Comprensión del rendimiento del motor inteligente V5 (11 W)

Motor inteligente

El V5 Smart Motor (11W) tenía que ser perfecto para que el V5 tuviera éxito. Se invirtieron miles de horas de ingeniería y análisis en el diseño de este motor. Todo tiene que funcionar en conjunto: el motor, los engranajes, el codificador, el cartucho de engranajes modular, la placa de circuito, la gestión térmica, el embalaje y el montaje. Los usuarios pueden controlar la dirección, velocidad, aceleración, posición y límite de par del motor.

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La coherencia es el nombre del juego. El software limita la velocidad máxima del motor, lo que no solo hace que el rendimiento entre diferentes motores sea más consistente, sino que también permite que el motor funcione a la velocidad máxima mientras está bajo carga. De hecho, el motor es capaz de funcionar a velocidad máxima hasta alcanzar aproximadamente el 60% de la potencia máxima (12,75 W) o el 35% del par de parada (2,1 Nm).

El motor también es capaz de producir más de 11 W en el 30 % del rango de velocidad, lo que brinda a los equipos de VEX Robotics Competition una potencia sin precedentes.

Placa de circuito interno

El diseño de engranaje interno del motor inteligente V5 (11 W) tiene que soportar toda la potencia del motor y los abusos de fuerzas externas que ingresan al motor desde los brazos cargados y el impulso del robot. El tren de engranajes es el más robusto hasta el momento. Se utilizan engranajes metálicos en todas las ubicaciones de alto torque para mayor resistencia. Se utilizan engranajes de plástico en ubicaciones de baja carga y alta velocidad para un funcionamiento suave y eficiente. El usuario puede cambiar un cartucho de engranajes interno para relaciones de engranajes de salida de 6:1, 18:1 y 36:1.

El casquillo del eje del motor puede acomodar ejes de transmisión de 1/8" así como ejes de alta resistencia de 1/4".

La placa de circuito interno del motor tiene un puente H completo y su propio microcontrolador Cortex M0 para medir la posición, velocidad, dirección, voltaje, corriente y temperatura. El microcontrolador ejecuta su propio PID (derivado proporcional-integral) con control de velocidad, control de posición, control de par, ganancia anticipada y planificación de movimiento similar a los robots industriales. El PID se calcula internamente a una velocidad de 10 milisegundos. VEX preajusta los valores PID del motor para lograr un rendimiento excelente en todas las condiciones de funcionamiento.

Los usuarios avanzados pueden omitir el PID interno y tomar el control directo con control PWM (modulación de ancho de pulso) sin procesar e inalterado. El control sin procesar todavía tiene los mismos límites de rpm, límites de corriente y voltaje máximo que mantienen idéntico el rendimiento del motor.

El control adicional del motor V5 Smart se logra mediante codificadores internos. Estos miden la cantidad de rotación del casquillo del eje. La rotación se divide en una serie de pasos o "tics" que proporcionan información sobre la cantidad de giro que ha girado un eje. La resolución del codificador está determinada por el cartucho de engranaje interno del motor. Los valores del codificador se proporcionan en la tabla a continuación para cada cartucho de engranaje.

"El rendimiento motor constante cambia las reglas del juego"

Una de las capacidades más exclusivas del motor inteligente V5 (11 W) es su rendimiento completamente consistente. El motor funciona internamente a un voltaje ligeramente inferior al voltaje mínimo de la batería y la potencia del motor se controla con precisión a +/-1%. Esto significa que el motor funcionará igual en cada partido y en cada carrera autónoma, independientemente de la carga de la batería o la temperatura del motor.

