Обзор двигателя V5

Функция

V5 Smart Motor — это результат тысяч часов проектирования и анализа, направленных на совершенствование зубчатых передач, энкодеров, модульных картриджей, а также печатной платы, терморегулирования, упаковки и монтажа. Эта продуманная конструкция позволяет пользователям контролировать направление, скорость, ускорение, положение и крутящий момент двигателя, которые вращают колеса, руки, когти или любой подвижный компонент робота. Интеллектуальный двигатель V5 предоставляет данные обратной связи о своем положении, скорости, токе, напряжении, мощности, крутящем моменте, эффективности и температуре. 

Особенности & улучшений

Интегрированная система управления

• Внутренняя плата V5 Smart Motor использует полный H-мост и собственный микроконтроллер Cortex M0 для измерения положения, скорости, направления, напряжения, тока и температуры. Микроконтроллер управляет собственным ПИД-регулированием (пропорционально-интегрально-производным) с контролем скорости, положения, крутящего момента, усиления прямой связи и планирования движения, аналогично промышленным роботам. ПИД-регулятор рассчитывается внутри компании с частотой 10 миллисекунд, а значения ПИД-регулятора предварительно настраиваются компанией VEX для обеспечения стабильной производительности во всех рабочих условиях. 
• Пользователи могут регулировать значения ПИД-регулятора двигателя, чтобы настроить его производительность для более совершенных механических систем. Опытные пользователи могут обойти внутренний ПИД-регулятор и получить прямое управление с помощью необработанного, неизмененного управления ШИМ (широтно-импульсной модуляцией). ШИМ, как и ПИД-регулятор, по-прежнему имеет те же ограничения, которые обеспечивают постоянство производительности двигателя.
• Дополнительное управление двигателем V5 Smart осуществляется с помощью внутренних энкодеров. Они измеряют величину вращения гнезда вала. Вращение разделено на несколько шагов или «тактов», которые обеспечивают обратную связь о том, насколько повернут вал. Разрешение энкодера определяется внутренней шестерней двигателя.

• V5 Smart Motor полностью стабилен в своих характеристиках. Двигатель работает при немного более низком напряжении, чем минимальное напряжение батареи робота V5, а мощность двигателя контролируется с точностью до +/- 1%. Это означает, что двигатель будет работать одинаково каждый раз, независимо от заряда аккумулятора или температуры двигателя.
• Внутренняя температура двигателя контролируется, чтобы обеспечить его долговечность. Если мотор начинает перегреваться, появляется предупреждение. Если двигатель достигает предела температуры, производительность автоматически снижается во избежание повреждений. Мотор имеет четыре уровня реакции на повышение температуры. Каждый уровень температуры ограничивает ток двигателя: уровень 1 = ток 50 %, 2 = ток 25 %, 3 = ток 12,5 %, 4 = ток 0 %.

Данные обратной связи на панели управления двигателем

• Двигатель точно рассчитывает выходную мощность, КПД и крутящий момент. Он также сообщает о своем положении и угле с точностью до 0,02 градуса. Эти расчеты и другие данные отображаются и отображаются на приборной панели двигателя V5 Robot Brain, как показано выше.

Примечание:Убедитесь, что передаточное число, отображаемое в рамке «Шестерни» в окне двигателя, соответствует смарт-картриджу двигателя V5, с которым соединен двигатель. Отображение передаточного числа можно изменить, коснувшись рамки «Шестерни» на сенсорном экране.

• Порты V5 Smart Motor подсвечиваются красным светодиодом для визуальной связи.

• Резьбовые вставки № 8-32 двигателя можно перевернуть в корпусе двигателя, и это сделает их заподлицо с корпусом, а не слегка выступающими. Это полезно, когда двигатель не будет крепиться непосредственно к металлической конструкции. Например, это позволит установить двигатель с помощью стоек.
• Для двигателя имеется запасных частей. К ним относятся замена крышки двигателя V5 Smart Motor и резьбовые вставки V5 Smart Motor #8-32. Детали, которые можно использовать для ремонта двигателя, поэтому в случае повреждения не требуется заменять весь двигатель. 
• В гнездо вала двигателя можно установить высокопрочную вставку квадратной шестерни.

Как это улучшает пользовательский опыт

• Помимо контроля и стабильности, которые обеспечивает двигатель V5 Smart Motor, двигатель оснащен легко заменяемыми внутренними зубчатыми блоками с передаточным числом на выходе 36:1 (100 об/мин) для высокого крутящего момента & низкой скорости, 18:1 (200 об/мин). для стандартного передаточного числа для трансмиссии и 6:1 (600 об/мин) для низкого крутящего момента & высокой скорости, которую лучше всего использовать для впускных роликов, маховиков или других быстро движущихся механизмов. Это делает V5 Smart Motors быстрее, чем предыдущие модели 393 Motors. Для получения дополнительной информации см.: Как заменить картридж редуктора двигателя V5 Smart Motor Gear.
• В то время как двигатель 393 поддерживал постоянную мощность всего 2,7 Вт и достигал пиковой мощности 3,93 Вт, постоянные уровни мощности 11 Вт как во время пиковой, так и в непрерывной работе повышают стабильность двигателя V5 Smart Motor. 
• Пока батарея разряжена, V5 Smart Motor продолжает выдавать 100% мощности, в отличие от двигателя 393, мощность которого снижается до 51% при низком заряде батареи. Это значительно улучшает согласованность работы V5 Smart Motor, особенно в сочетании с другими ранее описанными улучшениями.
• Как объяснялось ранее, интеллектуальный двигатель V5 предоставляет данные обратной связи, связанные с положением, скоростью, током, крутящим моментом, температурой и т. д. Это значительное улучшение по сравнению с двигателем 393, который обеспечивал обратную связь только по своему положению. Система обратной связи V5 Smart Motor предоставляет пользователю информацию, необходимую для последующей доработки своего робота и программы. Это ценные возможности обучения для начинающих студентов, изучающих робототехнику, которые затем смогут учитывать эти факторы в своих проектах, а также для более опытных студентов, изучающих робототехнику, которые могут визуально видеть взаимосвязи и динамику в работе двигателя.