Beschrijving
De Rotation Sensor is een van de krachtige V5-sensoren die zijn ontworpen voor volledige integratie met het V5-roboticaplatform.
Beschrijving
De rotatiesensor kan de volgende waarden meten:
- Roterende positie
- Totaal aantal rotaties
- Rotatiesnelheid
De rotatiepositie wordt gemeten van 0° tot 360° met een nauwkeurigheid van 0,088. De hoek wordt absoluut bepaald en gaat niet verloren als de robot wordt uitgeschakeld.
Rotaties is het aantal omwentelingen vooruit of achteruit, en kan indien nodig op nul worden gezet. De rotatiewaarde wordt niet opgeslagen wanneer de robot wordt uitgeschakeld.
De assnelheid wordt door de sensor gemeten in graden per seconde.
De rotatiesensor is compatibel met zowel de 1/8” als de 1/4” VEX-assen.
De behuizing van deze sensor heeft een asgat dat geschikt is voor de 1/4” VEX-as. Dit asgat kan roteren binnen de behuizing van de sensor.
De sensorbehuizing heeft ook een schroefbevestigingsgat dat volledig door de behuizing heen loopt en plaats biedt aan #8-32 schroeven om de sensor te monteren.
Opmerking: De rotatiesensor wordt geleverd met twee metalen asinzetstukken die in het ¼” asgat kunnen worden gestoken om plaats te bieden aan de ⅛” VEX-assen.
De breedte van de rotatiesensor maakt het mogelijk om deze in een stuk van C-kanaalte nestelen.
Om de rotatiesensor te laten functioneren met de V5 Robot Brain, moeten de V5 Smart Port van de sensor en de Smart Port van een V5 Robot Brain worden aangesloten met een V5 Smart Cable. De rotatiesensor werkt met elk van de 21 Smart Ports op het V5 Robot Brain. Wanneer u een V5 Smart Cable op de poorten aansluit, zorg er dan voor dat de connector van de kabel volledig in de poort is gestoken en dat het vergrendelingslipje van de connector volledig vastzit.
Hoe de rotatiesensor werkt
De positie van de roterende asnaaf van de rotatiesensor wordt omgezet in elektrische signalen (met behulp van een Hall-effectsensor). De interne elektronica van de sensor zet deze signalen om in uitgangssignalen die als invoer door de V5 Brain worden ontvangen.
Zoals eerder vermeld onthoudt de rotatiesensor zijn rotatiepositie van 0 tot 360 graden, zelfs als de stroom is uitgeschakeld. In dat opzicht werkt het dus vergelijkbaar met een 3-draads potentiometer. In tegenstelling tot een potentiometer kan deze echter ook continu roteren en vele asrotaties meten, net als een 3-draads optische asencoder.
De rotatiesensor combineert de beste eigenschappen van de 3-draads sensoren in een vernieuwd pakket dat eenvoudig met structureel metaal kan worden gemonteerd en gebruikmaakt van de Smart Ports van de V5 Brain.
De rotatiesensor moet worden gekoppeld aan een programmeertaal zoals VEXcode V5 of VEXcode Pro V5 om een gebruikersprogramma voor de V5 Robot Brain te maken. Hiermee kan de sensormeting worden gebruikt om het gedrag van de robot te besturen.
De V5 Brain kan in combinatie met een gebruikersprogramma met de rotatiesensor worden gebruikt om:
- Stel de positie van de rotatiesensor in op een bepaalde graad, bijvoorbeeld 0 graden.
- Meet de hoek in graden waarmee een as is gedraaid tussen 0 en 360.
- Meet de positie aan de hand van het aantal omwentelingen van een as of het totale aantal gedraaide graden van de as.
- Meet de assnelheid in graden per seconde (dps) of omwentelingen per minuut (rpm).
Instellen van de rotatiesensor
Plaatsing: Om te kunnen functioneren moet er in de rotatiesensor een as door het asgat worden gestoken. Zorg ervoor dat u de sensor stevig bevestigt met een #8-32 schroef in het montagegat.
Er moet speciale zorg worden besteed om ervoor te zorgen dat de as is uitgelijnd met de structurele gaten, lagers en het asgat van de sensor, zodat er geen binding is die het draaien van de as verhindert.
Rotatiesensorwaarden lezen: Het is handig om het scherm Apparaatinfo (dashboard) op de V5 Robot Brain te gebruiken om te zien welke informatie de rotatiesensor retourneert. Dit kan gedaan worden met de sensor aangesloten op de Brain met de volgende stappen:
Verwijder de V5 Brain Magnetic Screen Protector, schakel de Brain in en raak het pictogram Apparaten aan.
Selecteer het pictogram Rotatiesensor op het scherm Apparaatinfo.
De apparaatinformatie voor de rotatiesensor geeft de hoek weer waarin een as is gedraaid, het aantal rotaties dat de as heeft gedraaid en de assnelheid (snelheid). Als u het gedeelte van het scherm met 'Set Zero' selecteert, worden de waarden teruggezet op nul.
Opmerking: Zorg ervoor dat de V5 Robot Brain de nieuwste versie van firmware heeft
De rotatiesensor toevoegen als apparaat in VEXcode V5
Wanneer een sensor met een programmeertaal wordt gebruikt, moet deze binnen die taal worden geconfigureerd. Met VEXcode V5 en VEXcode Pro V5kunt u dit doen via de functie 'Apparaat toevoegen'. Om hiervan een voorbeeld te geven, zullen de volgende stappen de rotatiesensor toevoegen als apparaat binnen VEXcode V5.
Selecteer het pictogram Apparaten.
Selecteer 'Een apparaat toevoegen'.
Selecteer 'ROTATIE'.
