V5 3 Telli Optik Şaft Kodlayıcının Kullanılması – VEX Kütüphanesi

Tanım

Optik Şaft Kodlayıcı dahili bir kodlayıcı diski kullanarak şaftın dönüşünü ölçen dijital bir sensördür. Optik Şaft Kodlayıcının mahfazasında, robotun yapısına kolay montaja imkan veren üç adet oluklu montaj deliği bulunur.

Muhafaza ayrıca dahili kodlayıcı diskin temizlenmesine ve incelenmesine olanak tanıyan çıkarılabilir bir kapağa sahiptir. Muhafazanın ortasında kodlayıcı diskin merkezi göbeği bulunur. Bu göbek, içine kare bir şaftın yerleştirilmesine izin verir ve şaft döndükçe dahili kodlayıcı diski de döndürür.

Optik şaft kodlayıcı sensörünün açılı görünümü, üzerinde "Üst kablo" ve "Alt kablo" olarak etiketlenmiş iki kablosu gösterilmiştir.

Optik Şaft Kodlayıcı, 3 Kablolu sensör serisinden biridir. Sensör muhafazasının yanında iki adet 3 telli kablo bulunmaktadır. "Üst" kablo, mahfazanın montaj deliğine en yakın kablodur ve "Alt" kablo, merkez kodlayıcı göbeğine en yakın kablodur.

Bu 3-Kablolu sensör, V5 Robot Beyni veya Cortex ile uyumludur. Sensörün kabloları 3 Kablolu Uzatma Kablolarıkullanılarak uzatılabilir.

Optik Şaft Kodlayıcının V5 Brain ile işlevsel olabilmesi için her iki sensör kablosunun da V5 Brain 3 Kablolu Bağlantı Noktalarına tam takılması gerekir. Bir şaftın pozitif/ileri yönde saat yönünde dönüşünü ölçmek için "Üst" kablonun 3 Kablolu bir bağlantı noktasına takılması gerekir ve "Alt" kablonun bir sonraki daha yüksek ardışık 3 Kablolu bağlantı noktasına takılması gerekir. Not: yalnızca belirli bağlantı noktası çiftleri çalışacaktır (AB, CD, EF ve GH).

Örneğin, sensördeki "Üst" kablo 3 Kablolu bağlantı noktası A'ya takılabilir ve ardından "Alt" kablonun 3 kablolu bağlantı noktası B'ye takılması gerekecektir. Bu kablolar ters çevrilirse sensör çalışacaktır. ancak saat yönünde dönüş, negatif/geri yön olarak ölçülecektir.

Optik Şaft Kodlayıcısı Gelişmiş Sensör Kiti gelir veya 2'li paket olarak mevcuttur ve buradan satın alınabilir.

V5 Optik Şaft Kodlayıcı cihazının açılı görünümü.

V5 Brain, 3-Wire bağlantı noktalarına bağlı iki adet 3-Wire kablosuyla donatılmıştır.

Optik Mil Kodlayıcı Nasıl Çalışır:

Daha önce de belirtildiği gibi, Optik Şaft Kodlayıcı, şaftın takılabileceği merkezi bir göbeğe sahip dahili bir kodlayıcı diske sahiptir ve şaft döndükçe dönecektir. Diskin çevresinde küçük yuvalar bulunur.

Optik şaft kodlayıcısının iç mekanizmasını gösteren iki diyagram. Dış kenarı boyunca 90 adet yuva bulunan bir disk gösterilmiştir. Diskin bir tarafında iki adet kızılötesi LED ışık kaynağı, diğer tarafında ise diskin dönüşünü algılayan iki adet kızılötesi ışık sensörü bulunmaktadır.

Diskin bir ölçüm çizgisinin yanına yerleştirildiğini ve oklarla diskin yuvarlandığını gösteren diyagram. Bir etiket, ölçüm çizgisindeki 90 işaretin diskin 1 tam dönüşüne eşit olduğunu göstermektedir.

Diskin kenarının bir tarafının üstünde iki kanal IR LED ışık bulunur ve diğer tarafta iki kanal IR ışık sensörü bulunur. Disk bir yuvadan diğerine dönerken ışık engellenir. Bu gerçekleştiğinde sensör bunu algılar ve V5 Beynine dijital bir sinyal darbesi gönderir. Bu darbe, milin bir yuvada döndüğünü gösterir. 90 yuva vardır, yani 90 darbe, şaftın 1 tam dönüş yaptığını gösterir.

