Przegląd Komponentów Sprzętowych Systemu Kontroli FRC

Schemat systemu robota FRC

NI roboRIO

NI roboRIO to główny kontroler robotów używany w FRC. Działa jako „mózg” robota, wykonując kod generowany przez zespoły, który steruje wszystkimi innymi komponentami sprzętowymi. Dowiedz się więcej.

CTRE Power Distribution Panel

CTRE Power Distribution Panel (PDP) rozdziela zasilanie z akumulatora 12VDC do różnych komponentów robota za pomocą automatycznie resetujących się bezpieczników. Oferuje wyjścia o różnych natężeniach prądu i połączenie CAN do monitorowania prądu, temperatury oraz napięcia baterii. Dowiedz się więcej o PDP.

REV Power Distribution Hub

REV Power Distribution Hub (PDH) rozdziela zasilanie z akumulatora 12VDC do komponentów robota i oferuje połączenie CAN lub USB-C dla monitoringu w czasie rzeczywistym. Więcej informacji.

CTRE Voltage Regulator Module

CTRE Voltage Regulator Module (VRM) zapewnia regulowane napięcie dla radia robota oraz innych urządzeń, takich jak kamery. Dowiedz się więcej o VRM.

REV Radio Power Module

REV Radio Power Module zapewnia zasilanie dla radia WiFi OpenMesh, eliminując potrzebę tradycyjnego gniazda zasilania. Dowiedz się więcej.

120A Circuit Breaker (Główny wyłącznik)

Główny wyłącznik obwodu 120A działa jako główny wyłącznik zasilania robota i urządzenie ochronne dla okablowania oraz komponentów robota. Więcej informacji.

Akumulator Robota

Robot w FRC zasilany jest przez pojedynczy akumulator SLA 12V o pojemności 18Ah. Wysoka pojemność pozwala na spełnienie wymagań energetycznych robotów FRC. Więcej informacji.

Ruter OpenMesh OM5P-AN or OM5P-AC

Radio bezprzewodowe OpenMesh OM5P-AN lub OpenMesh OM5P-AC jest wykorzystywane jako moduł komunikacyjny w robotach FRC. Urządzenie może być skonfigurowane jako punkt dostępowy do bezpośredniego połączenia laptopa w warunkach domowych lub jako mostek do komunikacji na zawodach. Radio powinno być zasilane przez jedno z wyjść 12V/2A na VRM i połączone z kontrolerem roboRIO za pomocą Ethernetu. Więcej informacji na temat programowania radia znajdziesz w Programowanie Radia.

Model OM5P-AN nie jest już dostępny w sprzedaży. Model OM5P-AC jest nieco cięższy, ma więcej otworów wentylacyjnych i chropowatą powierzchnię w porównaniu do OM5P-AN.

Snap Action Circuit Breakers

Bezpieczniki Snap Action serii MX5 i VB3 są stosowane w panelu dystrybucji mocy (PDP) do ograniczania prądu w poszczególnych obwodach. Oceny tych bezpieczników dotyczą prądu ciągłego, ale tymczasowe wartości szczytowe mogą być znacznie wyższe.

Robot Signal Light

Allen-Bradley

Orange Robot Signal Light (Allen-Bradley)

Allen-Bradley 855PB-B12ME522

AndyMark

Orange Robot Signal Light (AndyMark)

AndyMark am-3583

Światło sygnalizacyjne robota (RSL) musi być jednym z modeli Allen-Bradley 855PB-B12ME522 lub AndyMark am-3583. Jest ono bezpośrednio kontrolowane przez roboRIO i miga, gdy kod jest włączony, oraz świeci się stałym światłem, gdy jest wyłączony.

CTRE Pneumatics Control Module

Moduł Kontroli Pneumatyki (PCM) firmy CTRE zawiera wszystkie wejścia i wyjścia potrzebne do obsługi zaworów pneumatycznych 12V lub 24V oraz kompresora. PCM automatycznie kontroluje kompresor, gdy robot jest aktywowany i zostaje utworzony solenoid w kodzie. Więcej informacji znajduje się w instrukcji PCM.

REV Pneumatic Hub

REV Pneumatic Hub to samodzielny moduł, który umożliwia przełączanie zaworów solenoidowych 12V i 24V. Moduł posiada 16 kanałów solenoidowych, umożliwiając obsługę do 16 solenoidów jednostronnych, 8 dwustronnych lub kombinacji tych dwóch typów. Dowiedz się więcej.

Servo Power Module

Moduł zasilania serw (Servo Power Module) firmy Rev Robotics umożliwia rozszerzenie mocy dostępnej dla serw powyżej możliwości zintegrowanego źródła zasilania roboRIO. Moduł zapewnia do 90W mocy o napięciu 6V rozdzielonej na 6 kanałów. Wszystkie sygnały sterujące są bezpośrednio przekazywane z roboRIO. Więcej informacji znajduje się na stronie modułu zasilania serw.

