步調1:術語
數字信號:數字信號只有兩種形態:翻開或關閉。與數字信號通訊的機器人組件平常經由過程轉變它們正在開和關之間瓜代的頻次去實現。
模擬信號:與存在團圓值的數字信號分歧,模擬信號的輸出存在接連的值規模。利用模擬信號的機器人組件經由過程轉變旌旗燈號電壓停止通訊。
PWM電纜:脈寬調制電纜是一種平常用于容許機器人組件之間經由過程以下方法彼此通訊的電纜:數字或模擬信號。最罕見的是,它們有3根電線,可是有些版本卻有1至5根電纜。
CAN:正在FRC中,控制器局域網用于節制機電控制器。幾個機電控制器串行毗鄰到統一收集,然后由中央處理器節制。
編碼器:編碼器是用于丈量扭轉的傳感器。它利用數字信號去轉達其所毗鄰的軸曾經扭轉了必然水平的“1個計數”。編碼器之間每轉一圈的計數數目會有所不同,但每轉可以從一千到一千。li》
步調2:CRIO
cRIO是FRC機器人的中心處理單元。利用正在LabVIEW,C++或Java中天生的代碼,它從驅動器跟傳感器獲得輸入,并將指令輸出到電動機,氣動電磁閥跟其他設備。只管其操縱便像將操縱桿值映射到電動機速率一樣簡略,但它也可以履行龐大的節制輪回跟自動下令。cRIO是模塊化的,容許團隊對其停止自定義以知足其機器人的需要。
團隊能夠會遇到兩種版本的cRIO。第一張圖片顯現了cRIO-FRC,第二張圖片顯現了cRIO-FRCII。那兩個版本之間獨一的實際區別是它們撐持的模塊數目。cRIO-FRC撐持八個模塊,而cRIO-FRCII撐持四個模塊。受撐持的模塊數目削減,也可以使cRIO變得更輕巧,占地面積也更小。cRIO-FRCII從2012年起頭供給給老手團隊,老兵團隊可以取舍采辦一個。
作為機器人的隱喻大腦,cRIO與控制系統的許多分歧部門相連。它的可交流模塊可用于將其毗鄰到DigitalSidecar,AnalogBreakout跟螺線管Breakout。cRIO由配電板的24V毗鄰供電。它經由過程以太網電纜毗鄰到D-Link路由器,從而使其可能與毗鄰到路由器的其他組件和與DriveStation無線通信。最初,cRIO有一個串行端口,可用于經由過程CAN總線與Jaguars毗鄰,這是節制Jaguars的一種取舍。
步調3:控制板
DigitalSidecar是一個模塊,充任發送到cRIO跟從cRIO發送的數字信號的集線器。它吸收的旌旗燈號從輸出數字信號的傳感器發送。它發送的旌旗燈號用于節制機電控制器或伺服電機等設備。
快遞分揀機器人怎么做DigitalSidecar經由過程DB37帶狀電纜毗鄰到cRIO模塊。它經由過程PWM電纜毗鄰到傳感器,Jaguar跟Victor電動機控制器和Spike繼電器。它由與配電板的12V毗鄰供電,并經由過程2針PWM電纜為SignalLED供電。
AnalogBreakout是容許cRIO將模擬信號作為輸入的模塊。模擬輸入與電位計跟紅外測距儀等傳感器一路利用。另外,它借供給了一個選項去丈量來自模擬輸入之一的電池電壓。
模擬中止間接毗鄰到cRIONI9201模擬輸入模塊。它經由過程12V毗鄰到配電板的電源吸收電力,并經由過程PWM電纜吸收來自傳感器的數據。
電磁閥中止是一個模塊,容許cRIO節制氣動體系中利用的電磁閥。它可以為12V或24V螺線管供電,但一次只能供電一種。
第4步:配電
12伏鉛酸電池為FRC機器人上的一切電氣系統供電。
12V電池的正極度子。毗鄰到120Amp斷路器,而負極度子間接毗鄰到配電板。
120Amp斷路器是機器人的翻開/關閉開關。它借可以將機器人上一切電子設備的電流耗損限定為120A,只管該限定可以正在短時間內斷開。
120Amp斷路器正在一個端子上從機器人12V電池的正極間接毗鄰,將其毗鄰到配電板的正極度子。
配電板將電源從12V電池分派到機器人上的一切分歧組件。它借經由過程利用20、30跟40安培自動復位斷路器去調節每一個組件的功耗。
配電板簡直毗鄰到控制系統的每一個部門。其次要正極度子毗鄰到120A斷路器,而其次要背極度子間接毗鄰到電池。它存在用于cRIO跟電磁突圍的24V毗鄰,用于攝像機的5V毗鄰和用于路由器電源轉換器的公用12V毗鄰。它存在8個12V毗鄰,可以接收40安培的電流,另有12個12V端子,可以接收30安培的電流。這些端子毗鄰到許多組件,例如電動機控制器,cRIO分支板,以至是定制電路。
機器人配電體系的最初一部分是路由器電源轉換器。此組件將公用于路由器的12V電源轉換為D-Link路由器所需的電壓。
路由器電源轉換器毗鄰到配電板的12V路由器毗鄰和D-Link路由器本身。
第5步:機電控制器
Jaguar馬達控制器有兩種版本:一種是玄色塑料,另一種是灰色塑料。那兩個版本之間的差別是相稱技術性的,是以正在本教程中我不會辦理。捷豹為其毗鄰的電動機供給速率跟標的目的節制。節制它們的最罕見方式是利用PWM電纜,可是它們可以經由過程CAN總線毗鄰。經由過程CAN總線毗鄰Jaguars可以開釋電動機控制器中的其他功用。例如,CAN毗鄰將容許團隊將編碼器毗鄰到Jaguar,并利用其處置懲罰才能去停止速率跟地位的閉環控制。
