Περιγραφή
Το ποτενσιόμετρο είναι ένας αισθητήρας που χρησιμοποιεί μια μεταβλητή αντίσταση για να μετρήσει τη γωνιακή περιστροφή (έως 265o) ενός άξονα. Είναι ένας από τους αισθητήρες της σειράς 3-Wire.
Το ποτενσιόμετρο έχει σχεδιαστεί με μια «οπή D» στο κέντρο του. Αυτό επιτρέπει την εισαγωγή ενός τετράγωνου άξονα μέσα από την οπή και την αλλαγή της θέσης του κέντρου του αισθητήρα καθώς περιστρέφεται ο άξονας.
Το περίβλημα του αισθητήρα διαθέτει δύο υποδοχές τόξου στήριξης, οι οποίες επιτρέπουν τη μικρορύθμιση της θέσης του ποτενσιόμετρου έως και 90o αφού έχει τοποθετηθεί στη δομή του ρομπότ, όπως φαίνεται στην παρακάτω κινούμενη εικόνα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί χαλαρώνοντας τις βίδες στερέωσης, ρυθμίζοντας τον αισθητήρα και στη συνέχεια σφίγγοντας ξανά τις βίδες.
Οι αισθητήρες 3 καλωδίων είναι συμβατοί με τον εγκέφαλο ρομπότ V5 ή τον φλοιό. Το καλώδιο του αισθητήρα μπορεί να επεκταθεί χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο επέκτασης 3 συρμάτων.
Για να λειτουργήσει το Ποτενσιόμετρο με το V5 Brain, το καλώδιο αισθητήρα πρέπει να εισαχθεί σε μια θύραV5 Brain.
Το ποτενσιόμετρο διατίθεται στο κιτ αισθητήρα Advance μπορεί να αγοραστεί ως συσκευασία των 2 εδώ.
| Ποτενσιόμετρο | Το καλώδιο του αισθητήρα έχει εισαχθεί πλήρως |
|---|---|
Πώς λειτουργεί το ποτενσιόμετρο
Το ποτενσιόμετρο λειτουργεί κάνοντας την μεταβλητή αντίσταση να αλλάζει την τιμή της καθώς ένας άξονας περιστρέφει τον κεντρικό κόμβο του αισθητήρα. Αυτή η αλλαγή στην αντίσταση τροποποιεί το σήμα εξόδου του εγκεφάλου V5. Το επιστρεφόμενο σήμα εισόδου θα έχει διαφορετική τάση. Ο εγκέφαλος V5 σε συνεργασία με ένα πρόγραμμα χρήστη μπορεί να μετατρέψει αυτήν την αλλαγή στην τάση σε ποσοστό περιστροφής γωνίας άξονα ή σε μοίρες περιστροφής άξονα. Αυτή η μέτρηση μπορεί να ανιχνεύσει είτε αύξηση είτε μείωση της τιμής.
Ένα πλεονέκτημα του ποτενσιόμετρου είναι ότι θα επιστρέψει την ίδια ένδειξη ακόμα κι αν ο εγκέφαλος V5 είναι απενεργοποιημένος και στη συνέχεια ενεργοποιημένος ξανά. Εάν ο άξονας περιστρέφεται ενώ ο εγκέφαλος είναι απενεργοποιημένος, η τιμή που επιστρέφει το ποτενσιόμετρο θα είναι η ίδια σαν να ήταν ενεργοποιημένος ο εγκέφαλος καθ' όλη τη διάρκεια. Με άλλα λόγια, το Ποτενσιόμετρο θα επιστρέφει πάντα μια τιμή που εξαρτάται από τη θέση του κεντρικού του κόμβου. Αυτό είναι σε αντίθεση με τον κωδικοποιητή οπτικού άξονα που χάνει την ανάγνωσή του κάθε φορά που ο εγκέφαλος απενεργοποιείται.
Το ποτενσιόμετρο πρέπει να συνδυαστεί με μια γλώσσα προγραμματισμού όπως η VEXcode V5ή η VEXcode Pro V5, για να δημιουργηθεί ένα πρόγραμμα χρήστη για τον εγκέφαλο, ώστε να χρησιμοποιεί την αλλαγή στην τάση σήματος για τον έλεγχο της συμπεριφοράς του ρομπότ.
Ο κεντρικός κόμβος του ποτενσιόμετρου μπορεί να περιστραφεί από έναν άξονα 265o. Αυτό καθιστά τον αισθητήρα ιδανικό για τη μέτρηση ενός άξονα που έχει περιορισμένη περιστροφή, όπως ένας άξονας βραχίονα ή ένας άξονας με λαβή.
Μην πιέζετε το ποτενσιόμετρο να περιστραφεί πέρα από τα 265o. Εάν ο κεντρικός κόμβος πιεστεί, τα εσωτερικά στοπ του αισθητήρα μπορεί να σπάσουν, επιτρέποντας στον κόμβο να περιστραφεί ελεύθερα. Εάν συμβεί αυτό, ο αισθητήρας θα πρέπει να ανακυκλωθεί/απορριφθεί, επειδή οι τιμές του δεν θα είναι αληθείς.
Το εύρος μέτρησης του ποτενσιόμετρου μπορεί να επεκταθεί τοποθετώντας το στον κινούμενο άξονα μιας σχέσης μετάδοσης «ροπής» και μετρώντας τον άξονα στην πλευρά κίνησης της σχέσης. Ωστόσο, εάν χρησιμοποιηθεί αυτή η μέθοδος, η ανάλυση των τιμών του αισθητήρα δεν θα είναι τόσο μεγάλη.
Εάν ένας άξονας περιστρέφεται ελεύθερα, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας κωδικοποιητής οπτικού άξονα για τη μέτρηση της περιστροφής του άξονα και όχι ένα ποτενσιόμετρο.
