Skladba obsahu setů a obecná pravidla pro jejich použití

Členění mechanických komponent

Spojovací materiál

V základu se používá široká škála šroubů křížovou drážkou. Délky šroubů odpovídají běžně dostupnému sortimentu (6, 8, 12 …).

Šroub M3 (6) se využívá pouze pro uchycení krokového motoru do motorové klece.

Šroub M2,5 (10) se používá k montáži servomotoru a koncového spínače do jednoúčelových de­sek.

Podložka je standardních rozměrů M4 (0,8). Ke šroubům M4 se využívají výhradně tzv. snížené matky (l=2,0–2,2mm).

Povrchová úprava je nikl, nebo pozink.

Pro montáž senzorů, počítače a modulů na model, se doporučuje použít plastovou podložku M4 (0,5) v místě, kde dochází ke kontaktu šroubu (matky) s tištěným spojem.

Součástí dodávky jsou i plastové závitové tyče M4. Ty se používají buď jako pružná páka, nebo jako tzv. kočičí vousy ve spojení s koncovými spínači. V tomto případě je potřeba plastové závitové tyče zkrátit na požadovanou délku. Zkrácení je možné provést běžným modelářským skalpelem při dodržení veškerých pravidel, jak pro samotné zkracování závitových tyčí tak především bezpečnosti práce.

Konstrukční díly

Konstrukční díly využívají modul perforace 10mm, tedy středy děr jsou od sebe v ose x a ose y vzdáleny 10mm. Středy okrajových perforací jsou od hrany dílu vzdálené 5mm.

Rozlišujeme dva druhy konstrukčních dílů a to desky a profily.

Desky jsou díly, které neobsahují ohyb.

Profily jsou díly s ohybem. Vnitřní poloměr ohybu je nominálně 0,5mm. U desek je rozměr perforace 4,2 mm u profilů pak 4,3mm. Zvětšení průměru perforace u profilů je z důvodů vykrytí případných nepřesností ohybů. Speciální díly mají individuální rozměry a povětšinou jsou aplikovatelné pouze v kontextu, na který byly původně navrženy (klec krokového a servomotoru, díly lineárního vedení, deska eflektoru atd…).

Všechny modely jsou navrženy tak, aby nebylo nutné kovové díly ohýbat. Při stavbě důsledně dbejte, aby spojované desky byly ve správných rovinách. Častá chyba začátečníků spočívá v přehlédnutí faktu síly materiálu. Pak díl montují mimo jeho hlavní osu, čímž dojde k jeho prohnutí. Tento způsob montáže je chybný a vždy existuje možnost tuto chybu eliminovat podložkou. U statických modelů se často v podobných konstrukčních systémech ohyb dílů využívá, nicméně pokud chcete, aby vaše modely fungovaly perfektně a bezchybně, věnujte souososti a vymezení dílů velkou pozornost.

Plastové desky slouží na modelech ke dvěma účelům. První je design modelu. Druhý, a ten je důležitější, je ten, že u „čárohledačů“ „zastiňují“ vlastní senzor před slunečním zářením. Vlastnímu senzoru sluneční svit nevadí, nicméně pokud svit osvětluje i plochu detekce může dojít k rušení senzoru. Plastové desky lze ohýbat a v určitém kontextu je nezbytné do nich pomocí běžných nůžek vystřihnout i otvory pro průchod pák či taktilních senzorů.

Hřídele

V setech se vyskytují v zásadě tři druhy hřídelí různých délek.

Hřídele profilové, kruhové a kruhové zakončené závity.

Každý z těchto typů hraje v konstrukčním systému jinou roli. Profilová hřídel se nejčastěji využívá jakožto výstupní hřídel převodovek. Díky svému profilu umožňuje pevnou a spolehlivou fixaci ozubeného nebo pojezdového kola. Profil nahrazuje ve spojení s nábojem ozubeného kola spojení drážka-péro známého z běžných převodovek. Zároveň umožňuje bezpečnou fixaci dílu stavěcím šroubem. Obrázek 4 vyobrazuje situaci, kdy na profilovou hřídel je usazen plastový profilový náboj a na něj je nasunuto ozubené kolo. Tato soustava je bezpečně fixována v radiálním směru, pro fixaci v axiálním směru se musí použít buď tzv. staváček, nebo vymezovací podložky. Obrázek 5 vyobrazuje situaci, kdy se na profilovou hřídel osadí ozubené kolo se staváčkem. Stavěcí šroub fixuje kolo jak v radiálním, tak i axiálním směru. