Przegląd silnika V5

Funkcjonować

Silnik V5 Smart jest wynikiem tysięcy godzin prac inżynieryjnych i analiz mających na celu udoskonalenie kół zębatych, enkoderów, modułowych wkładek przekładniowych, 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 kołami, ramionami, pazurami lub dowolnym ruchomym elementem robota. Silnik V5 Smart Motor dostarcza dane zwrotne dotyczące jego położenia, prędkości, prądu, napięcia, mocy, momentu obrotowego, sprawności 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 pozycji, prędkości, kierunku, napięcia, prądu i temperatury. Mikrokontroler posiada własny PID (proporcjonalno-całkująco-pochodny) z kontrolą prędkości, położenia, momentu obrotowego, wzmocnienia ze sprzężeniem do przodu i planowaniem ruchu, podobnie jak w przypadku robotów przemysłowych. PID jest wewnętrznie obliczany z częstotliwością 10 milisekund, a wartości PID są wstępnie dostrojone przez VEX, aby zapewnić stałą wydajność we wszystkich warunkach pracy.
• Użytkownicy mogą dostosować wartości PID silnika, aby dostosować jego wydajność do bardziej zaawansowanych systemów 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 zapewniają stałą wydajność silnika.
• Dodatkową kontrolę nad silnikiem V5 Smart zapewniają wewnętrzne enkodery. Mierzą one wielkość obrotu gniazda wału. Obrót jest podzielony na kilka kroków lub „taktów”, które dostarczają informacji zwrotnej na temat wartości obrotu wału. Rozdzielczość enkodera jest określona przez wewnętrzną wkładkę przekładni silnika.

• Silnik V5 Smart Motor jest całkowicie spójny pod względem wydajności. Silnik pracuje wewnętrznie przy napięciu nieco niższym niż minimalne napięcie akumulatora robota V5, a moc silnika jest dokładnie kontrolowana do +/-1%. Oznacza to, że silnik będzie działał tak samo za każdym razem, niezależnie od poziomu naładowania akumulatora czy temperatury silnika.
• Temperatura wewnętrzna silnika jest monitorowana, aby zapewnić jego trwałość. Jeśli silnik zaczyna się przegrzewać, pojawia się ostrzeżenie. Jeśli silnik osiągnie granicę temperatury, wydajność jest automatycznie zmniejszana, aby zapewnić, że nie wystąpią żadne uszkodzenia. Silnik ma cztery poziomy reakcji na wzrost temperatury. Każdy poziom temperatury ogranicza prąd silnika: poziom 1 = 50% prądu, 2 = 25% prądu, 3 = 12,5% prądu, 4 = 0% prądu.

Dane sprzężenia zwrotnego w tablicy rozdzielczej silnika

• Silnik dokładnie oblicza moc wyjściową, sprawność i moment obrotowy. Podaje również swoje położenie i kąt z dokładnością do 0,02 stopnia. Te obliczenia i inne dane są zgłaszane i przedstawiane na wykresach na tablicy rozdzielczej silnika robota V5, jak pokazano powyżej.

Uwaga: Upewnij się, że przełożenie wyświetlane w ramce Przekładnie w oknie silnika odpowiada wkładowi inteligentnego silnika V5, z którym jest sparowany silnik. Wyświetlanie przełożenia można zmienić, dotykając ramki Gears na ekranie dotykowym.

• Porty silnika V5 Smart Motor są podświetlone czerwoną diodą LED do komunikacji wizualnej.

• Wkładki gwintowane silnika #8-32 można odwrócić 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. Na przykład pozwoli to na zamontowanie silnika za pomocą dystansów.
• Jest części zamienne dla silnika. Obejmują one wymianę nasadki inteligentnego silnika V5 i wkładki gwintowane inteligentnego silnika V5 #8-32. Części, których można użyć do naprawy silnika, dzięki czemu nie trzeba wymieniać całego silnika, gdy jest uszkodzony.
• Gniazdo wału silnika może pomieścić wkładkę kwadratową o wysokiej wytrzymałości.

Jak to poprawia wrażenia użytkownika

• Oprócz kontroli i spójności, które zapewnia inteligentny silnik V5, silnik ma łatwe do wymiany wewnętrzne wkłady zębate dla wyjściowych przełożeń 36:1 (100 obr./min) dla wysokiego momentu obrotowego & niska prędkość, 18:1 (200 obr./min) dla standardowego przełożenia w zastosowaniach z układem napędowym i 6:1 (600 obr./min) dla niskiego momentu & wysokiej prędkości, która jest najlepsza używany do rolek wlotowych, kół zamachowych lub innych szybko poruszających się mechanizmów. Dzięki temu silniki V5 Smart są szybsze niż poprzednie silniki 393.Aby uzyskać więcej informacji, zobacz: Jak zmienić wkład z przekładnią Smart Motor V5.
• Podczas gdy silnik 393 utrzymał tylko 2,7 wata mocy ciągłej i osiągnął 3,93 wata, stałe poziomy mocy 11 watów zarówno podczas szczytowej, jak i ciągłej wydajności zwiększają stabilność inteligentnego silnika V5.
• Podczas gdy bateria jest słaba, silnik V5 Smart Motor nadal dostarcza 100% mocy, w przeciwieństwie do silnika 393, który obniżył moc do zaledwie 51% w warunkach niskiego poziomu naładowania akumulatora. To znacznie poprawia spójność inteligentnego silnika V5, szczególnie w połączeniu z innymi wcześniej wyjaśnionymi ulepszeniami.
• Jak wyjaśniono wcześniej, inteligentny silnik V5 zapewnia dane zwrotne dotyczące położenia, prędkości, prądu, momentu obrotowego, temperatury itp. Jest to wielka poprawa w stosunku do silnika 393, który zapewniał tylko informacje zwrotne związane z jego położeniem. System sprzężenia zwrotnego silnika V5 Smart Motor dostarcza użytkownikowi informacji potrzebnych do późniejszej iteracji robota i programu. Są to cenne możliwości uczenia się dla nowych uczniów robotyki, którzy mogą następnie uwzględnić te czynniki w swoich projektach, a także dla bardziej doświadczonych uczniów robotyki, którzy mogą wizualnie zobaczyć zależności i dynamikę w funkcjonowaniu silnika.