Automatisch 'rolgordijn' voor Halloween

Voor de komende Halloween (beetje eerder begonnen dit jaar) wil ik iets maken waarvoor ik een bedrukt backdrop (podium) doek van 135x250cm (bxh) met een snelheid van tenminste 30cm/s naar beneden wil laten afrollen en (eventueel langzamer) weer oprollen, bestuurd via een Arduino.

Aangezien het een metalen valkhek moet gaan voorstellen zou het afrollen ook nog wel een stuk sneller mogen gaan maar 30cm/s is in ieder geval de ondergrens.

Het doek weegt 215gr/m2 of eventueel 250gr/m2 voor een zwaardere kwaliteit. Ik ga er echter grofweg de helft aan materiaal uitknippen dus het doek zal netto eerder maximaal 125gr/m2 wegen ofwel 1.35x2.5x125x250= 168gram.

Misschien dat ik de punten aan de onderkant nog verstevig en verzwaar door er iets achter te plakken maar laten we zeggen dat het geheel uiteindelijk zeker niet meer dan 500gram zal wegen.

De kant-en-klare gemotoriseerde rolgordijnen zijn relatief prijzig en rollen volgens mij een stuk trager af dan de minimaal gewenste 30cm/s met de daarbij horende buizen (meestal 32mm diameter). En dan moet ik ze ook nog zien aan te sturen met de Arduino, wat ook weer geld gaat kosten.

Vorig jaar heb ik met veel succes ruitenwissermotoren gebruikt voor andere projecten. Die hebben enorm veel koppel en locken in positie alleen de rpm is nogal laag, iets van 60rpm ofwel 1rps wat resulteert in een afrolsnelheid van zo'n 6cm/s. Dat zou ik kunnen oplossen door een grotere buisdiameter van minstens 10cm te gebruiken maar dat maakt het opslaan weer wat lastiger, de vliering is al tot de nok toe gevuld.

Als ik de buisdiameter tot 3cm wil beperken heb ik dus een motor nodig die met voldoende koppel tenminste 3rps = 180rpm haalt.

Bij dit alles komt nog dat ik het doek op een vrij exacte hoogte (net boven de grond) wil laten stoppen. Ik wil liever niet een (bijvoorbeeld optische) sensor hebben die het doek zelf detecteert omdat ik betwijfel of dat erg betrouwbaar te krijgen is bij een vrij hangend doek en geleiders installeren is wat onpraktisch voor een zeer tijdelijke (1 of 2 dagen) opstelling als deze.

De positionering puur laten afhangen van timing lijkt me ook erg onbetrouwbaar, na een aantal keer op- en afrollen gaat dat vast verschuiven.

Het hele mechanisme moet liefst ook niet breder zijn dan 10cm.

Ik kwam daarom uit op twee mogelijkheden:

  • Stappenmotor
  • Motor met rotatieencoder

Wat betreft de stappenmotor is het me nog niet gelukt om er achter te komen of die er betaalbaar zijn met de gewenste specs. Het zoeken valt niet erg mee als je niet thuis bent in die wereld. Met name de rpm is voor mij een vraagteken maar ook qua koppel vind ik het wat lastig.

De motor met rotatieencoder leek me ook wel een aardige oplossing, misschien zoiets als deze:

https://www.aliexpress.com/item/32977198787.html?gatewayAdapt=glo2nld

EDIT: 'Plaats in bericht' van geuploade afbeelding geeft foutmelding na Posten

met afhankelijk van de versie deze specs:

EDIT: 'Plaats in bericht' van geuploade geeft foutmelding na Posten

Dat is bijna hetzelfde als de ruitenwissermotoren die ik al heb gebruikt maar met een andere vertraging met minder koppel maar hogere rpm en een encoder output.

Wat zou de 'beste' oplossing zijn? Bovengenoemde motor met encoder? Is zo'n motor dichter bij huis ook te krijgen voor een redelijk prijs? Of kan het hele mechanisme nog eenvoudiger, goedkoper kortom beter?

Ik zoek in ieder geval iets dat niet te duur is (max 30 Euro voor de motor), de gewenste afrolsnelheid van 30cm/s bij een buis van 3cm diameter haalt en die een redelijke nauwkeurige (<1cm) stoppositie die niet verloopt bij het afrollen toelaat.

Zomaar een eerste losse bedenking: als vooral het afrollen snel moet gaan, terwijl het oprollen trager mag, kan dat afrollen dan niet per zwaartekracht gebeuren? Doek onderaan flink verzwaren, bv. met een eind buis in een naad, en om te dalen enkel een palletje trekken met een solenoid. Oprollen met een ratelwiel.

