Понимание производительности интеллектуального двигателя V5 (11 Вт)

Умный мотор

Умный двигатель V5 (11 Вт) должен был быть идеальным, чтобы V5 добился успеха. На разработку этого двигателя ушли тысячи часов проектирования и анализа. Все должно работать вместе: двигатель, шестерни, энкодер, модульный картридж редуктора, печатная плата, система терморегулирования, упаковка и монтаж. Пользователи могут контролировать направление, скорость, ускорение, положение и предел крутящего момента двигателя.

blobid0.png

Последовательность – это название игры. Программное обеспечение ограничивает максимальную скорость двигателя, что не только делает производительность разных двигателей более согласованной, но и позволяет двигателю работать на максимальной скорости под нагрузкой. Фактически, двигатель способен работать на максимальной скорости до тех пор, пока не достигнет примерно 60% пиковой мощности (12,75 Вт) или 35% крутящего момента (2,1 Нм).

Двигатель также способен производить мощность 11 Вт+ в 30% диапазона скоростей, что дает командам VEX Robotics Competition беспрецедентную мощность.

Внутренняя плата

Конструкция внутреннего редуктора интеллектуального двигателя V5 (11 Вт) должна выдерживать всю мощность двигателя, а также воздействие внешних сил, воздействующих на двигатель от нагруженных рычагов и инерции робота. Зубчатая передача является нашей самой надежной на данный момент. Металлические шестерни используются во всех местах с высоким крутящим моментом для обеспечения прочности. Пластиковые шестерни используются в местах с низкой нагрузкой и высокой скоростью для обеспечения плавной и эффективной работы. Картридж с внутренней шестерней заменяется пользователем для выходных передаточных чисел 6:1, 18:1 и 36:1.

В гнездо вала двигателя можно установить приводные валы диаметром 1/8 дюйма, а также высокопрочные валы диаметром 1/4 дюйма.

Внутренняя плата двигателя имеет полноценный H-мост и собственный микроконтроллер Cortex M0 для измерения положения, скорости, направления, напряжения, тока и температуры. Микроконтроллер управляет собственным ПИД-регулятором (пропорционально-интегральной производной) с управлением скоростью, контролем положения, контролем крутящего момента, усилением прямой связи и планированием движения, аналогично промышленным роботам. PID рассчитывается внутри с частотой 10 миллисекунд. Значения ПИД-регулятора двигателя предварительно настроены VEX для обеспечения превосходной производительности во всех рабочих условиях.

Опытные пользователи могут обойти внутренний ПИД-регулятор и получить прямое управление с помощью необработанного, неизмененного управления ШИМ (широтно-импульсной модуляцией). Необработанное управление по-прежнему имеет те же пределы оборотов, тока и максимального напряжения, которые сохраняют производительность двигателя идентичной.

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. Значения энкодера указаны в таблице ниже для каждого зубчатого картриджа.

«Постоянная двигательная производительность меняет правила игры»

Одна из самых уникальных возможностей двигателя V5 Smart Motor (11 Вт) — это абсолютно стабильная производительность. Внутренний двигатель работает при напряжении, немного более низком, чем минимальное напряжение аккумулятора, а мощность двигателя контролируется с точностью до +/- 1%. Это означает, что двигатель будет работать одинаково при каждом матче и при каждой автономной работе, независимо от заряда аккумулятора или температуры двигателя.

Ток опрокидывания ограничен величиной 2,5 А, чтобы контролировать нагрев, не влияя на пиковую выходную мощность. Ограничение тока опрокидывания устраняет необходимость в автоматических предохранителях (PTC) в двигателе, которые могут привести к непреднамеренному выходу из строя двигателя. Ограничение 2,5 А по существу устраняет нежелательную область кривой производительности двигателя, гарантируя, что пользователи не будут непреднамеренно создавать ситуации остановки. Наконец, чтобы обеспечить долговечность двигателя, контролируется внутренняя температура. Если температура двигателя приближается к опасной, пользователь получает 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 %.

Двигатель точно рассчитывает выходную мощность, КПД и крутящий момент, предоставляя пользователю истинное представление о работе двигателя в любой момент. Положение и угол сообщаются с точностью до 0,02 градуса. Все эти данные отображаются и отображаются на приборной панели V5 Motor. Для получения дополнительной информации о просмотре панели управления двигателем V5 просмотрите статью из библиотеки VEX.

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. В случае любого повреждения имеется запасных частей для двигателя, поэтому в случае повреждения не требуется заменять весь двигатель. К ним относятся замена крышки двигателя V5 Smart Motor и резьбовые вставки V5 Smart Motor #8-32.

Наконец, порты V5 Smart Motor подсвечиваются красным светодиодом для визуальной связи. Отсутствие красного индикатора означает, что соединение с включенным V5 Brain не установлено. Немигающий красный свет указывает на то, что соединение с включенным V5 Brain установлено и он обменивается данными. Быстро мигающий красный свет указывает, какой двигатель подключен к порту, выбранному на экране информации об устройстве V5 Brain. Медленно мигающий красный свет указывает на неисправность связи. Для получения дополнительной информации об использовании интеллектуального двигателя V5 (11 Вт) просмотрите статьи из библиотеки VEX.

Моторное программирование
Настройки
Motor.setVelocity()
Motor.setTorqueLimit()
Motor.setStopping()
Motor.setRotation()
Motor.setTimeout()
Действия
Motor.spin()
Motor.rotateTo()
Motor.rotateFor()
Motor.stop()

Дополнительные параметры
Motor.startRotateTo()
Мотор.startRotateFor()
Измерение
Motor.isDone()
Motor.direction()
Motor.rotation()
Motor.velocity()
Motor.current()
Motor.power()
Motor.torque()
Motor.efficiency()
Motor.temperature()
  Технические характеристики интеллектуального двигателя V5 (11 Вт) Мотор 393 + Контроллер 29
Скорость Примерно 100, 200 или 600 об/мин. 120, 160 или 240 об/мин
Пиковая мощность 11 Вт 3,93 Вт
Непрерывная мощность 11 Вт 2,70 Вт
Крутящий момент сваливания (с картриджем на 100 об/мин) 2,1 Нм 1,67 Нм
Низкая производительность батареи 100% выходная мощность 51% Выходная мощность
Обратная связь Положение
Скорость (расчетная)
Ток
Напряжение
Мощность
Крутящий момент (расчетная)
КПД (расчетная)
Температура
Позиция1
Кодер 1800 тактов/об с передачами 36:1
900 тактов/об с передачами 18:1
300 тактов/об с передачами 6:1
627 тактов/об с шестернями с высоким крутящим моментом1
392 тактов/об с шестернями с высокой скоростью1
261 тактов/об с шестернями с турбонаддувом1
Размеры 2,26 дюйма Ш x 2,82 дюйма Д x 1,30 дюйма В
57,3 мм Ш x 71,6 мм Д x 33,0 мм В
1,97 дюйма Ш x 2,16 дюйма Д x 0,98 дюйма В
50 мм Ш x 55 мм Д x 25 мм В
Масса 0,342 фунта
155 грамм
0,209 фунта
грамма

1. Для положения двигателя 393 требуется встроенный энкодер двигателя (IME).

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

Last Updated: