Panoramica del motore V5

Funzione

Il V5 Smart Motor è il prodotto di migliaia di ore di ingegneria e analisi volte a perfezionare ingranaggi, encoder, cartucce di ingranaggi modulari, nonché scheda circuitale, gestione termica, imballaggio e montaggio. Questo design accurato consente agli utenti di controllare la direzione, la velocità, l'accelerazione, la posizione e la coppia del motore che fa girare le ruote, i bracci, gli artigli o qualsiasi componente mobile del robot. Il motore intelligente V5 fornisce dati di feedback su posizione, velocità, corrente, tensione, potenza, coppia, efficienza e temperatura. 

Caratteristiche & progressi

Sistema di controllo integrato

• Il circuito interno del V5 Smart Motor utilizza un ponte H completo e il proprio microcontrollore Cortex M0 per misurare posizione, velocità, direzione, tensione, corrente e temperatura. Il microcontrollore gestisce il proprio PID (proporzionale-integrale-derivativo) con controllo su velocità, posizione, coppia, guadagno feedforward e pianificazione del movimento simile ai robot industriali. Il PID viene calcolato internamente con una frequenza di 10 millisecondi e i valori PID sono pre-sintonizzati da VEX per prestazioni costanti in tutte le condizioni operative. 
• Gli utenti possono regolare i valori PID del motore per ottimizzare le prestazioni di un motore per sistemi meccanici più avanzati. Gli utenti avanzati possono bypassare il PID interno e assumere il controllo diretto con il controllo PWM (modulazione di larghezza di impulso) grezzo e inalterato. Il PWM, come il controllo PID, presenta ancora gli stessi limiti che mantengono costanti le prestazioni del motore.
• Il controllo aggiuntivo del motore V5 Smart è ottenuto tramite encoder interni. Questi misurano la quantità di rotazione della presa dell'albero. La rotazione è divisa in una serie di passaggi o “tick” che forniscono un feedback sulla quantità di rotazione dell'albero. La risoluzione dell'encoder è determinata dalla cartuccia dell'ingranaggio interno del motore.

• Il V5 Smart Motor è completamente coerente nelle sue prestazioni. Il motore funziona internamente a una tensione leggermente inferiore alla tensione minima della batteria del robot V5 e la potenza del motore è controllata accuratamente al +/- 1%. Ciò significa che il motore funzionerà sempre allo stesso modo, indipendentemente dalla carica della batteria o dalla temperatura del motore.
• La temperatura interna del motore viene monitorata per garantirne la durata. Se il motore inizia a surriscaldarsi, viene visualizzato un avviso. Se il motore raggiunge il limite di temperatura, le prestazioni vengono automaticamente ridotte per garantire che non si verifichino danni. Il motore ha quattro livelli di risposta all'aumento della temperatura. Ciascun livello di temperatura limita la corrente del motore: livello 1 = 50% corrente, 2 = 25% corrente, 3 = 12,5% corrente, 4 = 0% corrente.

Dati di feedback nel cruscotto del motore

• Il motore calcola con precisione la potenza in uscita, l'efficienza e la coppia. Riporta anche la sua posizione e l'angolo con una precisione di 0,02 gradi. Tali calcoli e altri dati vengono riportati e rappresentati graficamente sul dashboard del motore del V5 Robot Brain, come mostrato sopra.

Nota:Assicurarsi che il rapporto di trasmissione visualizzato nel riquadro Ingranaggi della finestra del motore corrisponda alla cartuccia motore intelligente V5 a cui è accoppiato il motore. La visualizzazione del rapporto di trasmissione può essere modificata toccando il riquadro Ingranaggi sul touch screen.

• Le porte del V5 Smart Motor sono illuminate con un LED rosso per la comunicazione visiva.

• Gli inserti filettati n. 8-32 del motore possono essere capovolti nell'alloggiamento del motore e questo li renderà a filo con l'alloggiamento anziché leggermente sporgenti. Ciò è utile quando il motore non verrà montato direttamente su un pezzo di metallo strutturale. Ad esempio, ciò consentirà di montare il motore utilizzando distanziatori.
• Ci sono pezzi di ricambio per il motore. Questi includono la sostituzione del cappuccio del motore Smart V5 e gli inserti filettati del motore Smart V5 n. 8-32. Parti che possono essere utilizzate per riparare un motore in modo che non sia necessario sostituire l'intero motore quando è danneggiato. 
• La presa dell'albero del motore può ospitare un inserto per ingranaggi quadrati ad alta resistenza.

Come migliora l'esperienza utente

• Oltre al controllo e alla coerenza forniti dal motore intelligente V5, il motore è dotato di cartucce di ingranaggi interne facili da sostituire per rapporti di trasmissione in uscita di 36:1 (100 giri/min) per coppia elevata & bassa velocità, 18:1 (200 giri/min). per rapporto di trasmissione standard per applicazioni di trasmissione e 6:1 (600 giri/min) per coppia bassa & velocità elevata, ideale per rulli di aspirazione, volani o altri meccanismi a movimento rapido. Ciò rende i motori intelligenti V5 più veloci dei precedenti motori 393. Per ulteriori informazioni, fare riferimento a: Come sostituire una cartuccia del cambio del motore intelligente V5.
• Mentre il motore 393 ha mantenuto solo 2,7 watt di potenza continua e ha raggiunto il picco a 3,93 watt, i livelli di potenza costanti di 11 watt durante le prestazioni di picco e continue migliorano la stabilità del motore intelligente V5. 
• Mentre la batteria è scarica, il motore intelligente V5 continua a erogare il 100% della potenza, a differenza del motore 393 che riduce la potenza solo al 51% in condizioni di batteria scarica. Ciò migliora notevolmente la coerenza del V5 Smart Motor, soprattutto in combinazione con altri miglioramenti spiegati in precedenza.
• Come spiegato in precedenza, il V5 Smart Motor fornisce dati di feedback relativi a posizione, velocità, corrente, coppia, temperatura, ecc. Si tratta di un grande miglioramento rispetto al motore 393 che forniva solo feedback relativo alla sua posizione. Il sistema di feedback del V5 Smart Motor fornisce all'utente le informazioni necessarie per quindi eseguire l'iterazione del robot e del programma. Si tratta di preziose opportunità di apprendimento per i nuovi studenti di robotica che possono quindi tenere conto di questi fattori nei loro progetti e per gli studenti di robotica più esperti che possono vedere visivamente le relazioni e le dinamiche all'interno del funzionamento del motore.