Przegląd silnika V5

Funkcjonować

Inteligentny silnik V5 jest produktem tysięcy godzin inżynierii i analiz mających na celu udoskonalenie przekładni, enkoderów, modułowych wkładów przekładni, a także płytki drukowanej, zarządzania temperaturą, pakowania i montażu. Ta przemyślana konstrukcja pozwala użytkownikom kontrolować kierunek, prędkość, przyspieszenie, położenie i moment obrotowy silnika, które obracają koła, ramiona, pazury lub dowolne ruchome elementy robota. Inteligentny silnik V5 dostarcza dane zwrotne dotyczące jego położenia, prędkości, prądu, napięcia, mocy, momentu obrotowego, wydajności i temperatury. 

Zawiera & ulepszeń

Zintegrowany system sterowania

  • Wewnętrzna płytka drukowana silnika V5 Smart Motor wykorzystuje pełny mostek H i własny mikrokontroler Cortex M0 do pomiaru położenia, prędkości, kierunku, napięcia, prądu i temperatury. Mikrokontroler obsługuje własny PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący) z kontrolą prędkości, położenia, momentu obrotowego, wzmocnienia wyprzedzającego i planowania ruchu podobnie jak w przypadku robotów przemysłowych. PID jest obliczany wewnętrznie z częstotliwością 10 milisekund, a wartości PID są wstępnie dostrajane przez firmę VEX w celu zapewnienia spójnej wydajności we wszystkich warunkach pracy. 
  • Użytkownicy mogą regulować wartości PID silnika, aby dostroić jego wydajność do bardziej zaawansowanych układów mechanicznych. Zaawansowani użytkownicy mogą ominąć wewnętrzny PID i przejąć bezpośrednią kontrolę za pomocą surowego, niezmienionego sterowania PWM (modulacja szerokości impulsu). PWM, podobnie jak sterowanie PID, nadal ma te same ograniczenia, które utrzymują stałą wydajność silnika.
  • Dodatkową kontrolę silnika V5 Smart zapewniają wewnętrzne enkodery. Mierzą one wielkość obrotu gniazda wału. Obrót jest podzielony na pewną liczbę kroków lub „taktów”, które dostarczają informacji zwrotnych na temat wielkości obrotu wału. Rozdzielczość enkodera jest określona przez wewnętrzną kasetę zębatą silnika.
Koder 1800 impulsów/obr. przy przełożeniach 36:1
900 impulsów/obr. przy przełożeniach 18:1
300 impulsów/obr. przy przełożeniach 6:1
  • Inteligentny silnik V5 jest całkowicie spójny w swojej wydajności. Silnik pracuje wewnętrznie przy napięciu nieco niższym niż minimalne napięcie akumulatora robota V5, a moc silnika jest dokładnie kontrolowana z dokładnością +/-1%. Oznacza to, że silnik będzie działał tak samo za każdym razem, niezależnie od poziomu naładowania akumulatora i temperatury silnika.
  • Wewnętrzna temperatura silnika jest monitorowana, aby zapewnić jego długą żywotność. Jeśli silnik zacznie się przegrzewać, pojawi się ostrzeżenie. Jeśli silnik osiągnie granicę temperatury, wydajność zostanie automatycznie zmniejszona, aby zapobiec uszkodzeniu. Silnik ma cztery poziomy reakcji na rosnącą temperaturę. Każdy poziom temperatury ogranicza prąd silnika: poziom 1 = 50% prądu, 2 = 25% prądu, 3 = 12,5% prądu, 4 = 0% prądu.

Dane zwrotne w panelu silnika

  • Silnik dokładnie oblicza moc wyjściową, wydajność i moment obrotowy. Podaje również swoje położenie i kąt z dokładnością do 0,02 stopnia. Te obliczenia i inne dane są raportowane i przedstawiane na wykresie na desce rozdzielczej silnika V5 Robot Brain, jak pokazano powyżej.

