V5-Motorübersicht

Funktion

Der V5 Smart Motor ist das Ergebnis tausender Entwicklungs- und Analysestunden zur Perfektionierung der Zahnräder, Encoder, modularen Getriebemodule sowie der Platine, des Wärmemanagements, der Verpackung und der Montage. Dieses durchdachte Design ermöglicht es Benutzern, die Richtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position und das Drehmoment des Motors zu steuern, die die Räder, Arme, Klauen oder andere bewegliche Komponenten des Roboters drehen. Der V5 Smart Motor liefert Feedback-Daten zu Position, Geschwindigkeit, Strom, Spannung, Leistung, Drehmoment, Effizienz und Temperatur.

Verfügt über & Weiterentwicklungen

Integriertes Kontrollsystem

  • Die interne Platine des V5 Smart Motors verwendet eine vollständige H-Brücke und einen eigenen Cortex M0-Mikrocontroller, um Position, Geschwindigkeit, Richtung, Spannung, Strom und Temperatur zu messen. Der Mikrocontroller führt seine eigene PID (Proportional-Integral-Derivative) mit Steuerung von Geschwindigkeit, Position, Drehmoment, Feedforward-Verstärkung und Bewegungsplanung ähnlich wie bei Industrierobotern aus. Die PID wird intern mit einer Rate von 10 Millisekunden berechnet und die PID-Werte werden von VEX für eine konsistente Leistung unter allen Betriebsbedingungen vorab abgestimmt.
  • Benutzer können die PID-Werte des Motors anpassen, um die Leistung eines Motors für fortschrittlichere mechanische Systeme abzustimmen. Fortgeschrittene Benutzer können die interne PID umgehen und die direkte Kontrolle mit roher, unveränderter PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation) übernehmen. PWM hat wie die PID-Regelung immer noch die gleichen Grenzen, die die Leistung des Motors konstant halten.
  • Eine zusätzliche Steuerung des V5 Smart Motors wird durch interne Encoder erreicht. Diese messen den Umfang der Drehung der Wellenbuchse. Die Drehung ist in eine Reihe von Schritten oder „Ticks“ unterteilt, die eine Rückmeldung darüber geben, wie viel sich eine Welle gedreht hat. Die Auflösung des Encoders wird durch die Innenzahnradkassette des Motors bestimmt.
Encoder 1800 Ticks/Umdrehung bei 36:1 Gängen
900 Ticks/Umdrehungen bei 18:1 Gängen
300 Ticks/Umdrehungen bei 6 :1 Gänge
  • Der V5 Smart Motor ist in seiner Leistung absolut konstant. Der Motor läuft intern mit einer etwas niedrigeren Spannung als die Mindestspannung der V5 Roboterbatterie und die Motorleistung wird genau auf +/-1% geregelt. Dies bedeutet, dass der Motor unabhängig von der Ladung des Akkus oder der Temperatur des Motors jedes Mal die gleiche Leistung erbringt.
  • Die Innentemperatur des Motors wird überwacht, um sicherzustellen, dass der Motor hält. Bei Überhitzung des Motors erfolgt eine Warnung. Erreicht der Motor seine Temperaturgrenze, wird die Leistung automatisch reduziert, um Schäden zu vermeiden. Der Motor hat vier Reaktionsstufen auf steigende Temperaturen. Jede Temperaturstufe begrenzt den Motorstrom: Stufe 1 = 50% Strom, 2 = 25% Strom, 3 = 12,5% Strom, 4 = 0% Strom.

Feedback-Daten im Motor-Dashboard

  • Der Motor berechnet genaue Ausgangsleistung, Effizienz und Drehmoment. Es meldet auch seine Position und seinen Winkel mit einer Genauigkeit von 0,02 Grad. Diese Berechnungen und andere Daten werden wie oben gezeigt auf dem Motor-Dashboard des V5 Robot Brain gemeldet und grafisch dargestellt.

