Επισκόπηση κινητήρα V5

Λειτουργία

Ο έξυπνος κινητήρας V5 είναι το προϊόν χιλιάδων ωρών μηχανικής και ανάλυσης που αποσκοπούν στην τελειοποίηση των γραναζιών, των κωδικοποιητών, των αρθρωτών κασετών γραναζιών, καθώς και της πλακέτας κυκλώματος, της θερμικής διαχείρισης, της συσκευασίας και της τοποθέτησης. Αυτός ο προσεγμένος σχεδιασμός επιτρέπει στους χρήστες να ελέγχουν την κατεύθυνση, την ταχύτητα, την επιτάχυνση, τη θέση και τη ροπή του κινητήρα που περιστρέφουν τους τροχούς, τους βραχίονες, τα νύχια ή οποιοδήποτε κινητό εξάρτημα του ρομπότ. Ο έξυπνος κινητήρας V5 παρέχει δεδομένα ανατροφοδότησης σχετικά με τη θέση, την ταχύτητα, το ρεύμα, την τάση, την ισχύ, τη ροπή, την απόδοση και τη θερμοκρασία του. 

Χαρακτηριστικά & βελτιώσεις

Ολοκληρωμένο Σύστημα Ελέγχου

• Η εσωτερική πλακέτα κυκλώματος του V5 Smart Motor χρησιμοποιεί μια πλήρη γέφυρα H και τον δικό της μικροελεγκτή Cortex M0 για τη μέτρηση της θέσης, της ταχύτητας, της κατεύθυνσης, της τάσης, του ρεύματος και της θερμοκρασίας. Ο μικροελεγκτής εκτελεί το δικό του PID (αναλογικό-ολοκληρωτικό-παράγωγο) με έλεγχο της ταχύτητας, της θέσης, της ροπής, του κέρδους προς τα εμπρός και του σχεδιασμού κίνησης παρόμοια με τα βιομηχανικά ρομπότ. Το PID υπολογίζεται εσωτερικά με ρυθμό 10 χιλιοστών του δευτερολέπτου και οι τιμές PID είναι προρυθμισμένες από το VEX για συνεπή απόδοση σε όλες τις συνθήκες λειτουργίας. 
• Οι χρήστες μπορούν να προσαρμόσουν τις τιμές PID του κινητήρα για να συντονίσουν την απόδοση ενός κινητήρα για πιο προηγμένα μηχανικά συστήματα. Οι προχωρημένοι χρήστες μπορούν να παρακάμψουν το εσωτερικό PID και να αναλάβουν τον άμεσο έλεγχο με ακατέργαστο, αμετάβλητο έλεγχο PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού). Το PWM, όπως και ο έλεγχος PID, εξακολουθεί να έχει τα ίδια όρια που διατηρούν την απόδοση του κινητήρα σταθερή.
• Ο πρόσθετος έλεγχος του κινητήρα V5 Smart επιτυγχάνεται μέσω εσωτερικών κωδικοποιητών. Αυτά μετρούν την ποσότητα περιστροφής της υποδοχής του άξονα. Η περιστροφή χωρίζεται σε έναν αριθμό βημάτων ή «τικ» που παρέχουν ανατροφοδότηση ως προς το πόσο έχει περιστραφεί ένας άξονας. Η ανάλυση του κωδικοποιητή καθορίζεται από το εσωτερικό φυσίγγιο γραναζιών του κινητήρα.

• Ο κινητήρας V5 Smart Motor είναι απόλυτα συνεπής στην απόδοσή του. Ο κινητήρας λειτουργεί εσωτερικά με ελαφρώς χαμηλότερη τάση από την ελάχιστη τάση της μπαταρίας ρομπότ V5 και η ισχύς του κινητήρα ελέγχεται με ακρίβεια στο +/-1%. Αυτό σημαίνει ότι ο κινητήρας θα αποδίδει το ίδιο κάθε φορά, ανεξάρτητα από τη φόρτιση της μπαταρίας ή τη θερμοκρασία του κινητήρα.
• Η εσωτερική θερμοκρασία του κινητήρα παρακολουθείται για να διασφαλιστεί η μακροζωία του. Εάν ο κινητήρας αρχίσει να υπερθερμαίνεται, υπάρχει μια προειδοποίηση. Εάν ο κινητήρας φτάσει στο όριο θερμοκρασίας του, η απόδοση μειώνεται αυτόματα για να διασφαλιστεί ότι δεν θα προκληθεί ζημιά. Ο κινητήρας έχει τέσσερα επίπεδα απόκρισης στις αυξανόμενες θερμοκρασίες. Κάθε επίπεδο θερμοκρασίας περιορίζει το ρεύμα του κινητήρα: επίπεδο 1 = 50% ρεύμα, 2 = 25% ρεύμα, 3 = 12,5% ρεύμα, 4 = 0% ρεύμα.

Δεδομένα ανατροφοδότησης στον πίνακα ελέγχου κινητήρα

• Ο κινητήρας υπολογίζει με ακρίβεια την ισχύ εξόδου, την απόδοση και τη ροπή. Αναφέρει επίσης τη θέση και τη γωνία του με ακρίβεια 0,02 μοιρών. Αυτοί οι υπολογισμοί και άλλα δεδομένα αναφέρονται και απεικονίζονται γραφικά στον πίνακα ελέγχου του κινητήρα του V5 Robot Brain, όπως φαίνεται παραπάνω.

