apibūdinimas
Optical Shaft Encoder yra skaitmeninis jutiklis, kuris matuoja veleno sukimąsi naudojant vidinį kodavimo diską. Optinio veleno kodavimo įrenginio korpuse yra trys tvirtinimo angos su plyšiais, kad būtų galima lengvai pritvirtinti prie roboto konstrukcijos.
Korpusas taip pat turi nuimamą dangtelį, kuris leidžia išvalyti ir patikrinti vidinį kodavimo diską. Korpuso centre yra centrinis kodavimo disko stebulė. Ši stebulė leidžia pro ją įkišti kvadratinį veleną, o kai velenas sukasi, jis sukasi vidinį kodavimo diską.
| „Viršutinis“ ir „Apatinis“ kabeliai |
Optinio veleno kodavimo įrenginys yra vienas iš 3 laidų jutiklių serijos. Iš jutiklio korpuso pusės yra du 3 laidų laidai. „Viršutinis“ kabelis yra arčiausiai korpuso tvirtinimo angos, o „Apatinis“ kabelis yra arčiausiai centrinio kodavimo stebulės.
Šis 3 laidų jutiklis yra suderinamas su V5 Robot Brain arba Cortex. Jutiklio laidus galima pratęsti naudojant 3 laidų prailginimo kabelius.
Kad optinio veleno kodavimo įrenginys veiktų su V5 Brain, abu jutiklio kabeliai turi būti iki galo įkišti į V5 Brain 3 laidų prievadus. Norint išmatuoti veleno sukimąsi pagal laikrodžio rodyklę kaip teigiamą / pirmyn kryptį, „Viršutinis“ laidas turi būti prijungtas prie 3 laidų prievado, o „Apatinis“ kabelis turi būti prijungtas prie kito aukštesnio iš eilės einančio 3 laidų prievado. Pastaba: veiks tik tam tikros prievadų poros (AB, CD, EF ir GH).
Pavyzdžiui, jutiklio „Viršutinis“ laidas gali būti prijungtas prie 3 laidų prievado A, o „Apatinis“ laidas turi būti prijungtas prie 3 laidų prievado B. Jutiklis veiks, jei šie kabeliai bus pakeisti atvirkščiai. , tačiau sukimasis pagal laikrodžio rodyklę bus matuojamas kaip neigiama / atvirkštinė kryptis.
Optinio veleno kodavimo įtaisas yra Advance Sensor Kit arba yra 2 pakuotės ir jį galima įsigyti čia.
| Optinio veleno kodavimo įrenginys | 3 laidų prievadai |
Kaip veikia optinio veleno kodavimo įrenginys:
Kaip minėta anksčiau, optinio veleno kodavimo įtaisas turi vidinį kodavimo diską su centrine stebule, per kurią galima įkišti veleną, ir jis suksis, kai velenas sukasi. Diske yra maži lizdai aplink disko perimetrą.
| Optinio veleno kodavimo diskas |
Virš vienos disko krašto pusės yra du IR LED lempučių kanalai, o kitoje pusėje yra du IR šviesos jutiklių kanalai. Šviesa blokuojama, kai diskas sukasi iš vieno lizdo į kitą. Kai taip nutinka, jutiklis jį aptinka ir siunčia skaitmeninio signalo impulsą į V5 smegenis. Šis impulsas rodo, kad velenas pasisuko vieną plyšį. Yra 90 lizdų, todėl 90 impulsų rodo, kad velenas padarė 1 pilną apsisukimą.
| Signalo kanalų fazių diagrama |
Du jutiklio kanalai yra nustatyti taip, kad jų signalo impulsai būtų 90onefazių. Tai leidžia optinio veleno kodavimo įrenginio signalams parodyti, kuria kryptimi sukasi kodavimo diskas / velenas.
Pavyzdžiui, jei fazėje yra pirmasis kanalas kaip pagrindinis impulsas, V5 smegenys nuskaito tai, kai velenas sukasi pagal laikrodžio rodyklę; arba jei pagrindinis impulsas yra iš antrojo kanalo, tai rodo sukimąsi prieš laikrodžio rodyklę. Tai ne tik leidžia V5 smegenims nustatyti veleno sukimosi kryptį, bet ir leidžia smegenims pridėti arba atimti rodmenis iš grynosios veleno sukimosi vertės.
| Atstumo nustatymas |
Optinio veleno kodavimo įrenginį reikia suporuoti su programavimo kalba, pvz., VEXcode V5 arba VEXcode Pro V5, kad būtų sukurta vartotojo programa, skirta smegenims panaudoti signalo impulsus roboto elgesiui valdyti.
V5 Brain kartu su vartotojo programa gali būti naudojamas konvertuoti impulsus iš optinio veleno kodavimo į veleno sukimosi kryptį, veleno sukimosi kiekį ir veleno sukimosi greitį. Jei į vartotojo programą įtrauktas roboto varomųjų ratų dydis, naudojant jutiklį galima nustatyti/valdyti ir roboto nuvažiuojamą atstumą bei roboto greitį.
| Optinio veleno kodavimo įrenginio vidus |
Pastaba: Jei optinio disko kodavimo įrenginio kodavimo disko lizdai užsikimš dulkėmis ir šiukšlėmis, jutiklio rodmenys nebebus tikslūs. Tinkama praktika retkarčiais nuimti dangtelį nuo korpuso ir panaudoti konservuotą orą, kad išpūstų bet kokias laisvas medžiagas iš jutiklio vidaus.