Missschien een buismotor van een markies (zonnewering). Daar zitten 2 eindschakelaars in, die het aantal slagen tellen. Er zijn eer veel gebruikt te koop.

Hoe werkt dat oprollen met een ratelwiel? Het moet wel volautomatisch gemotoriseerd gaan.

Die buismotoren halen volgens mij nooit de gewenste minimale afrolsnelheid van 30cm/s, of vergis ik me daarin? Afgezien daarvan zou tweedehands wel een optie kunnen zijn, niet aan gedacht.

[Bericht gewijzigd door Delphium op (52%)]

Op 17 april 2023 14:30:12 schreef Delphium:
Hoe werkt dat oprollen met een ratelwiel?

Kijk eens: https://nl.wikipedia.org/wiki/Ratel_(mechanisme)
De motor drijft het ratelwiel(1) aan voor de "omhoog"beweging.
Om omlaag te gaan trekt een solenoide het palletje (2) weg.

Dan moet die motor wel 'vrijlopen' als hij niet bekrachtigd wordt. Gaat dat uberhaupt lukken met een motor incl vertraging die voldoende koppel heeft om het doek op te hijsen? Anders zou ik geen ratel moeten gebruiken maar een frictiekoppeling tussen de motor en de buis met opnieuw een solenoid om de koppeling tot stand te brengen of te verbreken.

Denk ook dat het op een exacte hoogte laten stoppen van het afrollen hier wat lastig mee wordt. Het geeft natuurlijk wel het ultiem val-effect, steeds sneller onder de zwaartekracht totdat het hek in een keer tot stilstand komt (al zal de rol een en ander misschien wel flink afremmen, tenzij het doek echt flink wordt verzwaard).

ik denk zomaar aan een stroombegrenzing.

Ofwel inderdaad een verzwaringvan het gordijn met een alu of stalen pijpje erin.

Dan zorg je bovenin voor een gleuf waar het goedijn doorheen draait (stevig). Een soort van fairlead?

en daar trek je die pijp tegenaan.

dus hij rolt af, maar in dezelfde richting weer op tot het pijpje de fairlead raakt en dan loopt de stroom op. Dan keer je de motor om en herhaalt het recept zich.

veel simpeler kan ik het niet maken....

Blijkbaar zijn er wel buismotoren die redelijk snel gaan (15rpm):

EDIT: Oeps. 15rpm is 0.25rps. Dat zou veel te traag zijn met een buis van 30mm diameter. Minimaal benodigde rpm is 180rpm bij die diameter.

https://www.rolluikonderdeel.nl/brel-buismotor-40nm-15rpm-45mr40.html

Nieuw in ieder geval wel veel te duur. Ander puntje is dat buismotoren voorzover ik heb gezien meestal op 230V werken, ik hou het voor deze toepassing (zeer tijdelijke installatie) liever op 12V ivm veiligheid en aansturing door Arduino.

[Bericht gewijzigd door Delphium op (18%)]

@High met Henk

Daarmee is er nog geen oplossing voor de stoppostie onderaan en die is juist het meest cruciaal.

Verder zou het ook wel aardig zijn als het 'valhek' niet helemaal uit beeld verdwijnt maar de onderkant het valhek in opgehesen positie zichtbaar blijft door de 'gemetselde poort' (nog een bedrukte backdrop die er voor komt te hangen). Laten stoppen door zo'n gleuf werkt dan niet.

Op 17 april 2023 15:11:56 schreef Delphium:
@High met Henk

Daarmee is er nog geen oplossing voor de stoppostie onderaan en die is juist het meest cruciaal.

Verder zou het ook wel aardig zijn als het 'valhek' niet helemaal uit beeld verdwijnt maar de onderkant het valhek in opgehesen positie zichtbaar blijft door de 'gemetselde poort' (nog een bedrukte backdrop die er voor komt te hangen). Laten stoppen door zo'n gleuf werkt dan niet.

Als de ruimte hoog genoeg is, zou je ook zonder oprollen het doek omhoog kunnen trekken en zodra nodig laten schieten. Het vallen gaat dan in elk geval heel snel.

Nee, die ruimte is er niet. Ook naar achteren trekken langs het plafond is geen optie. Het zal echt moeten worden opgerold.

Als de ruimte erboven wel was geweest was het trouwens nog mooier geweest om bedrukt plaatmateriaal te gebruik ipv doek (afgezien van de opslagproblemen die dat met zich meebrengt).