Hinweis: Vergewissern Sie sich, dass das im Getrieberahmen des Motorfensters angezeigte Übersetzungsverhältnis der V5 Smart Motor Cartridge entspricht, mit der der Motor gekoppelt ist. Die Übersetzungsanzeige kann durch Berühren des Gears-Rahmens auf dem Touchscreen geändert werden.

  • Die V5 Smart Motor Ports werden mit einer roten LED zur visuellen Kommunikation beleuchtet.
Kein rotes Licht Keine Verbindung mit einem eingeschalteten V5 Brain hergestellt.
Durchgehend rot Es besteht eine Verbindung zu einem V5 Brain, das eingeschaltet ist und kommuniziert.
Schnelles rotes Blinken Zeigt an, welcher Motor mit einem Port verbunden ist, der im Geräteinfo-Bildschirm des V5 Brain ausgewählt wurde.
Blinkt langsam rot Zeigt an, dass ein Kommunikationsfehler vorliegt.
  • Die Gewindeeinsätze #8-32 des Motors können im Motorgehäuse umgedreht werden, sodass sie bündig mit dem Gehäuse abschließen und nicht leicht hervorstehen. Dies ist nützlich, wenn der Motor nicht direkt an einem Stück Metall montiert wird. Dadurch kann der Motor beispielsweise mit Abstandshaltern montiert werden.
  • Es gibt Ersatzteile für den Motor. Dazu gehören der V5 Smart Motor Cap Replacement und die V5 Smart Motor #8-32 Gewindeeinsätze. Teile, die zur Reparatur eines Motors verwendet werden können, damit nicht der gesamte Motor ersetzt werden muss, wenn er beschädigt ist.
  • Die Wellenbuchse des Motors kann einen hochfesten Vierkantzahnradeinsatz aufnehmen.

Wie es die Benutzererfahrung verbessert

  • Abgesehen von der Kontrolle und Beständigkeit, die der V5 Smart Motor bietet, verfügt der Motor über leicht austauschbare Innenzahnradpatronen für Abtriebsübersetzungsverhältnisse von 36:1 (100 U/min) für hohes Drehmoment & niedrige Drehzahl, 18:1 (200 U/min) für die Standardübersetzung für Antriebsstranganwendungen und 6:1 (600 U/min) für & hohe Drehzahl mit niedrigem Drehmoment, was am besten ist für Einzugswalzen, Schwungräder oder andere sich schnell bewegende Mechanismen verwendet. Dadurch sind die V5 Smart Motors schneller als die bisherigen 393 Motoren.Weitere Informationen finden Sie unter: Ändern eine V5 Smart Motor Gear Cartridge.
  • Während der 393-Motor nur 2,7 Watt Dauerleistung beibehielt und eine Spitzenleistung von 3,93 Watt erreichte, verbessern die konstanten 11-Watt-Leistungspegel sowohl während der Spitzen- als auch der Dauerleistung die Stabilität des V5 Smart Motors.
  • Während die Batterie schwach ist, gibt der V5 Smart Motor weiterhin 100 % Leistung ab, im Gegensatz zum 393 Motor, der bei niedrigem Batteriestand auf nur 51 % Leistung reduziert hat. Dies verbessert die Konsistenz des V5 Smart Motors erheblich, insbesondere in Kombination mit anderen zuvor erläuterten Verbesserungen.
  • Wie bereits erläutert, liefert der V5 Smart Motor Feedback-Daten in Bezug auf Position, Geschwindigkeit, Strom, Drehmoment, Temperatur usw. Dies ist eine große Verbesserung gegenüber dem 393-Motor, der nur Feedback in Bezug auf seine Position lieferte. Das Feedback-System des V5 Smart Motors liefert einem Benutzer die Informationen, die er benötigt, um dann seinen Roboter und sein Programm zu iterieren. Dies sind wertvolle Lernmöglichkeiten für neue Robotikstudenten, die diese Faktoren dann in ihren Designs berücksichtigen können, und für erfahrenere Robotikstudenten, die die Beziehungen und Dynamiken innerhalb der Motorfunktion visuell sehen können.