Σημείωση:Βεβαιωθείτε ότι η σχέση μετάδοσης που εμφανίζεται στο πλαίσιο Gears του παραθύρου του κινητήρα ταιριάζει με την κασέτα V5 Smart Motor Cartridge με την οποία είναι συζευγμένος ο κινητήρας. Η ένδειξη σχέσης μετάδοσης μπορεί να αλλάξει αγγίζοντας το πλαίσιο Gears (Γρανάζια) στην οθόνη αφής.

• Οι θύρες του V5 Smart Motor φωτίζονται με ένα κόκκινο LED για οπτική επικοινωνία.

• Τα ένθετα με σπείρωμα #8-32 του κινητήρα μπορούν να αναποδογυριστούν στο περίβλημα του κινητήρα και αυτό θα τα κάνει να ευθυγραμμιστούν με το περίβλημα αντί να προεξέχουν ελαφρώς. Αυτό είναι χρήσιμο όταν ο κινητήρας δεν πρόκειται να τοποθετηθεί απευθείας σε ένα κομμάτι δομικού μετάλλου. Για παράδειγμα, αυτό θα επιτρέψει την τοποθέτηση του κινητήρα χρησιμοποιώντας προεξοχές.
• Υπάρχουν ανταλλακτικά για τον κινητήρα. Αυτά περιλαμβάνουν το ανταλλακτικό καπάκι κινητήρα V5 Smart και τα ένθετα με σπείρωμα V5 Smart Motor #8-32. Ανταλλακτικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επισκευή ενός κινητήρα, ώστε να μην χρειάζεται αντικατάσταση ολόκληρου του κινητήρα όταν έχει υποστεί ζημιά. 
• Η υποδοχή του άξονα του κινητήρα μπορεί να φιλοξενήσει ένα ένθετο τετραγωνικού γραναζιού υψηλής αντοχής.

Πώς βελτιώνει την εμπειρία χρήστη

• Εκτός από τον έλεγχο και τη σταθερότητα που παρέχει ο κινητήρας V5 Smart, ο κινητήρας διαθέτει εύκολα αντικαταστάσιμες εσωτερικές κασέτες γραναζιών για σχέσεις μετάδοσης εξόδου 36:1 (100 σ.α.λ.) για υψηλή ροπή & σε χαμηλή ταχύτητα, 18:1 (200 σ.α.λ.) για τυπική σχέση μετάδοσης για εφαρμογές συστήματος μετάδοσης κίνησης και 6:1 (600 σ.α.λ.) για χαμηλή ροπή & σε υψηλή ταχύτητα, η οποία χρησιμοποιείται καλύτερα για κυλίνδρους εισαγωγής, σφόνδυλους ή άλλους μηχανισμούς ταχείας κίνησης. Αυτό καθιστά τους V5 Smart Motors ταχύτερους από τους προηγούμενους 393 Motors. Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στις οδηγίες: Πώς να αλλάξετε ένα φυσίγγιο γραναζιού V5 Smart Motor.
• Ενώ ο κινητήρας 393 διατήρησε μόνο 2,7 watt συνεχούς ισχύος και έφτασε στο μέγιστο των 3,93 watt, τα σταθερά επίπεδα ισχύος 11 watt τόσο κατά τη διάρκεια της μέγιστης όσο και κατά τη διάρκεια της συνεχούς απόδοσης ενισχύουν τη σταθερότητα του V5 Smart Motor. 
• Ενώ η μπαταρία είναι χαμηλή, ο κινητήρας V5 Smart Motor συνεχίζει να αποδίδει 100% ισχύ, σε αντίθεση με τον κινητήρα 393 που μείωσε την ισχύ του μόνο στο 51% υπό συνθήκες χαμηλής μπαταρίας. Αυτό βελτιώνει σημαντικά τη σταθερότητα του V5 Smart Motor, ειδικά σε συνδυασμό με άλλες βελτιώσεις που εξηγήθηκαν προηγουμένως.
• Όπως εξηγήθηκε προηγουμένως, ο έξυπνος κινητήρας V5 παρέχει δεδομένα ανατροφοδότησης σχετικά με τη θέση, την ταχύτητα, το ρεύμα, τη ροπή, τη θερμοκρασία κ.λπ. Αυτή είναι μια μεγάλη βελτίωση σε σχέση με τον κινητήρα 393 που παρείχε μόνο ανατροφοδότηση σχετικά με τη θέση του. Το σύστημα ανατροφοδότησης του V5 Smart Motor παρέχει στον χρήστη τις πληροφορίες που χρειάζεται για να επαναλάβει τη διαδικασία στο ρομπότ και το πρόγραμμά του. Αυτές αποτελούν πολύτιμες μαθησιακές ευκαιρίες για νέους φοιτητές ρομποτικής, οι οποίοι μπορούν στη συνέχεια να λάβουν υπόψη αυτούς τους παράγοντες στα σχέδιά τους, καθώς και για πιο έμπειρους φοιτητές ρομποτικής, οι οποίοι μπορούν να δουν οπτικά τις σχέσεις και τη δυναμική εντός της λειτουργίας του κινητήρα.