Использование датчика вращения с VEX V5 – Библиотека VEX

Описание

Датчик вращения — один из мощных датчиков V5, разработанный для полной интеграции с робототехнической платформой V5.

Угловой вид датчика вращения V5.

Описание

Датчик вращения способен измерять следующие значения:

Положение вращения
Всего оборотов
Скорость вращения

Положение вращения измеряется от 0° до 360° с точностью 0,088. Угол определяется абсолютно и не теряется при выключении робота.

Число оборотов — это количество оборотов вперед или назад, которое при необходимости можно обнулить. Значение вращения не сохраняется, когда робот выключен.

Скорость вала измеряется датчиком в градусах в секунду.

Угловой вид датчика вращения V5 с показанными и маркированными его характеристиками. Отверстие для вращающегося вала 1/4 и отверстие для крепления винта #8-32 имеют маркировку, а сбоку имеют маркировку две металлические вставки для вала.

Датчик вращения совместим с валами VEX размером 1/8” и 1/4” .

В корпусе этого датчика имеется отверстие для вала, размер которого соответствует валу VEX 1/4 дюйма. Это отверстие вала способно вращаться внутри корпуса датчика.

Корпус датчика также имеет отверстие для крепления винта, которое полностью проходит через корпус и вмещает винтов #8-32 для крепления датчика.

Примечание: Датчик вращения поставляется с двумя металлическими вставками для вала, которые можно вставить в отверстие вала ¼ дюйма для установки валов VEX ⅛ дюйма.

Датчик вращения V5 вставлен в деталь C-образного канала V5.

Ширина датчика вращения позволяет вставить его в часть C-канала.

Датчик вращения V5 показан подключенным к V5 Brain с помощью интеллектуального кабеля.

Чтобы датчик вращения мог работать с роботом-мозгом V5, интеллектуальный порт датчика V5 и интеллектуальный порт робота-мозга V5 необходимо соединить с помощью интеллектуального кабеля V5. Датчик вращения будет работать с любым из 21 интеллектуального порта робота-мозга V5. При подключении смарт-кабеля V5 к портам убедитесь, что разъем кабеля полностью вставлен в порт, а фиксирующий язычок разъема полностью зафиксирован.

Как работает датчик вращения

Положение вращающегося вала датчика вращения преобразуется в электрические сигналы (с помощью датчика Холла). Внутренняя электроника датчика преобразует эти сигналы в выходные сигналы, которые поступают на вход V5 Brain.

Как упоминалось ранее, датчик вращения запомнит свое положение вращения от 0 до 360 градусов, даже если питание будет отключено. Таким образом, в этом отношении он работает аналогично 3-проводному потенциометру . Однако, в отличие от потенциометра, он также может непрерывно вращаться и измерять множество оборотов вала, как 3-проводной оптический энкодер вала.

Датчик вращения сочетает в себе лучшие функции 3-проводных датчиков в обновленном корпусе, который легко монтируется на металлоконструкции и использует интеллектуальные порты V5 Brain.

Датчик вращения необходимо соединить с языком программирования, например, VEXcode V5 или VEXcode Pro V5 чтобы создать пользовательскую программу для V5 Robot Brain, которая будет использовать показания датчика для управления поведением робота.

V5 Brain в сочетании с пользовательской программой можно использовать с датчиком вращения для:

Установите положение датчика вращения на определенный градус, например 0 градусов.
Измерьте угол поворота вала в градусах от 0 до 360.
Измерьте положение либо по поворотам вала, либо по общему повороту вала на градусы.
Измерьте скорость вала в градусах в секунду (dps) или оборотах в минуту (об/мин).

Значок приложения VEXcode.

Настройка датчика вращения

Датчик вращения показан вставленным в С-образный профиль, через который проходит вал. Вал также прикреплен к колесу, которое контролируется датчиком вращения. На рисунке показан смарт-кабель, идущий от датчика вращения и который должен подключаться к смарт-порту на V5 Brain.

