V5 が成功するには、 V5 スマート モーター (11W) 完璧である必要がありました。このモーターの設計には、何千時間ものエンジニアリングと分析が費やされました。モーター、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、取り付けなど、すべてが連携して機能する必要があります。ユーザーはモーターの方向、速度、加速度、位置、およびトルク制限を制御できます。
一貫性こそが勝負なのです。ソフトウェアによりモーターの最大速度が制限されるため、さまざまなモーターのパフォーマンスがより一貫したものになるだけでなく、負荷がかかっている間もモーターが最大速度で動作することが可能になります。実際、モーターは、ピーク電力の約 60% (12.75W) または停止トルクの 35% (2.1Nm) に達するまで、最高速度で動作することができます。
このモーターは、速度範囲の 30% で 11W 以上を生成する能力もあり、VEX Robotics Competition チームに前例のないパワーを与えます。
(11W) V5 スマート モーターの内部ギア設計は、すべてのモーター出力と、負荷がかかったアームやロボットの運動量からモーターに加わる外力の乱用に耐える必要があります。ギアトレインはこれまでで最も堅牢です。高トルク箇所には金属ギヤを採用し強度を高めています。低負荷、高速箇所には樹脂ギヤを採用し、スムーズで効率的な動作を実現します。内部ギアカートリッジは、6:1、18:1、および 36:1 の出力ギア比にユーザーが変更できます。
モーターのシャフトソケットは、1/8 インチのドライブシャフトと 1/4 インチの高強度シャフトを収容できます。
モーターの内部回路基板には、位置、速度、方向、電圧、電流、温度を測定するための完全な H ブリッジと独自の Cortex M0 マイクロコントローラーが搭載されています。マイクロコントローラーは、産業用ロボットと同様に、速度制御、位置制御、トルク制御、フィードフォワード ゲイン、動作計画を備えた独自の 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ます。モーターの PID 値は VEX によって事前に調整されており、あらゆる動作条件にわたって優れたパフォーマンスを発揮します。
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。 Raw 制御には、同じ回転数制限、電流制限、最大電圧があり、モーターの性能を同一に保ちます。
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。エンコーダ値は、各ギア カートリッジごとに以下の表に示されています。
「一貫した運動パフォーマンスはゲームチェンジャーです。」
(11W) V5 スマート モーターの最もユニークな機能の 1 つは、完全に一貫したパフォーマンスです。モーターは内部でバッテリーの最低電圧よりわずかに低い電圧で動作し、モーターの出力は +/-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、モーターがすべての試合とすべての自律走行で同じパフォーマンスを発揮することを意味します。
ピーク電力出力に影響を与えることなく熱を制御できるよう、ストール電流は 2.5A に制限されています。ストール電流を制限すると、意図しないモーター停止の原因となるモーター内の自動リセット ヒューズ (PTC デバイス) が不要になります。 2.5A 制限により、基本的にモーターの性能曲線の望ましくない領域が削除され、ユーザーが意図せずに失速状態を引き起こすことがなくなります。最後に、モーターが長持ちすることを確認するために、内部温度が監視されます。モーターが危険な温度に近づくと、ユーザーに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。
モーターは正確な出力電力、効率、トルクを計算するため、ユーザーはいつでもモーターの性能を正確に理解できます。位置と角度は 0.02 度の精度で報告されます。このデータはすべて、V5 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。 V5 モーター ダッシュボードの表示の詳細については、VEX ライブラリのこの記事 参照してください。
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。万が一損傷が発生した場合でも、モーターには交換部品が 個 個あるため、損傷してもモーター全体を交換する必要はありません。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。
最後に、V5 スマート モーター ポートは赤色 LED で点灯し、視覚的なコミュニケーションを実現します。赤色のライトが点灯していない場合は、電源が入っている V5 Brain との接続が確立されていないことを示します。赤色の点灯は、電源が入っている V5 Brain との接続が確立され、通信中であることを示します。赤色のライトの高速点滅は、V5 Brain のデバイス情報画面で選択されたポートにどのモーターが接続されているかを示します。赤いライトがゆっくり点滅している場合は、通信障害があることを示します。 V5 スマート モーター (11W) の使用に関する詳細については、VEX ライブラリの次の記事を参照して 。
| モータープログラミング | ||
|---|---|---|
|
設定 Motor.setVelocity() Motor.setTorqueLimit() Motor.setStopping() Motor.setRotation() Motor.setTimeout() |
アクション Motor.spin() Motor.rotateTo() Motor.rotateFor() Motor.stop() 詳細オプション Motor.startRotateTo() Motor.startRotateFor() |
センシング Motor.isDone() Motor.direction() Motor.rotation() Motor.velocity() Motor.current() Motor.power() Motor.torque() Motor.efficiency() Motor.temperature() |
| V5 スマートモーター (11W) 仕様 | モーター 393 + コントローラー 29 | |
|---|---|---|
| スピード | 約100、200、または600rpm | 120、160、または240 rpm |
| 最大電力 | 11ワット | 3.93W |
| 継続的な電力 | 11W | 2.70W |
| ストールトルク (100 RPM カートリッジ使用時) | 2.1Nm | 1.67Nm |
| バッテリーのパフォーマンスが低い | 100%の出力 | 51% 出力 |
| フィードバック | 位置 速度 (計算) 電流 電圧 電力 トルク (計算) 効率 (計算) 温度 |
位置1 |
| エンコーダ | 36:1 ギアで 1800 ティック/回転 18:1 ギアで 900 ティック/回転 6:1 ギアで 300 ティック/回転 |
高トルクギアで 627 ティック/回転1 高速ギアで 392 ティック/回転1 ターボギアで 261 ティック/回転1 |
| 寸法 | 幅2.26インチ x 長さ2.82インチ x 高さ1.30インチ 幅57.3 mm x 長さ71.6 mm x 高さ33.0 mm |
幅1.97インチ x 長さ2.16インチ x 高さ0.98インチ 50mm x 長さ55mm x 高さ25mm |
| 重さ | 0.342 ポンド 155 グラム |
0.209 ポンド 95 グラム |
1. Motor 393 Position には、Integrated Motor Encoder (IME) が必要です。