Ik realiseer me wel steeds meer dat een behoorlijke valsnelheid een en ander misschien wel leuker zou maken. Die 30cm/s is wat dat betreft echt een absolute ondergrens, leuke zou zijn als het hele doek de volle ruim 2m valt in 1 seconde. Mooie sample met ratelgeluid en een flink knal van metaal op steen op het eind erbij en het is net echt.

Dan maak je toch een mechanische eindaanslag?
Zoals reeds eerder aangedragen: flink eind metalen buis onderin het doek, maar iets breder. En de beide uitstekende einden dalen/vallen op iets (steen? metaal?) dat het gewenste geluid geeft EN bepaalt hoe diep de boel kan vallen. Simpeler wordt het niet.

Op 17 april 2023 15:29:08 schreef Delphium:
Als de ruimte erboven wel was geweest was het trouwens nog mooier geweest om bedrukt plaatmateriaal te gebruik ipv doek (afgezien van de opslagproblemen die dat met zich meebrengt).

Je had het over een soort poort. Als daar mensen onder door lopen zijn vallende voorwerpen helemaal tricky. Zelfs een gewicht van een paar honderd gram kan al letsel opleveren als je geen helm draagt.
Plaatmateriaal lijkt me gezien het gewicht helemaal uit den boze.
Kun je niets doen met een zgn Hazer en projectie?

@Paulinha_B

Ik zie niet hoe een mechanische eindaanslag voor de maximale afrolpositie kan werken. Die metalen buis komt dan tegen de vloer aan maar kan niet voorkomen dat het gordijn verder afrolt (of opnieuw oprolt als de buis blijft doordraaien).

tja, of een ouderwetse simpele spindel schakelaar.

Ofwel een draadeind (spindel eraan met bijv een schroefdraad van 1.5mm als een omwenteling dan bijv 10 cm is, verplaatst de moer 1.5 mm.

om 2 meter te overbruggen reist de moer slechts 30 mm. kun je daar 2 schakelaars op maken. Kunnen mechanische schakelaars zijn of licht schakelaars.

@buzzy

Er zal niemand onder de poort doorlopen. Die staat in de gang zo'n anderhalve meter achter de voordeur, de toeschouwers blijven buiten op de stoep.

Achter het metselwerk met valhek zal via een Pepper's Ghost projectie een geraamte in beeld komen dat vervolgens zijn hand uitstrekt en naar de toeschouwer wijst, zijn kaken opent en vervolgens een of andere eng hissend geluid maakt. Daarna verdwijnt hij weer langzaam uit beeld.

Het valhek zal ergens in die cyclus omhoog en weer omlaag gaan. Het heeft behalve een puur decoratieve functie ook een functie als afleiding om te voorkomen dat men te goed gaat kijken en ziet hoe die projectie werkt (al is dat in het ideale geval sowieso totaal niet te zien).

De gemetselde poort verbergt ook meteen het grootste deel van het raamwerk waar de folie overheen wordt gespannen (dat raamwerk loopt van want tot wand en van vloer to plafond). Dat wordt van die krimpfolie die wordt gebruikt als een soort dubbele beglazing en die je strak kunt laten trekken met een fohn. Schijnt redelijk goed te werken voor deze truuk. Alternatief is een plaat plexiglas maar ik ga eerste de folie proberen.

@High met Henk

Die spindelschakelaar is wel een interessant idee, is het niet voor deze toepassing dan moet ik hem toch zeker onthouden voor een eventueel volgend project. Mechanisch wel iets uitdagender en daar ben ik niet zo goed in. Elektronica en eigenlijk vooral software is meer mijn terrein.

Vraag me wel af hoe nauwkeurig dat wordt, al zou je misschien een tandwielset kunnen gebruiken om een tweede as met daarop die spindelschakelaar bijvoorbeeld 10x zo snel te laten ronddraaien?

Ik kan me ook voorstellen dat je een draadeind laat draaien door een vaststaande moer en dat je op dat draadeind een uitstekend 'vlaggetje' zet dat dus mee ronddraait, 360 graden rondom de as terwijl de hele as dan met iedere omwenteling 1.5mm verschuift.

De stoppositie zou je dan kunnen instellen door de schakelaar waartegen die ronddraaiende vlag aankomt te verschuiven in de lengterichting van de as voor de grove afstelling en te roteren rondom de as voor de fijne afstelling. Zolang je nog niet in de buurt bent draait dat vlaggetje rond de as maar als je vlak bij de schakelaar komt zal hij op gegeven moment tijdens het ronddraaien de schakelaar raken.

