Použití rotačního senzoru s VEX V5 – Knihovna VEX

Popis

Rotation Sensor je jedním z výkonných senzorů V5, které jsou navrženy pro úplnou integraci s robotickou platformou V5.

Úhlový pohled na rotační senzor V5.

Popis

Rotační senzor je schopen měřit následující hodnoty:

Otočná poloha
Totální rotace
Rychlost otáčení

Poloha otáčení se měří od 0° do 360° s přesností 0,088. Úhel je určen absolutně a neztrácí se, když je robot vypnutý.

Rotace je počet otáček vpřed nebo vzad a lze je podle potřeby vynulovat. Když je robot vypnutý, hodnota rotace se neuloží.

Rychlost hřídele je měřena snímačem ve stupních za sekundu.

Úhlový pohled na rotační senzor V5 s vyobrazenými a popsanými jeho funkcemi. Jeho otvor pro otočnou hřídel o průměru 1/4 a otvor pro montáž šroubu č. 8-32 jsou označeny a na boku jsou označeny dvě kovové vložky hřídele.

Rotační snímač je kompatibilní s hřídelí 1/8” i 1/4” VEX.

Pouzdro tohoto snímače má otvor pro hřídel, který je dimenzován pro 1/4” VEX Shaft. Tento otvor hřídele se může otáčet uvnitř pouzdra snímače.

Pouzdro snímače má také montážní otvor pro šroub, který zcela prochází pouzdrem a pojme šrouby #8-32 pro montáž snímače.

Poznámka: Rotační snímač je dodáván se dvěma kovovými vložkami hřídele, které lze vložit do otvoru hřídele ¼” pro umístění hřídelí ⅛” VEX.

Snímač rotace V5 je vnořen do kusu C-kanálu V5.

Šířka rotačního senzoru umožňuje jeho vnoření do kusu C-Channel.

Je znázorněno připojení rotačního senzoru V5 k V5 Brain pomocí chytrého kabelu.

Aby byl snímač rotace funkční s V5 Robot Brain, je třeba propojit inteligentní port V5 snímače a inteligentní port V5 Robot Brain pomocí kabelu V5 Smart. Rotační senzor bude fungovat s kterýmkoli z 21 inteligentních portů na robotickém mozku V5. Při připojování kabelu V5 Smart Cable k portům se ujistěte, že je konektor kabelu zcela zasunut do portu a zajišťovací jazýček konektoru je zcela zajištěn.

Jak funguje rotační senzor

Poloha náboje rotačního hřídele snímače otáčení se změní na elektrické signály (pomocí snímače Hallova jevu). Vnitřní elektronika snímače převádí tyto signály na výstupní signály, které jsou přijímány jako vstup V5 Brain.

Jak již bylo zmíněno, rotační senzor si bude pamatovat svou rotační polohu od 0 do 360 stupňů, i když je odpojeno napájení. V tomto ohledu to tedy funguje podobně jako 3vodičový potenciometr. Na rozdíl od potenciometru však může také nepřetržitě otáčet a měřit mnoho otáček hřídele jako 3vodičový optický kodér hřídele.

Rotační senzor kombinuje nejlepší vlastnosti 3-vodičových senzorů do aktualizovaného balíčku, který se snadno montuje na konstrukční kov a využívá inteligentní porty V5 Brain.

Rotation Sensor musí být spárován s programovacím jazykem, jako je VEXcode V5 nebo VEXcode Pro V5 aby se vytvořil uživatelský program pro V5 Robot Brain, aby mohl využívat naměřené hodnoty senzoru k řízení chování robota.

V5 Brain ve shodě s uživatelským programem lze použít se senzorem rotace k:

Nastavte polohu snímače otáčení na určený stupeň, například 0 stupňů.
Změřte úhel ve stupních, o který se hřídel pootočila, mezi 0 a 360.
Změřte polohu buď otočením hřídele, nebo celkovým počtem stupňů otočení hřídele.
Změřte otáčky hřídele ve stupních za sekundu (dps) nebo otáčky za minutu (rpm).

Ikona aplikace VEXcode.

Nastavení snímače otáčení

Snímač otáčení je zobrazen vnořený v kusu C-kanálu s hřídelí procházející skrz něj. Hřídel je také připevněna ke kolu, které je monitorováno snímačem otáčení. Je znázorněn chytrý kabel vedoucí od senzoru otáčení, který by se měl připojit k chytrému portu na V5 Brain.

