In seguito a un messaggio privato di t-patte ho deciso di pubblicare le risposte alle sue domande arricchendole con qualche immagine e la procedura per calcolare il moto in AR di una montatura autocostruita.
"Il discorso potrebbe essere lungo e di generale interesse, se mi permetti vorrei portarlo a conoscenza di tutti pubblicandolo sul forum."
In questo mio intervento é descritta la maggior parte della mia attrezzatura e le mie motivazioni. Leggendo si capisce che ogni cosa è stata fatta in prima persona senza nessun contributo di laboratorii esterni.
http://forum.astrofili.org/viewtopic.ph ... highlight=
Prima di rispondere alle tue specifiche domande vorrei consigliarti di avere chiaro, specialmente per il moto in AR, la montatura di destinazione (fissa o portatile, dimensioni e peso dello strumento) che condiziona profondamente le caratteristiche della meccanica ed elettronica di inseguimento.
In altre parole, una V/C universale per tutti non sarebbe utilizzabile perchè troppo grande e pesante per un portatile e troppo piccola e debole per un fisso di maggiori dimensioni (a meno che non si voglia esegire una doppia produzione).
Da definire a priori con chiarezza sono anche le caratteristiche di ogni elemento della catena
motore-riduzione intermedia-corona con relativa scelta della potenza del motore e giri/min strettamente legati al profilo e numero dei denti.
Supponiamo di dover progettare tutti i componenti meccanici ed elettrici del moto AR assumendo come punto di partenza la dimensione e il peso dello strumento che ha relazione diretta con la dimensione del dente della corona che deve garantire la necessaria sicurezza in caso di forti sbilanciamenti o accidentali urti e buona rigidità al sistema ottenibile con un'adeguata superficie di contatto con la vite.
Il Modulo "m" indica la grandezza del dente il cui numero N=D/m, dove D é il diametro della corona, per cui assumendo m=1 avremo un numero denti sulla corona pari al diametro della corona stessa espressa in mm. Il che é lo stesso se scriviamo D=Nm (Diametro corona = Numero denti x modulo). Per dare un'idea approssimata si potrebbe adottare un modulo 0,6-0,8 per una montatura portatile fino a giungere a m=1,5 per postazione fissa e diametro ottico dello strumento=400mm.
Una regola approssimata potrebbe essere quella di assegnare un diametro di corona pari al diametro ottico dello strumento, ma non sempre (per praticità) si riesce a seguire questo principio.
Seguendo il discorso appena fatto, per un rifrattore visuale da 100mm occorrerebbe una corona di pari diametro ma, se il rifrattore fosse fotografico e anche particolarmente lungo, sarebbe prudente maggiorare il diametro di qualche centimetro.
La figura mostra i parametri e le formule da me impiegate (15 anni fa) per la realizzazione della coppia V/C, nelle foto invece le due misure estreme di creatori il cui diametro dovrà corrispondere con quello della corrispondente vite sf (non sono frese che si trovano ovunque, all'epoca le ordinai in Svizzera pagandole circa 1/2 milione l'una).
Si intende che un perfetto accoppiamento sarebbe impossibile se gli assi non fossero supportati con la necessaria precisione, per questo si consiglia abbondante uso di cuscinetti a sfera obbliqui e precaricati.
Per quanto riguarda la lavorazione della vite, la precisione dovrebbe essere superiore a 1/100, soprattutto nell'eccentricità del profilo rispetto all'asse di rotazione. A questo problema si pone rimedio lavorando le superfici (profilo del dente e accoppiamento dei cuscinetti) senza mai smontare il pezzo dal mandrino. Questa procedura non credo venga eseguita in fase di rettifica in serie perchè costringerebbe a cambiare tipo di mola ad ogni pezzo aumentando di molto sia il tempo di esecuzione sia il costo.
La massima qualità di esecuzione richiederebbe il trattamento di tempra, rettifica (nel modo citato) e cementazione, ma una buona precisione si può ottenere anche solo con la tornitura impiegando acciai legati facili da lavorare e un'angolo di taglio del profilo del dente (utensile fatto a mano) che permetta una lavorazione più dolce e regolare possibile. Per coerenza con l'intenzione di non utilizzare interventi esterni ho scelto di non rettificare i profili ponendo invece la massima cura nella tornitura del pezzo.
Avendo la corona già pronta durante la fase di finitura della vite, si potrebbe verificare (a occhio e a tatto) se l'accoppiamento avviene in modo corretto: se con un'asportazione eccessiva viene ridotta la larghezza del profilo o il diametro della vite, il pezzo non sarà utilizzabile e dovrà essere scartato.
Procediamo con la scelta del motore e del valore di riduzione intermedia ipotizzando di avere una generica corona con diametro 144mm, m=0,8, N=180 visibile nella 2°pagina di questo stesso topic.
La scelta più pratica ed economica non può che essere quella di un motore passo-passo (stepping motor) che può essere a 4 fasi (5 o 6 fili) per quelli più piccoli e a due fasi (4 fili) per quelli più potenti che generalmente posseggono 200passi/giro.