Κοινές χρήσεις για το ποτενσιόμετρο:
Οι δύο εφαρμογές για τις οποίες χρησιμοποιούνται συνήθως τα ποτενσιόμετρα είναι ο έλεγχος της θέσης ενός συγκροτήματος ή η παροχή ποικίλης ανάδρασης στον εγκέφαλο V5 για την επιλογή μιας λειτουργίας ή την αλλαγή μιας μεταβλητής τιμής. Μερικά παραδείγματα αυτών στην τάξη θα ήταν:
Θέση ελέγχου: Ο άξονας για το γρανάζι 84T (βήμα 32 V5 Clawbot build) που βρίσκεται στον βραχίονα του V5 Clawbot θα μπορούσε να αντικατασταθεί με έναν μακρύτερο άξονα , έτσι ώστε να μπορεί να εισαχθεί ένα ποτενσιόμετρο στον άξονα και να τοποθετηθεί στον πύργο του Clawbot (βήματα 35,36). Μόλις ο αισθητήρας τοποθετηθεί στη θέση του, οι μαθητές μπορούν να κληθούν να χρησιμοποιήσουν την ανατροφοδότηση από τον αισθητήρα για να μετακινήσουν, να σταματήσουν και να κρατήσουν το χέρι του V5 Clawbot σε 3 διαφορετικά ύψη όταν πατηθούν κουμπιά στο χειριστήριο V5, όπως φαίνεται στην παρακάτω κινούμενη εικόνα.
Ρύθμιση μεταβλητών/λειτουργιών: Ένας κοντός άξονας μπορεί να εισαχθεί μέσω ενός ποτενσιόμετρου και να στερεωθεί στην πλήμνη του αισθητήρα με ελαστικά κολάρα άξονα, και στη συνέχεια ένα μικρό εξάρτημα (όπως μια ράβδος ασφάλισης άξονα οδηγού ) μπορεί να προστεθεί στον άξονα για να χρησιμεύσει ως κουμπί.
Μόλις αυτό το συγκρότημα τοποθετηθεί σε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης ρομπότ, οι μαθητές μπορούν να κληθούν να χρησιμοποιήσουν την ανατροφοδότηση από τον αισθητήρα για να αλλάξουν τις μοίρες που περιστρέφεται το ρομπότ. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε φορά που εκτελείται το πρόγραμμα, εάν το κουμπί στο Ποτενσιόμετρο περιστραφεί σε διαφορετική θέση, το ρομπότ θα περιστραφεί με διαφορετική ταχύτητα.
Μια άλλη διασκεδαστική δραστηριότητα που χρησιμοποιεί αυτή τη συναρμολόγηση θα ήταν να διαιρέσετε τις τιμές που επιστρέφονται από το Ποτενσιόμετρο σε επτά εύρη. Προκαλέστε τους μαθητές να δημιουργήσουν ένα πρόγραμμα χρήστη, έτσι ώστε καθώς το κουμπί περιστρέφεται από το ένα εύρος τιμών στο επόμενο στο Ποτενσιόμετρο, να εμφανίζεται μια διαφορετική ημέρα της εβδομάδας (ή άλλο χαριτωμένο μήνυμα) στην έγχρωμη οθόνη αφής του V5 Brain.
Χρήσεις ενός ποτενσιόμετρου σε ένα ρομπότ αγώνων:
Επαλήθευση ελέγχου άξονα: Οι κωδικοποιητές του V5 Smart Motor είναι εξαιρετικοί όταν χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της περιστροφής ενός άξονα κατά τη διάρκεια ενός αγώνα. Ωστόσο, ενδέχεται να υπάρχουν περιπτώσεις όπου ένα ποτενσιόμετρο μπορεί να είναι χρήσιμο για την επαλήθευση ότι ένας δευτερεύων άξονας περιστρέφεται στη σωστή γωνία. Για παράδειγμα, ένα ποτενσιόμετρο θα μπορούσε να προστεθεί στον άξονα του καρπού (βήμα 43, Flip build) του ρομπότ «Ήρωας» - Flip.
Σε αυτό το παράδειγμα, ο αισθητήρας θα παρέχει ανατροφοδότηση για ένα αυτόνομο πρόγραμμα για να διασφαλίσει ότι η αλυσίδα κίνησης για τον καρπό δεν έχει παραλείψει κανένα δόντι στο γρανάζι του καρπού και είναι συγχρονισμένη με τον κωδικοποιητή του V5 Smart Motor. Αυτό φαίνεται στην παρακάτω κινούμενη εικόνα.
Επιλογή Λειτουργίας Προγράμματος: Ο εγκέφαλος V5 με την ικανότητά του να διατηρεί 8 διαφορετικά προγράμματα μπορεί να παρέχει πολλές προγραμματισμένες ρουτίνες. Αυτά τα προγράμματα μπορούν να επιλεγούν από την οθόνη αφής του εγκεφάλου πριν από την έναρξη ενός αγώνα. Ωστόσο, ένα ποτενσιόμετρο με κουμπί θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την επιλογή λειτουργιών μέσα ένα πρόγραμμα ή την προσαρμογή μεταβλητών την τελευταία στιγμή πριν από την τοποθέτηση του ρομπότ στο πεδίο χωρίς να χρειάζεται να αφαιρεθεί η προστατευτική θωράκιση της οθόνης αφής.
Για παράδειγμα, το κουμπί στο Ποτενσιόμετρο θα μπορούσε να περιστραφεί από τη μία πλευρά (χαμηλή περιοχή) στην άλλη πλευρά (υψηλή περιοχή) για να αλλάξει η αυτόνομη ρουτίνα του ρομπότ από μια ρουτίνα Blue Alliance σε μια ρουτίνα Red Alliance.