Umístění: Aby byl snímač rotace funkční, musí mít hřídel vloženou otvorem pro hřídel. Ujistěte se, že je senzor bezpečně připevněn pomocí šroubu č. 8-32 skrz jeho montážní otvor.

Zvláštní pozornost by měla být věnována zajištění toho, aby hřídel byla vyrovnána s konstrukčními otvory, ložisky a otvorem hřídele snímače, aby nedošlo k žádnému zablokování, které by bránilo otáčení hřídele.

Čtení hodnot senzoru rotace: Je užitečné použít obrazovku Informace o zařízení (řídicí panel) na V5 Robot Brain, abyste viděli informace, které vrací senzor rotace. To lze provést pomocí senzoru připojeného k mozku pomocí následujících kroků:

Obrazovka Brain se zobrazí v nabídce Domů se zvýrazněnou možností Zařízení.

Odstraňte V5 Brain Magnetic Screen Protector, zapněte Brain a klepněte na ikonu Zařízení.

Obrazovka Brain se zobrazuje v nabídce Informace o zařízení, která obsahuje seznam všech chytrých portů a připojených zařízení Brain. Ikona snímače otáčení v nabídce Informace o zařízení je zvýrazněna, což znamená, že položky lze vybrat a otevřít jejich informační nabídky.

Vyberte ikonu Rotation Sensor na obrazovce Device Info.

Informace o zařízení pro rotační senzor zobrazí úhel otočení hřídele, počet otáček, které hřídel otočil, a rychlost hřídele (rychlost). Výběrem části obrazovky s 'Set Zero' se hodnoty vynulují.

Poznámka: Ujistěte se , že V5 Robot Brain má nejnovější verzi firmwaru

Přidání snímače rotace jako zařízení do VEXcode V5

Kdykoli se senzor používá s programovacím jazykem, musí být v tomto jazyce nakonfigurován. S VEXcode V5 a VEXcode Pro V5je toho dosaženo pomocí funkce 'Přidat zařízení'. Abychom to uvedli jako příklad, následující kroky přidají Rotation Sensor jako zařízení v rámci VEXcode V5.

Panel nástrojů VEXcode V5 se zvýrazněnou ikonou Zařízení mezi ikonami Prohlížeče kódu a Konzole pro tisk.

Vyberte ikonu Zařízení.

Nabídka Zařízení VEXcode V5 se zvýrazněným tlačítkem Přidat zařízení.

Vyberte možnost Přidat zařízení.

Nabídka Zařízení VEXcode V5 po výběru tlačítka Přidat zařízení. Možnost Rotace je zvýrazněna.

Vyberte možnost OTOČENÍ.

Nabídka Zařízení VEXcode V5 se zobrazenou nabídkou Smart Port. První chytrý port je zvýrazněn.

Vyberte inteligentní port, do kterého je zapojen snímač rotace na robotickém mozku V5.

Nabídka Zařízení VEXcode V5 po výběru inteligentního portu a se zobrazenými možnostmi snímače rotace. Tyto možnosti lze použít k přejmenování senzoru a k obrácení směru detekované rotace. Tlačítko Hotovo v pravém dolním rohu je zvýrazněno.

Jakmile je port vybrán, vyberte 'HOTOVO'.

Poznámka: V textovém okně je možné změnit název Rotation Sensor z Rotation1 na jiný název a možnost změnit směr, kterým snímač měří rotaci.

VEXcode V5 se zobrazeným Toolboxem bloků. Kategorie bloků Snímání rotace je nyní k dispozici.

Jakmile bude senzor otáčení přidán do vašeho uživatelského programu, bude k dispozici nová sada příkazů senzoru.

Poznámka: Je rozdíl mezi nastavením 0 na přístrojové desce a nastavením 0 v kódu. Při použití palubní desky je nulová poloha uložena uvnitř snímače otáčení a je udržována při výpadku napájení. Když je v kódu nastavena 0, nebude zachována, když je V5 Brain vypnutý.

Další informace o příkazech z kategorie 'Snímání' týkajících se snímače otáčení naleznete v nápovědě (Blocks project nebo Python project).

Běžná použití snímače otáčení

Panel nástrojů VEXcode V5 s otevřenou nabídkou Soubor a zvýrazněnou možností Otevřít příklady. Otevřít příklady je pátá možnost v nabídce, pod možnostmi Nový blokový projekt, Nový textový projekt, Otevřít a Otevřít nedávné. Vedle snímku obrazovky je zobrazena miniatura ukázkového projektu Rotation Sensing.

