0

Kako izabrati pogon

Kotači ili gusjenice

Birajte kotače ili gusjenice prema trenju u odnosu na podlogu i načinu spajanja. RCJ takmičenja propisuju (nerazumno) strme rampe, koje eliminiraju većinu kotača jer guma na njima ne pruža dovoljan otpor. Robot se ne penje ili se nesigurno okreće na rampi. Način spajanja je određen oblikom i promjerom osovine motora i kotača. Postoji dosta raznih kombinacija. Najraširenija je D osovina. Ako je moguće, ostanite na 3 mm promjera. Ako osovina ne odgovara kotaču, često je moguće kupiti prilagodne elemente. Spoj je skuplji, veći i nesigurniji.

Jednostavan i jeftin način zadovoljavanja gornjih uvjeta su Pololu kotači promjera 32 do 90 mm. Koriste D osovine 3 mm i mogu se koristiti s bilo kojim N20 motorom bez dodatnih spojnih elemenata. Slične kotače možete kupiti na Ebayu, uz manju mogućnost izbora i još nižu cijenu.

Na robota postavite 4 kotača s motora. Pogon na 2 kotača, s 2 slobodna, ne savladava prepreke dovoljno dobro. 6 kotača stvara problem na vrhu rampe, kad se ide prema dolje. Samo jako nisko težište sprečava prevrtanje robota.

Na broju motora, posljedično i na kontrolerima motora, je moguće uštedjeti korištenjem gusjenica. Opet uzmite Pololu model. Ako je teško naći kotače koji se penju po rampi od 25 stupnjeva, to je pogotovo moguće reći za gusjenice. Često se rade od tvrde plastike, otporne na habanje, ali bez mogućnosti prenjanja po ovakvoj strmini. Pololu se penju bez problema.

U odnosu na motore, gusjenice samo jednom prelaze kritični dio prelaska prepreke na podu, koji se kod njih pojavljuje u trenutku dizanja prednjih kotača na prepreku. Kad se koriste kotači, taj trenutka je i kad se podižu stražnji kotači. Za savladavanje prepreka je bitno i što veće trenje u odnosu na podlogu. Mana je gusjenica da znaju otpasti i potrebno ih je držati dobro napetim.

Za robota koji će ići u više smjerova, što je nužno u nogometu, a dobro dođe i u RCJ Rescue Maze disciplini, koristite omnidirekcionalne kotače. Za motore koji se spajaju osovinama u zvijezdu birajte kotače s www.robotshop.com, europski dio. Već i mali "48mm Omniwheel for LEGO NXT, Servo" su dovoljni. Za više novca možete birati skuplje modele. Druga su vrsta kotači koji se spajaju na uobičajen način, paralelnim osovinama, lijevi i desni ("mecanum" kotači). Njih možete naći na istom webu. Uz drugačiju programsku logiku od zvjezdastih omogućavaju kretanje u bilo kojem smjeru.

Motori

Najjednostavnije i najjeftinije su rješenje N20 motori. Na Ebayu ih možete dobiti za oko 3$. Pololu ("Micro Metal Gearmotors") ih prodaje znatno skuplje, uz znatno širi izbor. Birajte prijenose od oko 150:1 do 250:1 (100 - 200 okr./min.) za manje kotače (5-6 cm promjera). Za veće kotače proporcionaln povaćajte prijenos. Bolje 12, nego 6 V. Svi imaju 3 mm D osovinu i ostvaruju savršen spoj s Pololu kotačima i gusjenicama. Gotovo idealno, dok ne uočite da ja njihova trajnost vrlo ograničena. Napori koje trebaju podnijeti čak i u malim robotima su preveliki za njih pa popusti neki dio, najčešće prijenos. Ako se robot čudno ponaša, probajte rukom okretati polako motor u jednu i drugu stranu, uz isključenu struju. Uočite li povećani otpor, trajno ili ponekad, bacite ga. Konačna bi presuda bila: N20 su najbolji izbor za jednostavna rješenja.

Jače rješenje, sa zatvorenim prijenosom, su motori koji se često nazivaju prema promjeru: 20D, 25D i veći. Preko 25D ne bi trebalo ići jer motor postaje predugačak. Ako treba još i prilagodni element, enkoderi, širi kotači - robot postaje preširok za RCJ takmičenja. Izvor su opet Ebay, Pololu (najširi izbor) i Servocity. (https://www.servocity.com/motors-actuators/gear-motors). Osovina je obično D 4 mm. Za brzinu okretanja vrijedi isto pravilo kao i za N20. Izuzetak su brzi roboti, npr. za RCJ nogomet. Za njih birajte 1000 - 2000 okr./min.

Svi motori za robote moraju imati redukciju vrtnje prijenosom zupčanicima. Možete birati planetarni prijenos (planetary) ili običan (spur). Ako ikako možete, uzmite planetarni jer je trajniji. N20 s planetarnim nema, premda ima malih motora koji ga koriste. 20D i slični znaju pružati planetarni. Skuplji su i dulji. Duljina može biti problem.

Imate li doista puno novca, pogledajte što nude firme kao što su Maxon ili Faulhaber. To je i ulaganje u budućnost: budete li jednom konstuirali svemirski brod ili robota za presađivanje srca, isti će vam motori dobro poslužiti.

Svi motori i kontroleri opisani na ovoj stranici su istosmjerni s četkicama. Modeli bez četkica (brushless, BLDC) su bolji u gotovo svakom pogledu i svakako su preporučivi za korištenje u robotici. Problem je što im je dobavljivost vrlo ograničena, cijene više i kontrola kompliciranija. Vrlo teško ćete naći kontrolere (nešto ima Pololu). Situacija je potpuno suprotna modelima letjelica i površinskih vozila na daljinsko upravljanje: tamo su BLDC kontroleri i motori zakon. Nažalost, nisu upotrebljivi za robotiku.

Kontroleri motora

Bez kontrolera nema pogona motora. Mikrokontroleri bez problema mogu generirati oblik pulsa za pogon motora, ali struju ni približno ne. Kontroleri su mahom pojačala signala, uz dodatne funkcije. Cijena im jako raste strujom koju mogu pružiti. Ako koristite ML-R sistem, uzmite ML-R kontrolere. Alternativa su Pololu kontroleri ili Ebay. Neki kontroleri imaju mikrokontroler koji prima naredbe npr. UARTom. Ako vam je motiv štednja pinova (Pololu model dozvoljava više njih na jednom paru) ili ako koristite mikroprocesor (koji ne može dati PWM), razmislite o ovoj opciji. U protivnom ju odbacite jer je kompliciranija i podložnija greškama. Koristite standardne PH/EN kontrolere (jedan digitalni pin za kontrolu smjera i jedan digitalni PWM za uključivanje - brzinu) ili kontrolere koji primaju 2 PWM ulaza. Potonji troše više PWM pinova mikrokontrolera, ali daju više mogućnosti upravljanja.

Enkoderi

Kad je potrebna preciznost kretanja, koristite servo motore s kontinuiranom rotacijom ili enkodere. Enkoderi pružaju puni širi izbor pa njih preporučujemo. Neki motori ih imaju ugrađene. Ako ne, pogledajte što nudi Pololu. Enkodere preporučujemo za sve RCJ Rescue discipline. Točna se rotacija može postići još korištenjem stepper motora. Veliki su, skupi i ograničenog izbora. Nisu pogodni za male mobilne robote.