İki sinyal kanalının zamana bağlı faz diyagramı. Şema, sinyallerin sinyal uzunluğunun 90 derecelik bir aralığıyla dönüşümlü olarak iletildiğini göstermektedir; bu nedenle Kanal 1'deki bir sinyal değişikliği Kanal 2 tarafından hafif bir gecikmeyle algılanır.

Sensörün iki kanalı, sinyal darbeleri 90^ofaz dışı olacak şekilde ayarlanmıştır. Bu, Optik Şaft Kodlayıcıdan gelen sinyallerin, kodlayıcı diskinin/şaftının hangi yönde döndüğünü göstermesine olanak tanır.

Örneğin, fazın öncü darbesi olarak birinci kanal varsa, V5 Beyni bunu şaft saat yönünde dönerken okur; veya eğer ön darbe ikinci kanaldan geliyorsa, bu saat yönünün tersine bir dönüşe işaret eder. Bu sadece V5 Beyninin şaft dönüş yönünü belirlemesine izin vermekle kalmaz, aynı zamanda Beynin şaftın ne kadar döndüğüne ilişkin net değer için okumalar eklemesine veya çıkarmasına da olanak tanır.

Bir dairenin çevresinin nasıl hesaplanacağını gösteren şema. Çevresi, tekerleğin çapının PI sayısıyla çarpımına eşittir; PI sayısı yaklaşık 3,14'tür.

Bir tekerleğin kat ettiği mesafenin nasıl hesaplanacağını gösteren diyagram. Mesafe, tekerleğin çevresi ile devir sayısının çarpımına eşittir.

Beyin'in sinyal darbelerini kullanarak robotun davranışını kontrol etmesini sağlayacak bir kullanıcı programı oluşturmak için Optik Şaft Kodlayıcısının VEXcode V5 veya VEXcode Pro V5 gibi bir programlama diliyle eşleştirilmesi gerekir.

V5 Beyin, bir kullanıcı programıyla uyumlu olarak, Optik Şaft Kodlayıcıdan gelen darbeleri şaft dönüş yönüne, şaft dönüş miktarına ve şaft dönüş hızına dönüştürmek için kullanılabilir. Kullanıcı programında robotun tahrik tekerleklerinin boyutu dahil edilmişse, sensör kullanılarak robotun kat edeceği mesafe ve robotun hızı da belirlenebilir/kontrol edilebilir.

Optik şaft kodlayıcısının kapağı temizlenmek üzere çıkarılmış halde gösterilmiştir. Kodlayıcının kapağı çıkarıldıktan sonra disk ve üzerindeki yuvalar görülebilir.

Not: Optik Disk Kodlayıcı içindeki kodlayıcı diskin yuvaları toz ve pislikle tıkanırsa sensörün okumaları artık doğru olmayacaktır. Kapağı ara sıra muhafazadan çıkarmak ve sensörün içindeki gevşek malzemeyi dışarı üflemek için basınçlı hava kullanmak iyi bir uygulamadır.

Optik Şaft Kodlayıcının Yaygın Kullanım Alanları:

Daha önce de belirtildiği gibi, bir Optik Şaft Kodlayıcı şaft dönüş yönünü, şaft dönüş miktarını ve şaft dönüş hızını ölçebilir. Ancak V5 Akıllı Motorlar aynı zamanda ek bir sensöre ihtiyaç duymadan aynı değerleri ölçebilen mükemmel dahili kodlayıcılara da sahiptir. Bununla birlikte Optik Şaft Kodlayıcının bazı değerli okumalar sağlayabileceği bazı uygulamalar vardır. Bunlardan bazı örnekler şunlardır:

Program değerlerinin görselleştirilmesi: Bir sınıf ortamında Optik Şaft Kodlayıcı, şaft dönüşü veya şaft hızı değerlerine kolay erişim sağlayabilir. Şaft ister kol gibi bir manipülatör üzerinde isterse aktarma organlarındaki bir tekerlek için kullanılsın, sensörden toplanan değerler V5 Brain'in renkli dokunmatik ekranına veya V5 Kontrol Cihazının LED ekranına yazdırılabilir. Bu, öğrencilerin robotun davranışını değiştirmek için kullanıcı programlarının kullandığı değerleri doğrudan görmelerine olanak tanıyacaktır.