La caratteristica principale di questi motori è di seguire rigorosamente il numero di impulsi dell'oscillatore per cui la regolarità del moto dipende unicamente dalla stabilità della frequenza generata dall'elettronica.
L'acquisto come nuovo è da escludere perchè il prezzo potrebbe anche superarei 100€, mentre nelle fiere di elettronica come quella di Forlì o Faenza se ne possono trovare di usati per circa 5€ (diametro 40-50mm).
Per saggiarne la potenza e lo stato di efficacia dei magneti interni si può tentare di ruotare l'asse liscio prendendolo tra le dita controllando che i fili che fuoriescono non siano in contatto tra loro: si dovrebbe percepire una certa resistenza e il netto scatto tra i passi, se poi si mettono in contatto insieme tutti i terminali, dovrebbe essere impossibile (o quasi) ruotare l'asse a mano. Questo tipo di motori non è adatto a un numero di giri elevato (Max 200 rpm) e la coppia diminuisce quasi proporzionalmente all'aumentare della velocità: 10 o 20 giri/m è il valore più utilizzato per questo impiego, anche tenendo conto che una maggiore velocità richiederebbe una maggiore riduzione intermedia con conseguente complicazione dell'ingranaggeria e maggiore backlash in caso di inversione del moto. Desiderando un minore consumo del motore per montatura portatile è possibile impiegarne uno meno potente con numero di giri più elevato ma poi occorre una maggiore riduzione con gli svantaggi descritti sopra.
Sappiamo che i minuti in un giorno sono 60x24=1440 pari a un giro dell'asse orario se il motore fa 1giro/m quindi, disponendo della corona che abbiamo ipotizzato possedere 180 denti, la riduzione residua da eseguire con ingranaggi cilindrici sarebbe 1440/180=8
L'accoppiamento stretto vite-corona però assorbe gran parte della coppia utile e sarebbe prudente almeno raddoppiare il rapporto di riduzione intermedia (16:1) e il numero dei giri (2rpm) per essere sicuri che la vite abbia una forza sufficiente. Con motori più piccoli (o più deboli) questo rapporto deve essere maggiorato anche più di 10volte.
Avendo il motore 200passi/giro, e avendo portato la velocità a 2rpm il motore in un secondo farà 2x200/60=6,6 passi, pari ad altrettanti impulsi dell'oscillatore in un sec.(Hz).
Il fatto che la frequenza non sia un numero intero, non deve preoccupare perchè il suo valore va comunque finemente trimmerato per farlo coincidere con il giorno siderale che è meno di 24 ore.
Una delle cose tra le più difficili da reperire è la riduzione a ingranaggi cilindrici del valore richiesto, ma essendo la velocità motore aggiustabile a piacere può essere accettato un qualsiasi valore preferibilmente in eccesso che non si discosti troppo (2-4volte superiore).
In conclusione abbiamo ipotizzato un moto orario composto da:
Corona elicoidale D=144, m0,8, N=180
Vitesf m=0,8, d=diametro creatore corona.
Riduzione intermedia a ingranaggi cilindrici=16:1
Stepping motor bipolare 200p/g, velocità operativa=2rpm
Elettronica con frequenza = 6,6Hz
Modifico il post per inserire immagini dei motori acquistabili nelle fiere di elettronica, qualche volta è anche disponibile la corrispondente elettronica driver anche con ingressi di controllo per porta parallela, ma è anche possibile costruirsi una pulsantiera per controllo manuale.
Quello più grosso ha una flangia di 5,5x5,5cm e asse da 6mm è molto potente perchè dell'ultima generazione (versione ibrida) ed è indicato per qualsiasi montatura fino a strumenti da 400mm, dall'etichetta posteriore si legge che l'assorbimento di corrente per fase è di 2,1A, ma questo è il valore a motore fermo, in realtà il valore medio quando in rotazione è inferiore alla metà. Guarda caso il modello è denominato ASTROSYN!
Quello più piccolo nella foto (4x4cm, asse da 5mm) potrebbe essere indicato (per dimensioni e assorbimento di corrente) ad una montatura portatile, ma il modello mostrato ha una concezione interna datata, con scarsa coppia e facile smagnetizzazione nel tempo, infatti si notano differenze di resistenza tra esemplari dello stesso tipo al test di rotazione dell'asse con le dita.
Comunque questi motori di taglia ridotta richiedono riduzioni intermedie più consistenti per poter vincere l'attrito della Vsf, infatti per uno dei primi che circa 25 anni fa mi sono procurato ho dovuto costruire la riduzione di 360:1 che si vede in foto completa di motore. Notare la prima corona che ingrana con il pignone motore (la più veloce) realizzata in fibra per maggiore silenziosità di funzionamento; inoltre (contrariamente ai riduttori commerciali) tutte le distanze interassiali sono registrabili per la massima riduzione del backlash.
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