Jaguar電動機控制器的次要毗鄰是配電板的12V電壓之一。輸出并毗鄰到電動機。只管Jaguar必需以精確的極性毗鄰到配電板上的端子,可是可以正在Jaguar的輸出上交流電動機的極性。可是,如許做會依據代碼給出的標的目的交流電動機的扭轉標的目的。另外,若是利用PWM節制,則捷豹經由過程PWM電纜毗鄰到DigitalSidecar,若是利用CAN節制,則毗鄰到cRIO的串行端口。最初,可以將編碼器毗鄰到Jaguar的5針PWM端口,以停止閉環速率跟地位節制。
Victor884電動機控制器與Jaguar電動機控制器十分類似。像捷豹一樣,它可以節制與其相連的電動機的速率跟標的目的。可是,只能用PWM電纜節制Victor,是以沒法應用CAN總線供給的劣勢。盡管如此,許多經驗豐富的團隊仍繼承利用Victor,由于它們的占地面積更小且被認為更靠得住。
Victor電動機控制器經由過程其12V端子之一毗鄰至配電板,并間接毗鄰至電動機。它由DigitalSidecar經由過程PWM節制。最初,必需將Victor的冷卻電扇與走線到配電板的電線毗鄰。
Spike繼電器本色上是用作組件的開/閉開關。當與電動機一路利用時,可用于正向,反向或斷開驅動它們。Spike借可以用于翻開或關閉其他電子設備,例如燈或壓縮機。最初,除配電板上的斷路器中,Spike繼電器另有一個用于20安培斷路器的端口。
Spike毗鄰到配電板的12V30安培端子之一。它的輸出可以毗鄰到電動機,壓縮機,照明燈或電磁閥。它經由過程與數字邊車的PWM毗鄰停止節制。
步調6:其他
正在競爭中,D-LinkDAP-1522路由器容許駕駛員無線節制機器人。它利用Wi-Fi正在機器人跟駕駛員控制站之間樹立無線網橋。
D-Link路由器經由過程路由器電源轉換器供電,并經由過程以太網電纜毗鄰到cRIO。路由器借可以經由過程以太網毗鄰到其他設備,從而容許它們與cRIO跟驅動程序站停止通訊。最常利用這類毗鄰方法的設備是Axis攝像機。
臨沂五軸分揀機器人RockwellSignalLED用于正告機器人周圍的人它正在運轉,并轉達有關其以后形態的其他信息。旌旗燈號LED統共利用五種分歧的閃灼形式。以下是分歧形式及其唆使的列表:
分揀機器人系統不變開啟:自立形式
短路關閉:(1500ms開啟,100ms關閉):遙控形式
慢速閃灼
快捷閃灼:因為不駕駛員站通信,毛病的cRIO圖象,毛病的團隊ID而導致系統毛病,或呈現許多通訊毛病
快慢閃灼:電池電量低跟體系被體系監督順序,用戶監督順序或設置為禁用的DriverStation禁用。
RockwellSignalLED經由過程2針PWM電纜毗鄰到DigitalSidecar。
有兩個攝像頭可以毗鄰到機器人,用作視覺處置懲罰的傳感器,也可以用作反應設備。司機。只管有兩種型號的攝像機,即AxisM1011跟Axis206,但它們正在功用上是等效的。
攝像機經由過程公用的5V毗鄰從配電板吸收電源。它借經由過程以太網電纜毗鄰到D-Link路由器,從而使其可以與cRIO跟驅動程序站停止通訊。
第7步:駕駛員站
DriverStation便攜式計算機是節制機器人的便攜式計算機。只管FIRST為該腳色供給了Classmate上彀本,但團隊可以取舍正在其他筆記本電腦上裝置DriverStation軟件。經由過程供給角逐,軟件開發跟調試的緊張信息,DriverStation充任節制機器人的儀表板。有些團隊將諸如視覺處置懲罰的使命從cRIO轉移到DriverStation,從而使代碼運行得更快,并加重了cRIO的承擔。
DriverStation必需毗鄰到團隊愿望利用的任何控件。這些控制器與可選的賽普拉斯板一路經由過程尺度USB毗鄰停止毗鄰。正在制作季候中,DriverStation可以經由過程Wi-Fi與機器人間接通訊,但正在角逐時代必需經由過程供給的以太網電纜拔出。筆記本電腦由制造商利用的任何電源供電。比賽時代,比賽借供給了Classmate的電源毗鄰。
賽普拉斯FirstTouch板是芯片上的Arduino供電系統,容許團隊為他們的機器人創立自定義節制接口。
FirstTouch毗鄰到驅動程序帶有隨附USB電纜的工作站筆記本電腦。它借可以毗鄰到團隊取舍利用通例電纜利用的任何自定義按鈕。
驅動程序控制站的最初一個組件是控制器本身。團隊可以取舍利用簡直任何USB供電的控制器,不管它是隨附的操縱桿,Xbox360游戲手柄仍是他們取舍的其他控制器之一。許多團隊疏散了節制機器人的職責,由一個人駕駛,另一人節制機器人。正在這類環境下,團隊可以混淆利用并婚配其控制器,以迎合其駕駛員的愛好。
第8步:文檔
愿望本教程可以資助你熟習FIRST機器人大賽中利用的控制系統。若是你念相識有關FRC控制系統的更多信息,最好的學習方式是瀏覽FIRST跟整機制造商供給的技巧文檔。我正在此步調所附的緊縮文件夾中包括了FIRST的一些技巧跟撐持文檔。技巧文檔更具體天探討了各個組件,而撐持文檔則描寫了它們若何一路利用。我愿望你發明此歸并資源有資助。
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