Der V5 Smart Motor (11 W) musste perfekt sein, damit V5 erfolgreich war. In die Entwicklung dieses Motors flossen Tausende Stunden an Entwicklung und Analyse ein. Alles muss zusammenarbeiten: Motor, Getriebe, Encoder, modulare Getriebekartusche, Platine, Thermomanagement, Verpackung und Montage. Benutzer können die Richtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position und Drehmomentgrenze des Motors steuern.
Konsistenz ist das A und O. Durch die Software wird die maximale Drehzahl des Motors begrenzt, wodurch nicht nur die Leistung verschiedener Motoren gleichmäßiger wird, sondern der Motor auch unter Last mit maximaler Drehzahl betrieben werden kann. Tatsächlich ist der Motor in der Lage, mit Höchstgeschwindigkeit zu laufen, bis er etwa 60 % der Spitzenleistung (12,75 W) oder 35 % des Stillstandsdrehmoments (2,1 Nm) erreicht.
Der Motor ist außerdem in der Lage, über 30 % des Geschwindigkeitsbereichs mehr als 11 W zu erzeugen, was den VEX Robotics Competition-Teams eine beispiellose Leistung verleiht.
Das interne Getriebedesign des (11 W) V5 Smart Motors muss der gesamten Motorleistung und den Missbräuchen externer Kräfte standhalten, die durch belastete Arme und Roboterimpulse auf den Motor einwirken. Das Getriebe ist unser bisher robustestes. Zur Erhöhung der Festigkeit werden an allen Stellen mit hohem Drehmoment Metallzahnräder verwendet. Für einen reibungslosen und effizienten Betrieb werden an Stellen mit geringer Last und hoher Drehzahl Kunststoffzahnräder eingesetzt. Eine interne Getriebekartusche kann vom Benutzer für Ausgangsübersetzungsverhältnisse von 6:1, 18:1 und 36:1 ausgetauscht werden.
Die Wellenaufnahme des Motors kann sowohl 1/8-Zoll-Antriebswellen als auch 1/4-Zoll-Hochfestigkeitswellen aufnehmen.
Die interne Leiterplatte des Motors verfügt über eine vollständige H-Brücke und einen eigenen Cortex M0-Mikrocontroller zur Messung von Position, Geschwindigkeit, Richtung, Spannung, Strom und Temperatur. Der Mikrocontroller betreibt seine eigene PID (Proportional-Integral-Ableitung) mit Geschwindigkeitsregelung, Positionsregelung, Drehmomentregelung, Feedforward-Verstärkung und Bewegungsplanung, ähnlich wie bei Industrierobotern. PID wird intern im 10-Millisekunden-Takt berechnet. Die PID-Werte des Motors werden von VEX voreingestellt, um eine hervorragende Leistung unter allen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Fortgeschrittene Benutzer können die interne PID umgehen und die direkte Steuerung mit roher, unveränderter PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation) übernehmen. Bei der Rohsteuerung gelten immer noch die gleichen Drehzahlgrenzen, Stromgrenzen und Spannungsmaxima, sodass die Leistung des Motors identisch bleibt.
Die zusätzliche Steuerung des V5 Smart-Motors erfolgt über interne Encoder. Diese messen den Umfang der Drehung der Wellenbuchse. Die Drehung wird in eine Reihe von Schritten oder „Ticks“ unterteilt, die eine Rückmeldung darüber geben, um wie viel sich eine Welle gedreht hat. Die Auflösung des Encoders wird durch das Innenzahnrad des Motors bestimmt. Die Encoderwerte sind in der folgenden Tabelle für jede Getriebekartusche aufgeführt.
„Konstante motorische Leistung ist ein Game Changer“
Eine der einzigartigsten Fähigkeiten des (11 W) V5 Smart Motors ist die völlig konstante Leistung. Der Motor läuft intern mit einer Spannung, die etwas unter der Mindestspannung der Batterie liegt, und die Motorleistung wird auf +/-1 % genau geregelt. Das bedeutet, dass der Motor bei jedem Spiel und jedem autonomen Lauf die gleiche Leistung erbringt, unabhängig von der Batterieladung oder der Motortemperatur.