Microsoft Lifecam HD3000

Microsoft Lifecam HD3000 to kamera USB, którą można podłączyć bezpośrednio do roboRIO. Kamera jest zdolna do nagrywania wideo w rozdzielczości do 1280×720 przy 30 klatkach na sekundę. Więcej informacji o kamerze można znaleźć na stronie produktu Microsoft. Informacje dotyczące wykorzystania kamery z roboRIO znajdują się w sekcji Przetwarzanie Obrazu w dokumentacji.

Podsumowanie

System kontroli FRC i Elektronika FRC to zaawansowana sieć komponentów, które współpracują, aby zapewnić stabilność i precyzję robotom budowanym przez zespoły. Wiedza o poszczególnych elementach i ich funkcjach jest kluczowa dla sukcesu na zawodach FRC w Polsce i na świecie.

Zobacz dostępne części do FRC w Polsce: https://mcdr.pl/pl/c/FRC/2

Kontrolery silników FRC zostaną opisane w kolejnym artykule

Źródło: https://docs.wpilib.org/en/stable/docs/controls-overviews/control-system-hardware.html

Podstawowe Typy Silników Elektrycznych

Silniki elektryczne stosowane w robotyce hobbystycznej i drobnej elektronice różnią się w zależności od konstrukcji, zasady działania i przeznaczenia. Poniższa tabela przedstawia przykłady takich silników, ich cechy, odnośniki do wizualizacji oraz przykłady zastosowań.

Typy Silników i Ich Charakterystyka

Typ Silnika	Cechy	Przykłady Zastosowań
Silnik DC (prądu stałego)	Kompaktowy, prosty w sterowaniu, różne napięcia pracy	Roboty mobilne, napęd małych pojazdów, zabawki
Silnik Krokowy	Precyzyjne sterowanie kątem obrotu, możliwość pracy w zamkniętej pętli	Ramiona robotów, drukarki 3D, urządzenia CNC
Serwomechanizm (Servo)	Szybka reakcja, precyzyjne sterowanie pozycją, często z wbudowanym sterownikiem	Robotyczne ramię, elementy ruchome w robotach, mechanizmy sterujące
Silnik Bezszczotkowy DC (BLDC)	Wysoka wydajność, cicha praca, długa żywotność	Drony, roboty przemysłowe, pojazdy elektryczne

Charakterystyka Podstawowego Silnika Elektrycznego

Podstawowy silnik elektryczny składa się z kilku kluczowych elementów, które razem umożliwiają jego działanie. Oto główne części i ich funkcje:

Elementy Silnika Elektrycznego

Wirnik (rotor) – Ruchoma część silnika, która obraca się w wyniku działania pola magnetycznego.
Stojan (stator) – Nieruchoma część silnika, która wytwarza pole magnetyczne, oddziałując na wirnik.
Komutator – Element, który zmienia kierunek prądu w uzwojeniach, pozwalając wirnikowi na ciągły obrót (dotyczy głównie silników DC).
Szczotki – Elementy stykające się z komutatorem, przez które przepływa prąd (w silnikach szczotkowych DC).
Uzwojenia – Cewki, przez które przepływa prąd, generując pole magnetyczne.

Schemat Podstawowego Silnika Elektrycznego

Silnik działa na zasadzie oddziaływania pola magnetycznego wytwarzanego przez prąd przepływający przez uzwojenia. W silniku prądu stałego (DC) komutator i szczotki zmieniają kierunek przepływu prądu, umożliwiając wirnikowi stały obrót. Silniki krokowe i serwomechanizmy mają bardziej złożone mechanizmy sterowania, co pozwala na większą precyzję i kontrolę nad pozycją.

Mini Test Wiedzy o Silnikach Elektrycznych

Sprawdź swoją wiedzę na temat podstawowych typów silników elektrycznych!

Jaki typ silnika najlepiej sprawdzi się do precyzyjnego sterowania kątem obrotu?
Silnik DC
Silnik krokowy
Serwomechanizm
Jakie główne elementy znajdują się w konstrukcji silnika DC? Wybierz wszystkie, które pasują:
Wirnik
Stojan
Komutator
Tłoki
Do jakiego rodzaju projektów najlepiej nadaje się Raspberry Pi?
Projekty z podstawami elektroniki
Projekty związane z Internetem Rzeczy (IoT)
Budowanie mostów

Odpowiedzi:

1. b) Silnik krokowy
2. a) Wirnik, b) Stojan, c) Komutator
3. b) Projekty związane z Internetem Rzeczy (IoT)

Kategoria: FRC

Elektronika FRC