Dažniausiai naudojami optinio veleno kodavimo įrenginiai:
Kaip minėta anksčiau, optinio veleno kodavimo įrenginys gali matuoti veleno sukimosi kryptį, veleno sukimosi kiekį ir veleno sukimosi greitį. Tačiau V5 Smart Motors taip pat turi puikius vidinius kodavimo įrenginius, kurie gali išmatuoti tas pačias reikšmes be papildomo jutiklio. Nepaisant to, yra keletas programų, kuriose optinio veleno kodavimo įrenginys gali pateikti vertingų rodmenų. Kai kurie jų pavyzdžiai:
Programos verčių vizualizavimas: Klasėje optinio veleno kodavimo įrenginys gali suteikti lengvą prieigą prie veleno sukimosi ar veleno greičio verčių. Nesvarbu, ar velenas naudojamas manipuliatoriuje, pvz., rankoje, ar pavaros ratui, iš jutiklio gautos vertės gali būti atspausdintos spalvotame V5 Brain jutikliniame ekrane arba V5 valdiklio LED ekrane. Tai leis mokiniams tiesiogiai matyti vertybes, kurias naudoja jų vartotojo programos, kad pakeistų roboto elgesį.
Įvesties/išvesties santykio rodmenys: Kitas puikus optinio veleno kodavimo įtaisas klasėje yra krumpliaračio ir pavarų skaičiaus tyrimas. Optinio veleno kodavimo įrenginys gali būti dedamas ant žvaigždutės / pavaros santykio „varomos“ pusės išėjimo veleno. Galios perdavimo santykis 1:1 gali būti naudojamas norint įrašyti numatomą optinio veleno kodavimo įrenginio išėjimo rodmenį, kai V5 išmanusis variklis nustatytas į tam tikrą galią / greitį įvesties veleno „varymo“ pusėje. Tada galima surinkti skirtingus santykius ir galima palyginti laukiamą santykio išvestį su faktinės išvesties rodmenimis.
Testavimas perone: Smagus užsiėmimas klasėje – mokiniai surinkti „laisvai riedantį“ vežimėlį. V5 valdymo sistema gali būti dedama ant vežimėlio, o optinio veleno kodavimo įrenginys įdedamas ant vieno iš vežimėlio velenų. Tada galima sukurti vartotojo programą, kuri išspausdins kelis vežimėlio greičius, kai jis rieda rampa. Tada mokiniai gali pakeisti įvairius rampos ar vežimėlio aspektus ir palyginti vežimėlio riedėjimo rampa rezultatus su kita iteracija.
Optinio veleno kodavimo priemonės naudojimas varžybų robote:
Smagračio greitis: Kai kuriose pažangiose smagračio konstrukcijose naudojama reketo sistema, skirta varyti smagratį, kuris meta kamuoliuką. Tai daroma tuo metu, kai smagračiui neteikia energijos V5 Smart Motor, smagratis gali laisvai suktis, o ne prarasti energiją dėl variklio pasipriešinimo. Tokio tipo konstrukcijoje optinio veleno kodavimo įrenginys, įdėtas ant smagračio veleno, gali būti geras jo matavimo metodas. Pastaba: Maksimalus tikslaus veleno sukimosi greičio matavimo diapazonas yra apie 1100 aps./min.
| Izoliuotas ratas / optinio veleno kodavimo įrenginys ant spyruoklinio rato mazgo |
Izoliuotas ratas / optinio veleno kodavimo įrenginys: Gali būti atvejų (žaidimo figūrėlių stūmimas ar kiti veiksniai), kai robotas gali paslysti varomasis ratas. Kai tik V5 Smart Motor varomi ratai pradeda slysti, variklio kodavimo prietaisų reikšmės nebegalioja. Tokiu atveju prie roboto važiuoklės galima pridėti izoliuotą įvairiakryptį ratą su optiniu veleno koduotuvu, kad būtų galima tiksliai išmatuoti roboto judėjimą. Patartina, kad šis rato mazgas būtų „spyruoklė“ apkrautas naudojant gumines juostas arba latekso vamzdelius. Ši konstrukcija leis matavimo ratui išlaikyti tinkamą kontaktą su lauko paviršiumi, nepakeliant varomųjų ratų nuo grindų.
| Izoliuotas ratas / optinio veleno kodavimo įrenginys |
Jei pavaros mechanizmas turi ratus, kurie nėra varomi varikliu, kita galimybė būtų ant vieno iš šių ratų velenų uždėti optinio veleno kodavimo įrenginį.
Nesvarbu, kokiu atveju reikia išmatuoti veleno sukimosi kryptį, veleno sukimosi dydį ar veleno sukimosi greitį, optinio veleno kodavimo įrenginys gali būti tikslus ir efektyvus matavimo jutiklis.