VEX V5 EXP 5.5W Motor | 5.5 瓦 小馬達

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簡介

我們可以控制 V5 5.5W 馬達的方向、速度、加速度與力矩上限,以實現機器人的功能,V5 5.5W馬達適合低轉速與輕型裝置的應用,例如: indexer、arm(機器手臂)、intakes(吸取器)、 ……等,並且,相容於 VEX V5 產品和配件。

VEX 5.5W Smart Motor
圖(一)VEX V5 5.5W 馬達展示圖

5.5W vs 11W 馬達比較

5.5W Smart Motor11W Smart Motor
圖(二)說明 VEX V5 5.5W馬達的最大連續功率為 5.5W,最大力矩為 0.5 Nm(牛頓米)。如圖(三)所示,VEX V5 11W馬達的最大連續功率為 11W,最大力矩為 2.1 Nm。

VEX V5 5.5W 馬達與 VEX V5 11W 馬達的轉速,都受到馬達內部的處理器與軟體限制,所以馬達能一直維持一定的轉速,並且在功率負載下達到轉速的最大值。在圖(二)與圖(三)的比較下得知,V5 11W馬達的最大功率為 5.5W馬達的 2 倍,兩種馬達分別在達到最大功率時,VEX V5 11W馬達的力矩 2.1 Nm 約為 V5 5.5W馬達 0.5 Nm 的 4 倍。

Motor NameV5 Smart Motor (5.5W)V5 Smart Motor (11W)
Part Number276-4842276-4840
Peak Power5.5W11W
Gear Cartridge RatiosFixed35:118:16:1
Speed (RPM)200100 with 36:1 Cartridge
200 with 18:1 Cartridge
600 with 6:1 Cartridge
Stall Torque (Nm)0.52.1 with 36:1 Cartridge
FeedbackPosition
Current
Voltage
Power
Torque
Efficiency
Temperature
Position
Current
Voltage
Power
Torque
Efficiency
Temperature
Encoder960 ticks/rev1800 ticks/rev with 36:1 gears
900 ticks/rev with 18:1 gears
300 ticks/rev with 6:1 gears
Dimensions2.25″ W x 2.5″ L x 1″ H
(56.8mm W x 63.4mm L x 25.1mm H)
2.26” W x 2.82” L x 1.30” H
(57.3 mm W x 71.6 mm L x 33.0 mm H)
Weight0.25 lbs
(114 grams)
0.342 lbs
(155 grams)
表(一)5.5W 馬達與 11W 馬達的規格比較表

5.5W 馬達的原理與設計

馬達的內部電路有一完整的 H 橋和 Cortex M0 微控制器來測量位置、速度、方向、電壓、電流和溫度,微控制器執行 PID控制,具有速度控制、位置控制、力矩控制、回饋增益與類似工業機器人的運作規劃,PID 以 10 毫秒的速率計算,電機的 PID 值由 VEX 預先調整,以在所有操作條件下實現需求。

V5 5.5W 馬達最特別的功能之一是功率的一致性,即使馬達內部運行的電壓稍微低於電池最低的電壓,馬達的功率仍然會精確地控制在正負 1%。所以,無論電池的電量或馬達的溫度是多少,馬達在每次運作時都會表現出相同的效能。

在不影響最高功率輸出的狀況下,導致失速的電流值被限制在 2.5 A(安培)以確保馬達的溫度受到控制,因此導致失速的電流受到限制,所以,V5 5.5W馬達不需要會讓馬達在使用時因溫度過高而自動斷電而讓馬達完全停止運轉的自動復位保險絲(一種熱敏電阻)。

2.5 A 的上限基本上消除了馬達性能曲線中使用者不需要的區域,並確保使用者不會在無意間導致馬達進入失速狀況。

為了確保馬達持續順利運轉,馬達內部的溫度是隨時受到監控的,如果馬達的溫度正在接近不安全的溫度上限,則會警告使用者馬達的溫度不正常,如果 V5 5.5W 馬達的溫度達到溫度上限,則 V5 5.5W 馬達會自動降低其性能(但 V5 5.5W 馬達不會完全停止運轉),以確保不會造成任何毀損,V5 5.5W 馬達的內部構造如圖(二)所示。

V5 5.5W馬達能計算準確的輸出功率、效率與力矩,讓使用者能隨時了解 V5 5.5W 馬達的性能,V5 5.5W 馬達的位置與角度的誤差都為 0.02 度,所有資料如表(一)所示。

5.5W 馬達可使用的函式

如表(二)所示,與 V5 11W 馬達相比,V5 5.5W 馬達在 Actions(命令馬達動作)只有 Motor.spin()與 Motor.stop() 兩個函式,其他可使用的函式皆與 V5 11W 馬達相同。

SettingsActionsSensing
Motor.setVelocity()Motor.spin()Motor.isDone()
Motor.setTorqueLimit()Motor.stop()Motor.direction()
Motor.setStopping()Motor.rotation()
Motor.setRotation()Motor.velocity()
Motor.setTimeout()Motor.current()
Motor.power()
Motor.torque()
Motor.efficiency()
Motor.temperature()
表(二)

參考資料:

  1. Understanding V5 Smart Motor (5.5W) Performance
  2. Understanding V5 Smart Motor (11W) Performance

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