borracha no acoplador

Como um negócio pequenino assim pode fazer tanta falta? Para colocar é melhor tirar o motor para poder fazer mais pressão.

A borracha tem cerca de 5mm de diametro, obviamente não medi antes de ir para a rua comprar mas dei sorte, ficou duro no inicio mas com a ficção esquentou e encaixou bem, em um deles estava mais duro e dei uma esquentada com o isqueiro. Um metro dessa borracha me custou R$ 0,70 o que me fez passar mais raiva ainda. Então fica a dica: tenha uma dessa a mão.

mangueira de borracha para travar o motor no acoplador

A borracha é essa aí. Peguei a transparente não por motivos estéticos, mas fiquei brincando com elas na loja e vi que era a mais maleável, acho que o corante das outras deixaram elas mais duras.

Link do acoplador que veio no meu kit (by Muringa):
http://www.thingiverse.com/thing:9622

Para que serve um acoplador (coupling)?
Fiz um post sobre isso 

Mais sobre motores de passo

Antes de mais nada, quero deixar claro que ainda não montei a minha Prusa e as peças ainda estão chegando (Muringa, cade as peças? rs), portanto tudo o que eu falar é resultado das minhas pesquisas principalmente no grupo (http://groups.google.com/group/reprapbr)  e dúvidas de leigo.

Motor de passo

Corte de um motor de passo

No momento estou me debruçando sobre os motores e percebendo que a grande questão é a sua compatibilidade com a eletrônica. São algumas variáveis que eu não conhecia e recorri a galera do grupo de estudos Reprapbr sobretudo o Alain Mouette que teve a gentileza de responder as perguntas e complementar com algumas informações.

Dimensões do motor:
Seu motor vai ter que caber e ser parafusado/encaixado nas partes impressas. O tamanho parão é NEMA17 (um padrão interessante para estudar como curiosidade), isso significa que tem 1,7 polegadas, ou 42mm de lado.

Segundo o Alain, o comprimento do motor é diretamente relacionado com a força do motor. Os maiores são de 48mm, portanto recomendados. Ele não acha que faça diferença um de 40mm, mas o menores são mais fracos.

As demais especificações como eixo de 5mm são as mais comuns, o projeto já foi feito para simplificar se for diferente vai ter que adaptar.

Torque
Para o extrusor tem que ter no mínimo 4.4 N/m de torque (1N = 1Kg.f), o que dá 61 oz/in (onças por polegada). Em Steppers nunca se avalia a “potência”, mas sim o torque (holding torque).
Para o extruder é bom um motor forte, para os eixos XY é bom um motor forte e rápido, para o Z pode ser mais fraquinho porque os movimentos são lentos e muito desmultiplicados por causa da barra roscada.

Para os demais movimentos, acho que não necessita tanto, mas é altamente recomendado ter os outros motores iguais entre si por que senão vai ser bem dificil
regular, sincronizar e calibrar.

Dica:
Só acho anúncios em oz/in, como achar o torque?
http://www.alwayslearn.com/conversion/torque.html

Dados mais dificil mas importante:

  1. Resistência (Ohms).
    Segundo o Alain, os drivers atuais das RepRaps são bons, mas devem aguentar 1.8A bem no limite.
    Isso é realmente importante, mas tem um motivo por trás: o mesmo motor (exatamente) é fornecido enrolado com diversos fios diferentes. Em geral um é para alimentar com 12V sem limitação de corrente, a resistência é a mais alta, e é o mais fraco. Os demais são enrolados com fio progressivamente mais grosso, isso diminui a resistência, mas principalmente a indutância, mas como muitas vezes só se sabe a resistência serve como avaliação grosseira.Esses demais motores precisam de um driver com limitação de corrente, bem mais complexo, mas conseguem uma velocidade melhor porque o torque cai menos com a velocidade.É comum alimentar motores com 20 a 50 vezes a tensão nominal, mas o driver custa muito mais caro… e temos que nos limitar a 12V (no caso do Alain, ele usa 24V).

Sobretudo pra quem é pão duro como eu e gosta de economizar, a tentação de comprar promoções no ebay, alibaba.com, goodbuy etc é grande porém é bom prestar atenção a estes detalhes antes de fechar a compra. Aqui vai uma dica que rolou lá na lista: um motor com 1.7A de resistência, torque e corrente bons.

Mais uma vez, gostaria de agradecer ao Alain Mouette pela paciência e boa vontade de responder as perguntas cujas respostas estão aqui.

Escolha dos motores

Não é pra um carro novo, é pra nossa Prusa mesmo. Estou tendo muitas dúvidas sobre qual motor comprar, os preços variam muito e as especificações também. Aí quem quer montar a sua Reprap sem um maior conhecimento de eletrônica (como eu) tem que estudar um pouco.

Um desenho do NEMA 17

Olhando assim, parece simples...

De início, NEMA 17, é só o tamanho, de 1.7 polegadas. Isso foi definido para uma padronização maior e é ótimo, mas os infinitos tipos e configurações de motores continuam existindo debaixo dessa carcaça.

Leia o básico do básico sobre os motores de passo.
Veja aqui na wiki, as recomendações “oficiais”.

Eu sei que bate aquela ansiedade porque voce sabe que vai demorar pra chegar e dá vontade de montar tudo logo e imprimir. Mas de qualquer jeito, há um longo caminho de “dor” e aprendizado de eletrônica pela frente.

Só com a ajuda da comunidade...

Seria mais fácil escolher entre gasolina ou alcool, 1.6 ou 1.0. Aqui o bicho pega mais!

O que é melhor? Maior corrente e menor resistência ou menor corrente e um torque mais modesto? Difícil saber, mas em breve eu vou organizar e postar uma conversa via email que tive com o Alain Mouette da Reprapbr.