Uwaga:Upewnij się, że przełożenie wyświetlane w ramce Przekładnie w oknie silnika odpowiada inteligentnemu wkładowi silnika V5, z którym silnik jest sparowany. Wyświetlane przełożenie skrzyni biegów można zmienić, dotykając ramki Przekładnie na ekranie dotykowym.

  • Porty silnika V5 Smart Motor są podświetlone czerwoną diodą LED w celu komunikacji wizualnej.
Żadnego czerwonego światła Brak połączenia z włączonym urządzeniem V5 Brain.
Solidny czerwony Nawiązano połączenie z mózgiem V5, który jest włączony i komunikuje się.
Szybko miga na czerwono Wskazuje, który silnik jest podłączony do portu wybranego na ekranie informacji o urządzeniu V5 Brain.
Powolne miganie na czerwono Wskazuje, że wystąpił błąd komunikacji.
  • Wkładki gwintowane nr 8-32 silnika można obrócić w obudowie silnika, dzięki czemu będą one równo z obudową, a nie lekko wystawały. Jest to przydatne, gdy silnik nie będzie montowany bezpośrednio do kawałka metalu konstrukcyjnego. Umożliwi to na przykład montaż silnika za pomocą wsporników.
  • Dostępne są części zamienne silnika. Należą do nich wymiana pokrywy silnika V5 Smart Motor oraz wkładki gwintowane nr 8-32 V5 Smart Motor. Części, których można użyć do naprawy silnika, dzięki czemu nie ma konieczności wymiany całego silnika w przypadku jego uszkodzenia. 
  • W gnieździe wału silnika można umieścić wkładkę kwadratową o wysokiej wytrzymałości.

Jak poprawia komfort użytkownika

  • Oprócz kontroli i spójności, jaką zapewnia inteligentny silnik V5, silnik jest wyposażony w łatwe do wymiany wewnętrzne wkłady przekładni dla wyjściowych przełożeń 36:1 (100 obr./min) dla wysokiego momentu obrotowego & przy niskiej prędkości, 18:1 (200 obr./min) dla standardowych przełożeń do zastosowań w układzie napędowym i 6:1 (600 obr./min) dla niskiego momentu obrotowego & przy dużej prędkości, która jest najlepiej stosowana w przypadku rolek wlotowych, kół zamachowych i innych szybko poruszających się mechanizmów. Dzięki temu inteligentne silniki V5 są szybsze niż poprzednie silniki 393. Więcej informacji można znaleźć w artykule: Jak wymienić wkład przekładni silnika V5 Smart.
  • Podczas gdy silnik 393 utrzymywał jedynie 2,7 W mocy ciągłej i osiągał szczytową moc 3,93 W, stały poziom mocy 11 W zarówno podczas pracy szczytowej, jak i ciągłej zwiększa stabilność inteligentnego silnika V5. 
  • Gdy poziom naładowania akumulatora jest niski, inteligentny silnik V5 w dalszym ciągu zapewnia 100% mocy, w przeciwieństwie do silnika 393, który przy niskim poziomie naładowania akumulatora zmniejsza moc do zaledwie 51%. To znacznie poprawia spójność inteligentnego silnika V5, szczególnie w połączeniu z innymi wcześniej wyjaśnionymi ulepszeniami.
  • Jak wyjaśniono wcześniej, inteligentny silnik V5 dostarcza dane zwrotne dotyczące położenia, prędkości, prądu, momentu obrotowego, temperatury itp. Jest to duża poprawa w stosunku do silnika 393, który dostarczał jedynie informacji zwrotnych związanych z jego położeniem. System sprzężenia zwrotnego V5 Smart Motor zapewnia użytkownikowi informacje potrzebne do późniejszej iteracji robota i programu. Są to cenne możliwości uczenia się dla nowych studentów robotyki, którzy mogą następnie uwzględnić te czynniki w swoich projektach, oraz dla bardziej doświadczonych studentów robotyki, którzy mogą wizualnie zobaczyć zależności i dynamikę w funkcjonowaniu silnika.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: