Opis
Czujnik obrotu to jeden z najnowocześniejszych czujników V5 zaprojektowanych z myślą o pełnej integracji z platformą robotyki V5.
Opis
Czujnik obrotu może mierzyć następujące wartości:
- Pozycja obrotowa
- Suma obrotów
- Prędkość obrotowa
Położenie obrotowe mierzone jest w zakresie od 0° do 360° z dokładnością do 0,088. Kąt jest określony bezwzględnie i nie zostaje utracony po wyłączeniu robota.
Obroty to liczba obrotów do przodu lub do tyłu i w razie potrzeby można je zresetować do zera. Wartość obrotu nie jest zapisywana, gdy robot jest wyłączony.
Prędkość wału mierzona jest przez czujnik w stopniach na sekundę.
Czujnik obrotu jest kompatybilny z wałami VEX o średnicy 1/8” i 1/4” .
Obudowa tego czujnika posiada otwór na trzpień dostosowany do wału 1/4” VEX. Ten otwór wału może obracać się w obudowie czujnika.
Obudowa czujnika posiada również otwór montażowy na śrubę, który przechodzi na wylot przez obudowę i jest przeznaczony do montażu śruby 8-32.
Uwaga: Czujnik obrotu jest wyposażony w dwie metalowe wkładki, które można włożyć w otwór na trzpień ¼”, aby pomieścić wały VEX ⅛”.
Aby czujnik rotacji działał z robotem V5 Robot Brain, inteligentny port V5 czujnika i inteligentny port robota V5 Robot Brain muszą być połączone za pomocą kabla V5 Smart Cable. Czujnik obrotu będzie współpracował z dowolnym z 21 inteligentnych portów robota V5. Podłączając kabel Smart Cable V5 do portów, upewnij się, że złącze kabla jest całkowicie włożone do portu i zatrzask blokujący złącza jest całkowicie zatrzaśnięty.
Jak działa czujnik obrotu
Pozycja piasty wału obrotowego czujnika obrotu jest przetwarzana na sygnały elektryczne (za pomocą czujnika Halla). Wewnętrzna elektronika czujnika przekształca te sygnały na sygnały wyjściowe, które odbierane są jako dane wejściowe przez mózg V5.
Jak wspomniano wcześniej, czujnik obrotu zapamięta swoją pozycję obrotową od 0 do 360 stopni, nawet jeśli zostanie odłączone zasilanie. Pod tym względem działa on podobnie do potencjometru 3-żyłowego . Jednak w przeciwieństwie do potencjometru może on obracać się w sposób ciągły i mierzyć wiele obrotów wału, podobnie jak -żyłowy optyczny enkoder wału.
Czujnik obrotowy łączy w sobie najlepsze cechy czujników 3-przewodowych w zaktualizowanym pakiecie, który można łatwo zamontować na metalowej konstrukcji i wykorzystuje inteligentne porty V5 Brain.
Czujnik obrotu należy sparować z językiem programowania, takim jak VEXcode V5 lub VEXcode Pro V5 aby utworzyć program użytkownika dla robota V5 Robot Brain, który będzie wykorzystywał odczyty czujnika do sterowania zachowaniem robota.
Brain V5 w połączeniu z programem użytkownika może być używany z czujnikiem obrotu w celu:
- Ustaw pozycję czujnika obrotu na określony stopień, na przykład 0 stopni.
- Zmierz kąt w stopniach, o jaki wał obrócił się w zakresie od 0 do 360.
- Zmierz położenie poprzez obrót wału lub całkowitą liczbę stopni obrotu wału.
- Zmierz prędkość wału w stopniach na sekundę (dps) lub obrotach na minutę (rpm).
Konfiguracja czujnika obrotu
Umiejscowienie: Aby czujnik obrotu działał, musi mieć wałek włożony przez otwór na wał. Pamiętaj, aby bezpiecznie przymocować czujnik za pomocą śruby nr 8-32 przez otwór montażowy.