Selecteer de Smart Port waarop de rotatiesensor is aangesloten op de V5 Robot Brain.
Zodra de poort is gekozen, selecteert u 'GEREED'.
Opmerking: Er is een optie om de naam van de Rotatiesensor in het tekstvenster te veranderen van Rotatie1 naar een andere naam en een optie om de richting te veranderen waarin de sensor de rotatie meet.
Zodra de Rotatiesensor aan uw gebruikersprogramma is toegevoegd, komt er een nieuwe set sensoropdrachten beschikbaar.
Opmerking: Er is een verschil tussen instelling 0 in het dashboard en instelling 0 in code. Bij gebruik van het dashboard wordt de nulpositie opgeslagen in de rotatiesensor en blijft behouden wanneer de stroom uitvalt. Als 0 in code is ingesteld, wordt deze niet gehandhaafd als de V5 Brain wordt uitgeschakeld.
Voor meer informatie over de opdrachten uit de categorie 'Sensing' met betrekking tot de rotatiesensor, raadpleegt u de Help-informatie (Blocks project of Python project).
Veelvoorkomende toepassingen van de rotatiesensor
De Rotatiesensor kan metingen uitvoeren waarmee het gedrag van de robot kan worden veranderd.
Deze functies kunnen worden gebruikt met:
- De optie 'Apparaatinfo' op de V5 Robot Brain.
- Met behulp van het voorbeeldproject 'Rotation Sensing' gevonden in de optie 'Open voorbeelden' in het menu Bestand van VEXcode V5.
- Een gebruikersprogramma op maat schrijven met een van de VEXcode-programma's.
Zoals eerder vermeld, kan de rotatiesensor de ashoek, aspositie en snelheid van de asrotatie meten. De V5 Smart Motors hebben ook uitstekende interne encoders die enkele van deze zelfde waarden kunnen meten.
Niettemin zijn er veel toepassingen waarbij de rotatiesensor aanvullende waardevolle meetwaarden kan opleveren. Ook kan het vermogen van de rotatiesensor om een absolute waarde te leveren (een waarde die niet verandert nadat de hersenen van de robot zijn uitgeschakeld) een groot voordeel zijn.
Enkele voorbeelden 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 rotatiesensor op de as kan worden geplaatst en op de toren van de Clawbot kan worden gemonteerd (stappen 35, 36). Hierdoor weet de V5 Brain altijd de hoek van de arm van de Clawbot.
Opmerking: de onderste Zeskantmoerhouder in stap 23 moet worden vervangen door een plat lager om plaats te bieden aan het montagegat van de rotatiesensor.Zodra de sensor op zijn plaats zit, kunnen 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.
-
Input/Output-verhouding lezen: Een ander goed gebruik van een rotatiesensor in de klas is bij de studie van tandwielen en overbrengingsverhoudingen. Op de uitgaande as van de “aangedreven” zijde van het tandwiel/overbrengingsverhouding kan een Rotatiesensor worden geplaatst. Er kan een krachtoverdrachtsverhouding van 1:1 worden gebruikt om een verwachte uitgangswaarde voor de rotatiesensor vast te leggen wanneer de V5 Smart Motor is ingesteld op een bepaald vermogen/snelheid voor de “aandrijfzijde” van de ingaande as. Vervolgens kunnen verschillende verhoudingen worden samengesteld en kan de verwachte output voor de verhouding worden vergeleken met de waarde voor de werkelijke output.
Toepassingen van de rotatiesensor op een wedstrijdrobot
De rotatiesensor zal een uitstekend concurrentievoordeel bieden voor wedstrijdrobots. De mogelijkheid om de ashoek, positie en assnelheid te meten zal veel informatie opleveren om het gedrag van de robot te controleren, zoals:
- Vliegwielsnelheid: Sommige geavanceerde vliegwielontwerpen gebruiken een ratelsysteem om het vliegwiel aan te drijven dat een balspelstuk gooit. Dit wordt gedaan zodat terwijl er geen stroom wordt toegepast op het vliegwiel door de V5 Smart Motor, het vliegwiel vrij kan draaien in plaats van energie te verliezen aan de weerstand van de motor. Bij dit type ontwerp kan een rotatiesensor die op de as van het vliegwiel wordt gebruikt een goede methode bieden voor het meten en regelen van de snelheid ervan.
- Geïsoleerd wiel/rotatiesensor: Er kan zich een geval voordoen (duwen van spelstukken of andere factoren) waarbij een robot het slippen van het aandrijfwiel ervaart. Zodra de door een V5 Smart Motor aangedreven wielen beginnen te slippen, zijn de waarden van de encoders van de motor niet langer geldig. In dit geval kan een geïsoleerd omnidirectioneel wiel met een rotatiesensor op de as aan het chassis van de robot worden toegevoegd om de beweging van de robot nauwkeurig te meten. Het is raadzaam om dit wielsamenstel “veer” te laten belasten door het gebruik van elastiekjes of latexslangen. Dankzij dit ontwerp kan het meetwiel voldoende contact houden met het veldoppervlak zonder de aandrijfwielen van de vloer te tillen.
-
Spelvoorbeeld: In het VEX Robotics Competitiespel 2020 - 2021, Change Up, kan een rotatiesensor op de as van de arm van de robot worden geplaatst en deze kan worden geprogrammeerd om naar de exacte hoogte van de bovenkant van de doelen te bewegen om te scoren ballen.
Ongeacht waarvoor de VEX Rotatiesensor wordt gebruikt, het is ongetwijfeld een welkome aanvulling voor teams. De functie van de sensorwaarden staat open voor de verbeelding van de gebruiker.
De rotatiesensor is beschikbaar op de VEX-website.