Comprendre les performances du moteur intelligent V5 (11 W)

Moteur intelligent

Le moteur intelligent V5 (11W) devait être parfait pour que le V5 réussisse. Des milliers d'heures d'ingénierie et d'analyse ont été consacrées à la conception de ce moteur. Tout doit fonctionner ensemble : le moteur, les engrenages, l'encodeur, la cartouche d'engrenages modulaire, le circuit imprimé, la gestion thermique, l'emballage et le montage. Les utilisateurs peuvent contrôler la direction, la vitesse, l'accélération, la position et la limite de couple du moteur.

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La cohérence est le maître mot du jeu. Le logiciel limite la vitesse maximale du moteur, ce qui non seulement rend les performances des différents moteurs plus cohérentes, mais permet également au moteur de fonctionner à la vitesse maximale sous charge. En fait, le moteur est capable de tourner à vitesse maximale jusqu'à atteindre environ 60 % de la puissance maximale (12,75 W) ou 35 % du couple de décrochage (2,1 Nm).

Le moteur est également capable de produire 11 W+ sur 30 % de la plage de vitesse, offrant ainsi aux équipes de VEX Robotics Competition une puissance sans précédent.

Circuit imprimé interne

La conception de l'engrenage interne du moteur intelligent V5 (11 W) doit résister à toute la puissance du moteur et aux abus des forces externes entrant dans le moteur par les bras chargés et l'élan du robot. Le train d’engrenages est le plus robuste à ce jour. Des engrenages métalliques sont utilisés dans tous les emplacements à couple élevé pour plus de solidité. Des engrenages en plastique sont utilisés dans les emplacements à faible charge et à grande vitesse pour un fonctionnement fluide et efficace. Une cartouche d'engrenage interne est modifiable par l'utilisateur pour des rapports d'engrenage de sortie de 6:1, 18:1 et 36:1.

La douille d'arbre du moteur peut accueillir des arbres d'entraînement de 1/8" ainsi que des arbres à haute résistance de 1/4".

Le circuit imprimé interne du moteur est doté d'un pont en H complet et de son propre microcontrôleur Cortex M0 pour mesurer la position, la vitesse, la direction, la tension, le courant et la température. Le microcontrôleur exécute son propre PID (dérivé proportionnel-intégral) avec contrôle de vitesse, contrôle de position, contrôle de couple, gain anticipé et planification de mouvement similaire à celle des robots industriels. Le PID est calculé en interne à une fréquence de 10 millisecondes. Les valeurs PID du moteur sont préréglées par VEX pour d'excellentes performances dans toutes les conditions de fonctionnement.

Les utilisateurs avancés peuvent contourner le PID interne et prendre le contrôle direct avec un contrôle PWM (modulation de largeur d'impulsion) brut et inchangé. Le contrôle brut a toujours les mêmes limites de régime, de courant et de tension maximale qui maintiennent les performances du moteur identiques.

Un contrôle supplémentaire du moteur V5 Smart est obtenu par des encodeurs internes. Ceux-ci mesurent la quantité de rotation de la douille d’arbre. La rotation est divisée en un certain nombre d'étapes ou « ticks » qui fournissent des informations sur la quantité de rotation d'un arbre. La résolution du codeur est déterminée par la cartouche d'engrenage interne du moteur. Les valeurs de l'encodeur sont fournies dans le tableau ci-dessous pour chaque cartouche d'engrenage.

« Des performances moteur constantes changent la donne »

L'une des capacités les plus uniques du moteur intelligent V5 (11 W) est une performance totalement constante. Le moteur fonctionne en interne à une tension légèrement inférieure à la tension minimale de la batterie, et la puissance du moteur est contrôlée avec précision à +/-1 %. Cela signifie que le moteur fonctionnera de la même manière à chaque match et à chaque course autonome, quelle que soit la charge de la batterie ou la température du moteur.

