Beschrijving
De Potentiometer is een sensor die gebruik maakt van een variabele weerstand om de hoekverdraaiing (tot 265o) van een as te meten. Het is een van de sensoren uit de 3-Wire-serie.
De potentiometer is ontworpen met een “D-gat” in het midden. Hierdoor kan een vierkante as door het gat worden gestoken en kan de naafpositie van de sensor worden gewijzigd terwijl de as draait.
De behuizing van de sensor heeft twee montageboogsleuven waarmee de positie van de potentiometer nauwkeurig kan worden afgesteld tot 90o nadat deze aan de structuur van de robot is bevestigd. Dit kan worden bereikt door de bevestigingsschroeven los te draaien, de sensor af te stellen en vervolgens de schroeven weer vast te draaien.
De 3-draadssensoren zijn compatibel met de V5 Robot Brain of de Cortex. De kabel van de sensor kan worden verlengd met een 3-aderige verlengkabel.
Om de potentiometer te laten functioneren met de V5 Brain, moet de sensorkabel volledig in een V5 Brain 3-draads poort worden gestoken.
De potentiometer wordt geleverd in de Advance Sensor Kit of kan hier als 2-pack worden gekocht .
| Potentiometer | Sensorkabel volledig ingestoken |
Hoe de potentiometer werkt
De potentiometer functioneert doordat de variabele weerstand zijn waarde verandert terwijl een as de centrale naaf van de sensor roteert. Deze verandering in weerstand wijzigt het uitgangssignaal van de V5 Brain. Het geretourneerde ingangssignaal heeft een andere spanning. De V5 Brain kan in combinatie met een gebruikersprogramma deze verandering in spanning omzetten in het percentage ashoekrotatie of graden van asrotatie. Deze meting kan een waardestijging of -daling detecteren.
Een voordeel van de potentiometer is dat deze dezelfde meetwaarde retourneert, zelfs als de V5 Brain wordt uitgeschakeld en vervolgens weer wordt ingeschakeld. Als de as wordt rondgedraaid terwijl de Brain is uitgeschakeld, zal de waarde die de potentiometer retourneert hetzelfde zijn als wanneer Brain de hele tijd aan zou staan. Met andere woorden: de potentiometer zal altijd een waarde retourneren die afhankelijk is van de positie van de centrale hub. Dit is in tegenstelling tot de optische as-encoder, die elke keer dat de Brain wordt uitgeschakeld, zijn meetwaarde verliest.
De potentiometer moet worden gekoppeld aan een programmeertaal zoals V5of VEXcode Pro V5 om een gebruikersprogramma voor de hersenen te maken. Hiermee kan de verandering in signaalspanning worden gebruikt om het gedrag van de robot te besturen.
De centrale naaf van de Potentiometer kan worden gedraaid door een as 265o. Dit maakt de sensor ideaal voor het meten van een as met een beperkte rotatie, zoals een armas of een klauwgrijperas.
Forceer de potentiometer niet om verder dan 265ote draaien. Als de centrale naaf wordt geforceerd, kunnen de interne aanslagen van de sensor worden verbroken, waardoor de naaf vrij kan draaien. Als dit gebeurt, moet de sensor worden gerecycled/weggegooid, omdat de waarden dan niet waar zijn.
Het meetbereik van de Potentiometer kan worden uitgebreid door deze op de aangedreven as van een “koppel” overbrengingsverhouding te plaatsen en de as die wordt gemeten aan de aandrijfzijde van de verhouding te plaatsen. Als deze methode echter wordt gebruikt, zal de resolutie van de sensorwaarden niet zo groot zijn.
Als een as vrij roteert, moet een optische as-encoder worden gebruikt om de rotatie van de as te meten, en geen potentiometer.
Veelvoorkomend gebruik voor de potentiometer:
De twee toepassingen waarvoor potentiometers vaak worden gebruikt, zijn het regelen van de positie van een samenstel of het geven van variërende feedback aan de V5 Brain om een functie te selecteren of een variabele waarde te wijzigen. Enkele voorbeelden hiervan in de klas zijn:
Besturingspositie: De as voor het 84T-tandwiel (stap 32 V5 Clawbot build) op de arm van de V5 Clawbot kan worden vervangen door een langere as zodat een potentiometer op de as kan worden geplaatst en op de toren van de Clawbot kan worden gemonteerd (stappen 35, 36). Zodra de sensor op zijn plaats zit, kunnen de leerlingen worden uitgedaagd om de feedback van de sensor te gebruiken om de arm van de V5 Clawbot op 3 verschillende hoogtes te bewegen, te stoppen en vast te houden wanneer er knoppen op de V5-controller worden ingedrukt.
Variabelen/functies aanpassen: Een korte as kan door een potentiometer worden gestoken en met rubberen asringen aan de naaf van de sensor worden bevestigd. Vervolgens kan een klein onderdeel (zoals een Vergrendelingsstang voor de aandrijfas) aan de as worden toegevoegd om als knop te dienen.
Zodra dit geheel op de aandrijflijn van een robot is gemonteerd, kunnen de leerlingen worden uitgedaagd om de feedback van de sensor te gebruiken om de graden waarin de robot draait te veranderen. In dit geval zal de robot, elke keer dat het programma wordt uitgevoerd, een andere hoeveelheid draaien als de knop op de potentiometer naar een andere locatie wordt gedraaid.
Een andere leuke activiteit waarbij deze assemblage wordt gebruikt, is het verdelen van de door de potentiometer geretourneerde waarden in zeven bereiken. Daag de leerlingen uit om een gebruikersprogramma te maken, zodat wanneer de knop van het ene waardenbereik naar het volgende op de potentiometer wordt gedraaid, een andere dag van de week (of een ander leuk bericht) wordt weergegeven op het kleurentouchscreen van de V5 Brain.
Gebruik van een potentiometer op een wedstrijdrobot:
Verificatie van asbesturing: De encoders van de V5 Smart Motor zijn uitstekend geschikt voor het regelen van de rotatie van een as tijdens een wedstrijd. Er kunnen echter gevallen zijn waarin een potentiometer nuttig kan zijn om te controleren of een secundaire as in de juiste hoek draait. Er kan bijvoorbeeld een potentiometer worden toegevoegd aan de pols-as (stap 43, Flip build) van de “Hero”-robot - Flip.
In dit voorbeeld geeft de sensor feedback voor een autonoom programma om te verzekeren dat de kettingaandrijving voor de pols geen tand op het tandwiel van de pols heeft overgeslagen en gesynchroniseerd is met de encoder van de V5 Smart Motor.
Programmafunctieselectie: De V5 Brain, met zijn vermogen om 8 verschillende programma's vast te houden, kan veel geprogrammeerde routines bieden. Deze programma's kunnen vóór aanvang van een wedstrijd worden geselecteerd via het Brain's Touch Screen. Een potentiometer met een knop kan echter worden gebruikt om functies binnen een programma te selecteren of variabelen aan te passen op het laatste moment voordat de robot op het veld wordt gezet, zonder dat het beschermende schild van het touchscreen hoeft te worden verwijderd.
De knop op de potentiometer kan bijvoorbeeld van de ene kant (laag bereik) naar de andere kant (hoog bereik) worden gedraaid om de autonome routine van de robot te wisselen van een Blue Alliance-routine naar een Red Alliance-routine.