Giriş/Çıkış oranı okuması: Optik Şaft Kodlayıcısının bir diğer harika sınıf kullanımı, zincir dişlisi ve dişli oranlarının incelenmesidir. Dişli/dişli oranının "tahrik edilen" tarafının çıkış miline bir Optik Şaft Kodlayıcı yerleştirilebilir. V5 Akıllı Motor, giriş mili "tahrik" tarafı için belirli bir güç/hıza ayarlandığında, Optik Şaft Kodlayıcı için beklenen bir çıkış okumasını kaydetmek üzere 1:1 güç aktarım oranı kullanılabilir. Daha sonra farklı oranlar birleştirilebilir ve oran için beklenen çıktı, gerçek çıktının okumasıyla karşılaştırılabilir.

Optik şaft kodlayıcı, kodlayıcıyı akıllı bir motora bağlayan ve dönüşünün ölçülmesini sağlayan bir zincir konveyör sistemine bağlı olarak gösterilmiştir.

Rampa testi: Eğlenceli bir sınıf sorgulama etkinliği, öğrencilerin "serbest dönen" bir araba oluşturmasını sağlamaktır. Arabanın üzerine bir V5 Kontrol Sistemi yerleştirilebilir ve arabanın millerinden birine bir Optik Şaft Kodlayıcı yerleştirilebilir. Daha sonra, rampadan aşağı yuvarlanırken arabanın birkaç hızının çıktısını alacak bir kullanıcı programı yapılabilir. Öğrenciler daha sonra rampanın veya arabanın farklı yönlerini değiştirebilir ve arabanın rampadan aşağı yuvarlanmasının sonuçlarını bir sonraki yinelemeyle karşılaştırabilirler.

Optik Şaft Kodlayıcının Yarışma Robotunda Kullanımı:

Volan hızı: Bazı gelişmiş volan tasarımları, bir top oyun parçasını fırlatan volanı tahrik etmek için bir mandal sistemi kullanır. Bu, V5 Akıllı Motor tarafından volana güç uygulanmadığında volanın, motorun direncinden enerji kaybetmek yerine serbest dönüş yapabilmesi için yapılır. Bu tip tasarımda, volanın miline takılan Optik Şaft Kodlayıcı, bunun ölçümü için iyi bir yöntem sağlayabilir. Not: Doğru şaft dönüş hızı ölçümü için maksimum aralık 1100 RPM civarındadır.

Optik şaft kodlayıcı, bir C profil parçası aracılığıyla pasif bir tekerleğe bağlanmış olarak gösterilmiştir. Tekerlek, lastik bantlardan yapılmış bir yay vasıtasıyla robotun geri kalanına bağlanmıştır.

İzole tekerlek/Optik Şaft Kodlayıcı: Bir robotun tahrik tekerleğinde kayma yaşayabileceği bir durum (oyun parçalarının itilmesi veya diğer faktörler) olabilir. V5 Smart Motor tarafından tahrik edilen tekerlekler kaymaya başlar başlamaz motorun enkoderlerinden gelen değerler artık geçerli değildir. Bu durumda, robotun hareketini doğru bir şekilde ölçmek için robotun şasisine, şaftında Optik Şaft Kodlayıcı bulunan izole bir Çok Yönlü Tekerlek eklenebilir. Bu tekerlek tertibatının "yay"ının lastik bantlar veya lateks boru kullanılarak yüklenmesi tavsiye edilir. Bu tasarım, tahrik tekerleklerini yerden kaldırmadan ölçüm tekerleğinin saha yüzeyiyle yeterli teması sürdürmesine olanak tanıyacaktır.

Optik şaft kodlayıcı, bir C profil parçası aracılığıyla pasif bir tekerleğe bağlanmış olarak gösterilmiştir.

Aktarma organında motorla çalıştırılmayan tekerlekler varsa, başka bir seçenek de bu tekerlek millerinden birine bir Optik Şaft Kodlayıcı yerleştirmek olabilir.

Şaft dönüş yönünün, şaft dönüş miktarının veya şaft dönüş hızının ölçülmesi gereken uygulama ne olursa olsun, Optik Şaft Kodlayıcı ölçüm için doğru ve etkili bir sensör sağlayabilir.

Mesafeyi Belirleme