La corriente estática se limita a 2,5 A para mantener el calor bajo control sin afectar la salida de potencia máxima. Limitar la corriente de pérdida elimina la necesidad de fusibles de reinicio automático (dispositivos PTC) en el motor, lo que puede causar apagones involuntarios del motor. El límite de 2,5 A esencialmente elimina la región indeseable de la curva de rendimiento del motor, lo que garantiza que los usuarios no creen situaciones de pérdida involuntaria. Finalmente, para garantizar que el motor dure, se controla la temperatura interna. Si un motor se acerca a una temperatura insegura, el usuario recibe una advertencia. Si el motor alcanza su límite de temperatura, el rendimiento se reduce automáticamente para garantizar que no se produzcan daños. El motor tiene cuatro niveles de respuesta al aumento de temperatura. Cada nivel de temperatura limita la corriente del motor: nivel 1 = 50% de corriente, 2 = 25% de corriente, 3 = 12,5% de corriente, 4 = 0% de corriente.

El motor calcula con precisión la potencia de salida, la eficiencia y el par, brindando al usuario una comprensión real del rendimiento del motor en cualquier momento. La posición y el ángulo se informan con una precisión de 0,02 grados. Todos estos datos se informan y representan gráficamente en el panel del motor V5. Para obtener más información sobre cómo ver el panel del motor V5, consulte artículo de la biblioteca VEX.

Los insertos roscados #8-32 del motor se pueden voltear en la carcasa del motor y esto hará que queden al ras de la carcasa en lugar de sobresalir ligeramente. Esto es útil cuando el motor no se montará directamente en una pieza de metal estructural. Por ejemplo, esto permitirá montar el motor utilizando separadores. En caso de que se produzca algún daño, hay piezas de repuesto para el motor, por lo que no es necesario reemplazar un motor completo cuando se daña. Estos incluyen el reemplazo de la tapa del motor inteligente V5 y los insertos roscados n.º 8-32 del motor inteligente V5.

Por último, los puertos del motor inteligente V5 están iluminados con un LED rojo para comunicación visual. Ninguna luz roja indica que no se ha realizado ninguna conexión con un V5 Brain encendido. Una luz roja fija indica que se ha realizado una conexión con un V5 Brain encendido y que se está comunicando. Una luz roja que parpadea rápidamente indica qué motor está conectado a un puerto que se ha seleccionado en la pantalla de información del dispositivo del V5 Brain. Una luz roja que parpadea lentamente indica que hay una falla en las comunicaciones. Para obtener más información sobre el uso del motor inteligente V5 (11 W), consulte los siguientes artículos de la biblioteca VEX.

Programación de motores
Configuración
Motor.setVelocity()
Motor.setTorqueLimit()
Motor.setStopping()
Motor.setRotation()
Motor.setTimeout()
Acciones
Motor.spin()
Motor.rotateTo()
Motor.rotateFor()
Motor.stop()

Opciones avanzadas
Motor.startRotateTo()
Motor.startRotateFor()
Detección
Motor.isDone()
Motor.dirección()
Motor.rotación()
Motor.velocidad()
Motor.corriente()
Motor.potencia()
Motor.par()
Motor.eficiencia()
Motor.temperatura()
  Especificaciones del motor inteligente V5 (11 W) Motor 393 + Controlador 29
Velocidad Aproximadamente 100, 200 o 600 rpm 120, 160 o 240 rpm
La punta del Poder 11W 3,93W
Poder continuo 11W 2,70W
Par de calado (con cartucho de 100 RPM) 2,1 Nm 1,67 Nm
Rendimiento de batería baja 100% de potencia de salida 51% de potencia de salida
Comentario Posición
Velocidad (calculada)
Corriente
Voltaje
Potencia
Torque (calculado)
Eficiencia (calculada)
Temperatura
Posición1
Codificador 1800 tics/rev con marchas de 36:1
900 tics/rev con marchas de 18:1
300 tics/rev con marchas de 6:1
627 tics/rev con engranajes de alto par1
392 tics/rev con engranajes de alta velocidad1
261 tics/rev con engranajes Turbo1
Dimensiones 2,26” ancho x 2,82” largo x 1,30” alto
57,3 mm ancho x 71,6 mm largo x 33,0 mm alto
1,97” ancho x 2,16” largo x 0,98” alto
50 mm ancho x 55 mm largo x 25 mm alto
Peso 0,342 libras
155 gramos
0,209 libras
95 gramos

1. La posición del motor 393 requiere el codificador de motor integrado (IME).

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