Należy zachować szczególną ostrożność, aby upewnić się, że wał jest wyrównany z otworami konstrukcyjnymi, łożyskami i otworem wału czujnika, tak aby nie było żadnych wiązań, które utrudniałyby obracanie się wału.
Odczyt wartości czujnika obrotu: Aby zobaczyć informacje zwracane przez czujnik obrotu, warto skorzystać z ekranu Informacje o urządzeniu (panelu kontrolnego) w urządzeniu V5 Robot Brain. Można to zrobić za pomocą czujnika podłączonego do Brain, wykonując następujące czynności:
Zdejmij magnetyczną osłonę ekranu V5 Brain, włącz Brain i dotknij ikony Urządzenia.
Wybierz ikonę czujnika obrotu na ekranie Informacje o urządzeniu.
Informacje o urządzeniu dotyczące czujnika obrotu będą wyświetlać kąt obrotu wału, liczbę obrotów obrotu wału oraz prędkość (prędkość) wału. Wybranie części ekranu z opcją „Ustaw zero” spowoduje zresetowanie wartości do zera.
Uwaga: Upewnij się, że w urządzeniu V5 Robot Brain jest zainstalowana najnowsza wersja oprogramowania .
Dodawanie czujnika obrotu jako urządzenia w VEXcode V5
Jeśli czujnik jest używany w języku programowania, należy go skonfigurować w tym języku. W przypadku VEXcode V5 i VEXcode Pro V5można to zrobić za pomocą funkcji „Dodaj urządzenie”. Aby dać przykład, poniższe kroki dodadzą czujnik obrotu jako urządzenie w VEXcode V5.
Wybierz ikonę Urządzenia.
Wybierz „Dodaj urządzenie”.
Wybierz „OBRÓT”.
Wybierz inteligentny port, do którego podłączony jest czujnik obrotu w robot Brain V5.
Po wybraniu portu wybierz „GOTOWE”.
Uwaga: Istnieje możliwość zmiany nazwy czujnika obrotu w oknie tekstowym z Obrót1 na inną nazwę oraz możliwość zmiany kierunku, w którym czujnik mierzy obrót.
Po dodaniu czujnika obrotu do programu użytkownika dostępny będzie nowy zestaw poleceń czujnika.
Uwaga: Istnieje różnica pomiędzy ustawieniem 0 na desce rozdzielczej a ustawieniem 0 w kodzie. Podczas korzystania z deski rozdzielczej pozycja zerowa jest zapisywana w czujniku obrotu i jest utrzymywana w przypadku utraty zasilania. Gdy w kodzie ustawiona jest wartość 0, nie będzie ona zachowywana po wyłączeniu V5 Brain.
Aby uzyskać więcej informacji na temat poleceń z kategorii „Czuwanie” dotyczących czujnika obrotu, zapoznaj się z informacjami Pomocy (Bloki, projekt lub Projekt Python).
Typowe zastosowania czujnika obrotu
Czujnik obrotu może generować pomiary, które można wykorzystać do zmiany zachowania robota.
Tych funkcji można używać z:
- Opcja „Informacje o urządzeniu” w Robot Brain V5.
- Korzystając z przykładowego projektu „Rotation Sensing” znajdującego się w opcji „Otwórz przykłady” w menu Plik VEXcode V5.
- Napisanie niestandardowego programu użytkownika za pomocą jednego z programów VEXcode.
Jak wspomniano wcześniej, czujnik obrotu może mierzyć kąt wału, położenie wału i prędkość obrotu wału. Inteligentne silniki V5 mają również doskonałe wewnętrzne enkodery, które mogą mierzyć niektóre z tych samych wartości.
Niemniej jednak istnieje wiele zastosowań, w których czujnik obrotu może zapewnić dodatkowe cenne odczyty. Ogromną zaletą może być także możliwość podania przez czujnik obrotu wartości bezwzględnej (wartości, która nie ulegnie zmianie po wyłączeniu mózgu robota).