Размещение: Для работы датчика вращения в отверстие вала необходимо вставить вал. Обязательно надежно закрепите датчик с помощью винта № 8-32 через монтажное отверстие.

Особое внимание следует уделить тому, чтобы вал был совмещен с конструкционными отверстиями, подшипниками и отверстием вала датчика, чтобы не было заеданий, которые препятствовали бы вращению вала.

Чтение значений датчика вращения: Полезно использовать экран информации об устройстве (панель управления) на Robot Brain V5, чтобы просмотреть информацию, возвращаемую датчиком вращения. Это можно сделать с помощью датчика, подключенного к мозгу, выполнив следующие действия:

Экран Brain отображается в главном меню с выделенной опцией «Устройства».

Снимите магнитную защитную пленку V5 Brain, включите Brain и коснитесь значка «Устройства».

Экран Brain отображается в меню «Информация об устройстве», в котором содержится список всех интеллектуальных портов Brain и подключенных к ним устройств. Значок датчика вращения в меню «Информация об устройстве» подсвечен, указывая на возможность выбора элементов для открытия их информационных меню.

Выберите значок датчика вращения на экране информации об устройстве.

Информация об устройстве для датчика вращения будет отображать угол поворота вала, количество оборотов вала, а также скорость вала (скорость). Выбор раздела экрана с «Установить ноль» сбросит значения на ноль.

Примечание: Убедитесь, что на V5 Robot Brain установлена последняя версия прошивки .

Добавление датчика вращения как устройства в VEXcode V5

Всякий раз, когда датчик используется с языком программирования, его необходимо настроить на этом языке. В версиях VEXcode V5 и VEXcode Pro V5это достигается с помощью функции «Добавить устройство». В качестве примера можно привести следующие шаги: датчик вращения будет добавлен в качестве устройства в VEXcode V5.

Панель инструментов VEXcode V5 с выделенным значком «Устройства» между значками «Средство просмотра кода» и «Консоль печати».

Выберите значок «Устройства».

Меню устройств VEXcode V5 с выделенной кнопкой «Добавить устройство».

Выберите «Добавить устройство».

Меню «Устройства VEXcode V5» после нажатия кнопки «Добавить устройство». Параметр «Поворот» выделен.

Выберите «ВРАЩЕНИЕ».

Меню устройств VEXcode V5 с показанным меню Smart Port. Первый смарт-порт выделен.

Выберите интеллектуальный порт, к которому подключен датчик вращения на Robot Brain V5.

Меню устройств VEXcode V5 после выбора смарт-порта и отображения параметров датчика вращения. С помощью этих опций можно переименовать датчик и изменить направление обнаруженного вращения. Кнопка «Готово» в правом нижнем углу подсвечена.

После выбора порта выберите «ГОТОВО».

ПримечаниеВ текстовом окне можно изменить имя датчика вращения с «Вращение1» на другое имя, а также изменить направление, в котором датчик измеряет вращение.

VEXcode V5 с показанной панелью инструментов блоков. Теперь доступна категория блоков «Определение вращения».

После добавления датчика вращения в вашу пользовательскую программу станет доступен новый набор команд датчика.

ПримечаниеСуществует разница между настройкой 0 на панели управления и настройкой 0 в коде. При использовании приборной панели нулевое положение сохраняется внутри датчика вращения и сохраняется при отключении питания. Если в коде установлено значение 0, оно не будет сохраняться при выключении V5 Brain.

Для получения дополнительной информации о командах из категории «Датчики», относящихся к датчику вращения, просмотрите справочную информацию (Блоки проекта или Python проекта).

Распространенные варианты использования датчика вращения

Панель инструментов VEXcode V5 с открытым меню «Файл» и выделенной опцией «Открыть примеры». «Открыть примеры» — пятая опция в меню, расположенная после «Новый проект блоков», «Новый текстовый проект», «Открыть» и «Открыть недавние». Рядом со снимком экрана показана миниатюра примера проекта Rotation Sensing.