Der Stallstrom ist auf 2,5 A begrenzt, um die Hitze unter Kontrolle zu halten, ohne die Spitzenleistung zu beeinträchtigen. Durch die Begrenzung des Blockierstroms entfällt die Notwendigkeit automatisch zurücksetzender Sicherungen (PTC-Geräte) im Motor, die zu unbeabsichtigten Motorausfällen führen können. Die 2,5-A-Grenze beseitigt im Wesentlichen den unerwünschten Bereich der Leistungskurve des Motors und stellt sicher, dass Benutzer nicht unbeabsichtigt Stallsituationen herbeiführen. Um sicherzustellen, dass der Motor lange hält, wird schließlich die Innentemperatur überwacht. Wenn sich ein Motor einer unsicheren Temperatur nähert, erhält der Benutzer eine Warnung. Erreicht der Motor seine Temperaturgrenze, wird die Leistung automatisch reduziert, um Schäden zu vermeiden. Der Motor reagiert auf steigende Temperaturen in vier Stufen. Jede Temperaturstufe begrenzt den Motorstrom: Stufe 1 = 50 % Strom, 2 = 25 % Strom, 3 = 12,5 % Strom, 4 = 0 % Strom.
Der Motor berechnet genaue Ausgangsleistung, Effizienz und Drehmoment, sodass der Benutzer jederzeit ein genaues Verständnis der Motorleistung erhält. Position und Winkel werden mit einer Genauigkeit von 0,02 Grad angegeben. Alle diese Daten werden im V5 Motor Dashboard gemeldet und grafisch dargestellt. Weitere Informationen zum Anzeigen des V5-Motor-Dashboards finden Sie in Artikel aus der VEX-Bibliothek.
Die Gewindeeinsätze Nr. 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 werden soll. Dies ermöglicht beispielsweise die Montage des Motors mithilfe von Abstandshaltern. Sollte es zu einem Schaden kommen, gibt es Ersatzteile für den Motor, sodass nicht der gesamte Motor ausgetauscht werden muss, wenn er beschädigt ist. Dazu gehören der V5 Smart Motor-Ersatzdeckel und die V5 Smart Motor #8-32-Gewindeeinsätze.
Schließlich werden die V5 Smart Motor-Anschlüsse zur visuellen Kommunikation mit einer roten LED beleuchtet. Wenn kein rotes Licht leuchtet, bedeutet dies, dass keine Verbindung mit einem eingeschalteten V5 Brain besteht. Ein durchgehend rotes Licht zeigt an, dass eine Verbindung mit einem eingeschalteten V5 Brain hergestellt wurde und es kommuniziert. Ein schnell blinkendes rotes Licht zeigt an, welcher Motor an einen Port angeschlossen ist, der im Geräteinfo-Bildschirm des V5 Brain ausgewählt wurde. Ein langsam blinkendes rotes Licht weist darauf hin, dass ein Kommunikationsfehler vorliegt. Weitere Informationen zur Verwendung des V5 Smart Motor (11 W) finden Sie den folgenden Artikeln aus der VEX-Bibliothek.
| Motorprogrammierung | ||
|---|---|---|
|
Einstellungen Motor.setVelocity() Motor.setTorqueLimit() Motor.setStopping() Motor.setRotation() Motor.setTimeout() |
Aktionen Motor.spin() Motor.rotateTo() Motor.rotateFor() Motor.stop() Erweiterte Optionen Motor.startRotateTo() Motor.startRotateFor() |
Sensing Motor.isDone() Motor.direction() Motor.rotation() Motor.velocity() Motor.current() Motor.power() Motor.torque() Motor.efficiency() Motor.temperature() |
| Technische Daten des V5 Smart Motors (11 W). | Motor 393 + Controller 29 | |
|---|---|---|
| Geschwindigkeit | Ungefähr 100, 200 oder 600 U/min | 120, 160 oder 240 U/min |
| Spitzenleistung | 11 W | 3,93 W |
| Kontinuierliche Leistung | 11 W | 2,70 W |
| Stillstandsdrehmoment (mit 100-RPM-Kartusche) | 2,1 Nm | 1,67 Nm |
| Geringe Batterieleistung | 100 % Leistungsabgabe | 51 % Leistungsabgabe |
| Rückmeldung | Position Geschwindigkeit (berechnet) Strom Spannung Leistung Drehmoment (berechnet) Effizienz (berechnet) Temperatur |
Position1 |
| Encoder | 1800 Ticks/Umdrehung mit 36:1-Gängen 900 Ticks/Umdrehung mit 18:1-Gängen 300 Ticks/Umdrehung mit 6:1-Gängen |
627 Ticks/Umdrehung mit High-Torque-Gängen1 392 Ticks/Umdrehung mit High-Speed-Gängen1 261 Ticks/Umdrehung mit Turbo-Gängen1 |
| Maße | 2,26 Zoll B x 2,82 Zoll L x 1,30 Zoll H 57,3 mm B x 71,6 mm L x 33,0 mm H |
1,97 Zoll B x 2,16 Zoll L x 0,98 Zoll H 50 mm B x 55 mm L x 25 mm H |
| Gewicht | 0,342 Pfund 155 Gramm |
0,209 Pfund Gramm |
1. Für die Motorposition 393 ist der integrierte Motor-Encoder (IME) erforderlich.