V5 モーターの概要

関数

V5 スマート モーターは、ギア、エンコーダー、モジュラー ギア カートリッジ、回路基板、熱管理、パッケージング、取り付けを完璧にすることを目的とした、何千時間ものエンジニアリングと分析の成果です。 この考え抜かれた設計により、ユーザーはロボットの車輪、アーム、爪、または可動コンポーネントを回転させるモーターの方向、速度、加速度、位置、トルクを制御できます。 V5 スマート モーターは、位置、速度、電流、電圧、電力、トルク、効率、温度に関するフィードバック データを提供します。 

特徴 & 進歩

統合制御システム

• V5 スマート モーターの内部回路基板は、完全な H ブリッジと独自の Cortex M0 マイクロコントローラーを使用して、位置、速度、方向、電圧、電流、温度を測定します。 マイクロコントローラーは、産業用ロボットと同様に、速度、位置、トルク、フィードフォワード ゲイン、動作計画を制御する独自の PID (比例積分微分) を実行します。 PID は内部で 10 ミリ秒のレートで計算され、PID 値はすべての動作条件にわたって一貫したパフォーマンスを実現するために VEX によって事前調整されます。 
• ユーザーはモーターの PID 値を調整して、より高度な機械システムに合わせてモーターのパフォーマンスを調整できます。 上級ユーザーは、内部 PID をバイパスし、未加工の PWM (パルス幅変調) 制御を使用して直接制御することができます。 PWM には、PID 制御と同様に、モーターの性能を一貫して維持するための同じ制限があります。
• V5 Smart モーターの追加制御は、内部エンコーダーによって実現されます。 シャフトソケットの回転量を測定します。 回転はいくつかのステップまたは「ティック」に分割され、シャフトの回転量に関するフィードバックが提供されます。 エンコーダーの分解能はモーターの内歯車カートリッジによって決まります。

• V5 スマート モーターのパフォーマンスは完全に一貫しています。 モーターは内部で V5 ロボット バッテリーの最小電圧よりわずかに低い電圧で動作し、モーターの電力は +/-1% まで正確に制御されます。 これは、バッテリーの充電量やモーターの温度に関係なく、モーターが毎回同じように動作することを意味します。
• モーターの内部温度を監視してモーターの耐久性を確認します。 モーターが過熱し始めると、警告が表示されます。 モーターが温度制限に達すると、損傷が発生しないように性能が自動的に低下します。 モーターには温度上昇に対する 4 つのレベルの応答があります。 各温度レベルはモーター電流を制限します: レベル 1 = 50% 電流、2 = 25% 電流、3 = 12.5% 電流、4 = 0% 電流。

モーターダッシュボードのフィードバックデータ

• モーターは正確な出力電力、効率、トルクを計算します。 また、その位置と角度を 0.02 度の精度で報告します。 これらの計算とその他のデータは、上に示したように、V5 Robot Brain のモーター ダッシュボードにレポートされ、グラフ化されます。

注:モーター ウィンドウのギア フレームに表示されるギア比が、モーターがペアリングされている V5 スマート モーター カートリッジと一致していることを確認してください。 タッチスクリーンのGears枠をタッチすると、ギア比の表示を変更できます。

• V5 スマート モーター ポートは、視覚的なコミュニケーションのために赤色 LED で点灯します。

• モーターの #8-32 ネジ付きインサートは、モーターのハウジング内で裏返すことができ、これにより、わずかに突き出るのではなく、ハウジングと同一面になります。 これは、モーターが構造用金属に直接取り付けられない場合に便利です。 たとえば、スタンドオフを使用してモーターを取り付けることができます。
• モーターの交換部品は あります。 これらには、V5 スマート モーター キャップ交換および V5 スマート モーター #8-32 ネジ付きインサートが含まれます。 モーターが損傷した場合にモーター全体を交換する必要がないように、モーターの修理に使用できる部品。 
• モーターのシャフトソケットには高強度角形ギヤインサートが装着可能です。

ユーザーエクスペリエンスの向上方法

• V5 スマート モーターが提供する制御と一貫性とは別に、モーターには交換が簡単な内部ギア カートリッジがあり、出力ギア比は 36:1 (100 rpm)、高トルク & 低速、18:1 (200 rpm) です。ドライブトレイン用途の標準ギア比の場合は 6:1 (600 rpm)、低トルク & 高速の場合はインテーク ローラー、フライホイール、またはその他の高速移動機構に最適です。 これにより、V5 スマート モーターは以前の 393 モーターよりも高速になります。 詳細については、以下を参照してください: V5 スマート モーター ギア カートリッジの交換方法。
• 393 モーターはわずか 2.7 ワットの連続電力を維持し、ピーク時は 3.93 ワットでしたが、ピーク時と連続パフォーマンスの両方で一貫した 11 ワットの電力レベルにより、V5 スマート モーターの安定性が向上します。 
• バッテリー残量が少なくなると、V5 スマート モーターは 100% の電力を出力し続けます。これとは異なり、バッテリー残量が少なくなると 51% の電力しか低下しない 393 モーターとは異なります。 これにより、特に以前に説明した他の機能強化と組み合わせると、V5 スマート モーターの一貫性が大幅に向上します。
• 前に説明したように、V5 スマート モーターは、位置、速度、電流、トルク、温度などに関連するフィードバック データを提供します。 これは、位置に関するフィードバックのみを提供していた 393 モーターに比べて、大幅な改善です。 V5 スマート モーターのフィードバック システムは、ロボットとプログラムを反復処理するために必要な情報をユーザーに提供します。 これらは、設計内でこれらの要素を説明できる新しいロボット工学の学生にとって、また、モーターの機能内の関係とダイナミクスを視覚的に確認できる経験豊富なロボット工学の学生にとっては貴重な学習の機会です。