Датчик вращения может производить измерения, которые можно использовать для изменения поведения робота.

Эти функции можно использовать либо с:

Опция «Информация об устройстве» в Robot Brain V5.
Используя пример проекта «Определение вращения», который можно найти в опции «Открыть примеры» в меню «Файл» VEXcode V5.
Написание пользовательской программы с помощью одной из программ VEXcode.

Как упоминалось ранее, датчик вращения может измерять угол вала, положение вала и скорость вращения вала. Интеллектуальные двигатели V5 также имеют отличные внутренние энкодеры, которые могут измерять некоторые из этих же значений.

Тем не менее, существует множество применений, в которых датчик вращения может предоставить дополнительные ценные показания. Кроме того, способность датчика вращения выдавать абсолютное значение (значение, которое не изменится после отключения мозга робота) может быть огромным преимуществом.

Некоторые примеры:

Положение управления: Вал для шестерни 84T (шаг 32, V5 Clawbot, сборка), находящийся на руке V5 Clawbot, можно заменить на более длинный вал , чтобы можно было вставить датчик вращения в вал и закрепить его на башне Clawbot (шаги 35, 36). Это позволит V5 Brain всегда знать угол наклона руки Clawbot.
Примечание: нижний фиксатор шестигранной гайки на шаге 23 необходимо будет заменить на плоский подшипник , чтобы разместить монтажное отверстие датчика вращения.

После установки датчика учащимся можно предложить использовать обратную связь от датчика для перемещения, остановки и удержания руки робота V5 Clawbot на трех разных высотах при нажатии кнопок на контроллере V5.
Показания входного/выходного отношения: Еще одно замечательное применение датчика вращения в классе — изучение передаточных чисел звездочки и передач. Датчик вращения можно разместить на выходном валу «ведомой» стороны передаточного числа звездочка/передача. Коэффициент передачи мощности 1:1 можно использовать для записи ожидаемых выходных показаний датчика вращения, когда интеллектуальный двигатель V5 настроен на определенную мощность/скорость для «ведущей» стороны входного вала. Затем можно собрать различные коэффициенты и сравнить ожидаемый результат для отношения с показаниями фактического выхода.

Использование датчика вращения на соревновательном роботе

Датчик вращения обеспечит превосходное конкурентное преимущество для соревновательных роботов. Возможность измерения угла, положения и скорости вала предоставит большой объем информации для управления поведением робота, например:

Скорость маховика: В некоторых усовершенствованных конструкциях маховика используется храповая система для приведения в движение маховика, который бросает мяч. Это сделано для того, чтобы, пока интеллектуальный двигатель V5 не подавал мощность на маховик, маховик мог свободно вращаться, а не терять энергию из-за сопротивления двигателя. В конструкции такого типа датчик вращения, установленный на валу маховика, может стать хорошим методом измерения и контроля его скорости.
Изолированное колесо/Датчик вращенияВозможен случай (толкание игровых фигур или другие факторы), когда робот может столкнуться с проскальзыванием ведущего колеса. Как только колеса, приводимые в движение двигателем V5 Smart Motor, начинают буксовать, значения энкодеров двигателя становятся недействительными. В этом случае к шасси робота можно добавить изолированное всенаправленное колесо с датчиком вращения на валу для точного измерения движения робота. Целесообразно подпружинить этот узел колеса с помощью резиновых лент или латексных трубок. Такая конструкция позволит измерительному колесу поддерживать достаточный контакт с поверхностью поля, не отрывая ведущие колеса от пола.
Пример игры: В игре Change Up, проводимой VEX Robotics Competition 2020–2021 гг., датчик вращения можно разместить на валу руки робота и запрограммировать на перемещение на точную высоту вершины ворот, чтобы забить мячи.

Независимо от того, для какой цели используется датчик вращения VEX, нет сомнений, что он станет желанным дополнением для команд. Функции значений датчика открыты для воображения пользователя.

Датчик вращения доступен на веб-сайте VEX.