Rotační senzor může produkovat měření, která lze použít ke změně chování robota.

Tyto funkce lze použít buď s:

Možnost „Informace o zařízení“ na V5 Robot Brain.
Pomocí vzorového projektu 'Rotation Sensing' nalezeného v možnosti 'Otevřít příklady' v nabídce Soubor VEXcode V5.
Psaní vlastního uživatelského programu pomocí jednoho z programů VEXcode.

Jak již bylo zmíněno, rotační senzor může měřit úhel hřídele, polohu hřídele a rychlost otáčení hřídele. Inteligentní motory V5 mají také vynikající interní enkodéry, které dokážou měřit některé z těchto hodnot.

Nicméně existuje mnoho aplikací, ve kterých může rotační senzor poskytovat další cenné údaje. Obrovskou výhodou může být také schopnost rotačního senzoru poskytovat absolutní hodnotu (hodnotu, která se po vypnutí mozku robota nezmění).

Některé příklady:

Ovládací poloha: Hřídel pro ozubené kolo 84T (krok 32, V5 Clawbot sestavení) nacházející se na rameni V5 Clawbota lze nahradit delší hřídelí , takže rotační senzor lze vložit na hřídel a namontovat na věž Clawbota (kroky 35,36). To umožní mozku V5 vždy znát úhel paže Clawbota.
Poznámka: spodní držák šestihranné matice v kroku 23 bude nutné vyměnit za ploché ložisko aby se do něj vešel montážní otvor snímače otáčení.

Jakmile je senzor na svém místě, studenti mohou být vyzváni, aby použili zpětnou vazbu ze senzoru k pohybu, zastavení a držení ramene V5 Clawbot ve 3 různých výškách, když jsou stisknuta tlačítka na ovladači V5.
Odečet vstupního/výstupního poměru: Dalším skvělým využitím snímače rotace ve třídě je studium ozubeného kola a převodových poměrů. Rotační snímač lze umístit na výstupní hřídel „hnané“ strany převodového poměru ozubené kolo/převod. Poměr přenosu výkonu 1:1 lze použít k zaznamenání očekávané výstupní hodnoty pro rotační senzor, když je motor V5 Smart nastaven na určitý výkon/otáčky pro „hnací“ stranu vstupního hřídele. Potom lze sestavit různé poměry a očekávaný výstup pro poměr lze porovnat s odečtem pro skutečný výstup.

Použití rotačního senzoru na soutěžním robotu

Rotační senzor poskytne konkurenčním robotům vynikající konkurenční výhodu. Schopnost měřit úhel hřídele, polohu a rychlost hřídele poskytne velké množství informací pro řízení chování robota, jako například:

Rychlost setrvačníku: Některé pokročilé konstrukce setrvačníku používají k pohonu setrvačníku rohatkový systém, který hází kouli koule. To se děje tak, že zatímco motor V5 Smart Motor nepřivádí energii na setrvačník, setrvačník se může volně otáčet, aniž by ztrácel energii z odporu motoru. V tomto typu konstrukce může rotační snímač použitý na hřídeli setrvačníku poskytnout dobrou metodu pro měření a řízení jeho rychlosti.
Izolované kolo/rotační senzor: Může nastat případ (tlačení herních figurek nebo jiné faktory), kdy robot může zaznamenat prokluzování hnacího kola. Jakmile začnou prokluzovat kola poháněná inteligentním motorem V5, hodnoty z enkodérů motoru již nejsou platné. V tomto případě lze k podvozku robota přidat izolované všesměrové kolo se snímačem otáčení na jeho hřídeli, aby bylo možné přesně měřit pohyb robota. Je vhodné mít tuto sestavu kola „pružinu“ zatíženou pomocí gumových pásků nebo latexových hadiček. Tato konstrukce umožní měřicímu kolu udržovat odpovídající kontakt s povrchem pole bez zvednutí hnacích kol z podlahy.
Příklad hry: Ve hře VEX Robotics Competition pro roky 2020–2021, Change Up, mohl být rotační senzor umístěn na hřídeli robotovy paže a mohl být naprogramován tak, aby se pohyboval do přesné výšky horní části branek a skóroval. koule.

Bez ohledu na to, pro jakou aplikaci se VEX Rotation Sensor používá, není pochyb o tom, že bude vítaným doplňkem pro týmy. Funkce hodnot senzoru je otevřená fantazii uživatele.

Rotation Sensor je k dispozici na webových stránkách VEX.