Wel een interessante oplossing maar mechanisch gezien misschien wat ingewikkeld. Ergens lijkt het wel veel op het uitlezen van een encoder op een motoras en een Arduino heb ik sowieso nodig dus dat zou voor mij misschien wel wat makkelijker zijn.

Is zo'n spindelschakelaar ook wat wordt gebruikt in buismotoren/zonwering om de eindstand(en) in te stellen?

Vraag me af of die twee varianten van mij ook in de praktijk worden toegepast. In ieder geval weer wat geleerd vandaag.

anwoord daarop is keihard JA

wij gebruiken ze ook voor lieren.

Ik weet niet waar je woont, wellicht heb ik wel iets liggen

"anwoord daarop is keihard JA" gaat neem ik aan over mijn vraag of spindelschakelaars ook worden gebruikt in buismotoren/zonwering?

Interessant dat alle voorstellen tot nu toe over mechanische oplossingen gaan. Dat heeft natuurlijk ook wel zo zijn voordelen vwb betrouwbaarheid, je bent niet afhankelijk van het bijhouden van een relatieve positie in software (die bijvoorbeeld ook kan crashen).

Maar is er nog iemand die iets vindt van de oplossing met een motor met ingebouwde encoder?

Ik zou ergens ook liever een absolute plaatsbepaling hebben maar afgezien daarvan lijkt het me wel een nauwkeurige en betrouwbare methode en voor iemand als ik die meer van de software is misschien ook makkelijker. En voor zo'n tijdelijke opstelling als dit is calibreren van de positie ook weer niet zo'n punt, dat moet toch op zijn minst eenmalig bij het opzetten.

@High met Henk

Ik geloof dat ik ruim meer dan een uur van je af woon met de auto maar ik moet sowieso eerst nog eens goed nadenken hierover. Maar in elk geval alvast heel erg bedankt.

Op 17 april 2023 15:57:27 schreef Delphium:
Ik zie niet hoe een mechanische eindaanslag voor de maximale afrolpositie kan werken.

maak even verderop "buiten beeld" een draadje dat OPROLT als het doek afrolt. Maak een ring aan een schakelaar en laat in de uiterste stand het uiteinde van de oproldraad de ring/schakelaar activeren.

Zoek eens op 'snelloopdeur' dat zijn industriele snel lopende roldeuren.

@rew

Ik had al vaag over zoiets zitten denken maar had nog geen plaatje van hoe dat dan precies zou moeten, maar zoals jij het nu beschrijft is het me ineens duidelijk. Lijk inderdaad ook een goede en simpele optie.

Misschien kan ik ook een draad onderaan het scherm bevestigen en die mee laten oprollen als beveiliging tegen te ver oprollen. Denk dat zo'n soort beveiliging wel handig is, zo'n wormwielmotor (zelfs deze met 3x de rpm van mijn ruitenwissermotors) heeft genoeg koppel om dingen aan gort te trekken mocht ik het doek aan de onderkant bij de punten verstevigen en er niet genoeg ruimte zijn boven de buis om dat verstevigde deel rond te laten draaien.

Maar misschien moet ik er gewoon voor zorgen dat die ruimte er wel is, dan kan er ook niks kapot getrokken worden. Behalve natuurlijk die draad die de andere kant oprolt voor de benedenstop |:( . Maar dat is minder erg dan het doek beschadigen. Misschien ook maar geen al te sterke draad gebruiken.

Ander idee dat ik had tegen te ver omhoog hijsen is een IR proximity sensor vlak onder de buis en daar (direct zonder Arduino ertussen want die kan crashen) een mosfet mee schakelen waarmee ik de omhooghijsrichting kan blokkeren als die geen doek ziet (of de IR LED loshalen en er een gate van maken, al weet ik niet of dat in dit specifieke geval robuuster is dan hem gewoon als proximity sensor gebruiken). Of anders een rolhefboom schakelaar. Of alle drie de methoden voor super redundancy 8)7 .

Tijd om te experimenteren. Denk dat ik gewoon die motor van Aliexpress bestel, hij heeft volgens mij in ieder geval voldoende rpm en koppel en die encoder hoef ik niet te gebruiken als het niet nodig is.

@Delphium,

Misschien is dit een idee voor de positionering.

https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/61

En een ruitenwissermotor kun je best op een hogere spanning laten lopen zonder dat hij stuk gaat.

Op 17 april 2023 15:57:27 schreef Delphium:
Ik zie niet hoe een mechanische eindaanslag voor de maximale afrolpositie kan werken.

Gewoon zorgen dat het doek precies de goede lengte heeft en dus helemaal afgerold is als de buis de vloer raakt?