Oto kilka przykładów:
-
Pozycja sterująca: Wał przekładni 84T (krok 32, Budowa V5 Clawbota) znajdujący się na ramieniu V5 Clawbota można wymienić na wał dłuższy dzięki czemu czujnik obrotu można umieścić na wale i zamontować na wieży Clawbota (kroki 35, 36). Dzięki temu V5 Brain będzie zawsze wiedział, pod jakim kątem znajduje się ramię Clawbota.
Uwaga: dolny sześciokątny element ustalający nakrętki w kroku 23 należy wymienić na łożysko płaskie , aby zmieścił się w nim otwór montażowy czujnika obrotu.Po umieszczeniu czujnika uczniowie mogą zostać poproszeni o wykorzystanie informacji zwrotnych z czujnika do poruszania się, zatrzymywania i trzymania ramienia Clawbota V5 na 3 różnych wysokościach po naciśnięciu przycisków na kontrolerze V5.
-
Odczyt stosunku wejścia/wyjścia: Innym świetnym zastosowaniem czujnika obrotu w klasie jest badanie przełożeń koła zębatego i przekładni . Czujnik obrotu można umieścić na wale wyjściowym po „napędzanej” stronie przełożenia koło łańcuchowe/przekładnia. Do zarejestrowania oczekiwanego odczytu wyjściowego czujnika obrotu można zastosować współczynnik przeniesienia mocy 1:1, gdy inteligentny silnik V5 jest ustawiony na określoną moc/prędkość po stronie „napędowej” wału wejściowego. Następnie można zestawić różne współczynniki, a oczekiwany wynik współczynnika można porównać z odczytem rzeczywistego wyjścia.
Zastosowanie czujnika obrotu w robocie konkursowym
Czujnik rotacji zapewni robotom wyczynowym doskonałą przewagę konkurencyjną. Możliwość pomiaru kąta, położenia i prędkości wału zapewni wiele informacji umożliwiających kontrolowanie zachowania robota, takich jak:
- Prędkość koła zamachowego: Niektóre zaawansowane konstrukcje koła zamachowego wykorzystują system zapadkowy do napędzania koła zamachowego, które rzuca piłką. Dzieje się tak, gdy silnik V5 Smart Motor nie dostarcza mocy do koła zamachowego, koło zamachowe może się swobodnie obracać, zamiast tracić energię na skutek oporu silnika. W tego typu konstrukcji czujnik obrotu zastosowany na wale koła zamachowego może stanowić dobrą metodę pomiaru i kontroli jego prędkości.
- Izolowane koło/czujnik obrotu: Może zaistnieć sytuacja (pchanie elementów gry lub inne czynniki), w której robot może doświadczyć poślizgu koła napędowego. Gdy tylko koła napędzane silnikiem V5 Smart Motor zaczną się ślizgać, wartości z enkoderów silnika tracą ważność. W takim przypadku do podwozia robota można dodać izolowane koło dookólne z czujnikiem obrotu na wale, aby dokładnie mierzyć ruch robota. Wskazane jest, aby ten zespół koła był obciążony „sprężyną” za pomocą gumek lub rurek lateksowych. Taka konstrukcja umożliwi utrzymanie koła pomiarowego odpowiedniego kontaktu z powierzchnią pola bez konieczności odrywania kół napędowych od podłoża.
-
Przykład gry: W grze Change Up, rozgrywanej w ramach zawodów VEX Robotics Competition 2020–2021, na trzonie ramienia robota można umieścić czujnik rotacji i zaprogramować go tak, aby poruszał się dokładnie na wysokość górnej części bramek w celu zdobycia bramki kulki.
Niezależnie od tego, do czego wykorzystamy czujnik obrotu VEX, nie ma wątpliwości, że będzie on mile widzianym nabytkiem dla zespołów. Funkcja wartości czujnika jest otwarta dla wyobraźni użytkownika.
Czujnik obrotu jest dostępny na stronie internetowej VEX.