Le courant de décrochage est limité à 2,5 A pour garder la chaleur sous contrôle sans affecter la puissance de pointe. La limitation du courant de décrochage élimine le besoin de fusibles à réarmement automatique (dispositifs PTC) dans le moteur, ce qui peut provoquer des pannes involontaires du moteur. La limite de 2,5 A supprime essentiellement la région indésirable de la courbe de performances du moteur, garantissant ainsi aux utilisateurs de ne pas créer involontairement de situations de décrochage. Enfin, pour assurer la pérennité du moteur, la température interne est surveillée. Si un moteur s'approche d'une température dangereuse, l'utilisateur reçoit un avertissement. Si le moteur atteint sa limite de température, les performances sont automatiquement réduites pour garantir qu'aucun dommage ne se produise. Le moteur dispose de quatre niveaux de réponse à la hausse des températures. Chaque niveau de température limite le courant moteur : niveau 1 = 50 % de courant, 2 = 25 % de courant, 3 = 12,5 % de courant, 4 = 0 % de courant.

Le moteur calcule avec précision la puissance de sortie, l'efficacité et le couple, donnant à l'utilisateur une véritable compréhension des performances du moteur à tout moment. La position et l'angle sont indiqués avec une précision de 0,02 degrés. Toutes ces données sont rapportées et représentées graphiquement sur le tableau de bord du moteur V5. Pour plus d'informations sur l'affichage du tableau de bord du moteur V5, consultez cet article de la bibliothèque VEX.

Les inserts filetés #8-32 du moteur peuvent être retournés dans le boîtier du moteur, ce qui les fera affleurer le boîtier plutôt que de légèrement dépasser. Ceci est utile lorsque le moteur ne sera pas monté directement sur une pièce de métal structurel. Par exemple, cela permettra au moteur d'être monté à l'aide d'entretoises. En cas de dommage, il existe pièce de rechange pour le moteur, de sorte qu'un moteur entier n'a pas besoin d'être remplacé lorsqu'il est endommagé. Ceux-ci incluent le remplacement du capuchon du moteur intelligent V5 et les inserts filetés du moteur intelligent V5 #8-32.

Enfin, les ports du V5 Smart Motor sont éclairés par une LED rouge pour la communication visuelle. Aucun voyant rouge n'indique qu'aucune connexion n'est établie avec un V5 Brain alimenté. Un voyant rouge fixe indique qu'une connexion est établie avec un V5 Brain alimenté et qu'il communique. Un voyant rouge clignotant rapidement indique quel moteur est connecté à un port qui a été sélectionné dans l'écran d'informations sur l'appareil du V5 Brain. Un voyant rouge clignotant lentement indique qu'il y a un problème de communication. Pour plus d'informations sur l'utilisation du moteur intelligent V5 (11 W), consultez les articles suivants de la bibliothèque VEX.

Programmation du moteur
Paramètres
Motor.setVelocity()
Motor.setTorqueLimit()
Motor.setStopping()
Motor.setRotation()
Motor.setTimeout()
Actions
Motor.spin()
Motor.rotateTo()
Motor.rotateFor()
Motor.stop()

Options avancées
Motor.startRotateTo()
Moteur.startRotateFor()
Détection
Motor.isDone()
Motor.direction()
Motor.rotation()
Motor.velocity()
Motor.current()
Motor.power()
Motor.torque()
Motor.efficiency()
Motor.temperature()
  Spécifications du moteur intelligent V5 (11 W) Moteur 393 + Contrôleur 29
Vitesse Environ 100, 200 ou 600 tr/min 120, 160 ou 240 tr/min
Puissance de crête 11 W 3,93 W
Puissance continue 11 W 2,70 W
Couple de décrochage (avec cartouche 100 tr/min) 2,1 Nm 1,67 Nm
Faible performance de la batterie 100 % de puissance de sortie 51 % de puissance de sortie
Retour Position
Vitesse (calculée)
Courant
Tension
Puissance
Couple (calculé)
Efficacité (calculée)
Température
Poste1
Encodeur 1800 ticks/tr avec des vitesses 36:1
900 ticks/tr avec des vitesses 18:1
300 ticks/tr avec des vitesses 6:1
627 tics/tr avec les vitesses High Torque1
392 tics/tr avec les vitesses High Speed1
261 tics/tr avec les vitesses Turbo1
Dimensions 2,26" L x 2,82" L x 1,30" H
57,3 mm L x 71,6 mm L x 33,0 mm H
1,97" L x 2,16" L x 0,98" H
50 mm L x 55 mm L x 25 mm H
Poids 0,342 livres
155 grammes
0,209 livres
95 grammes

1. La position du moteur 393 nécessite l'encodeur de moteur intégré (IME).

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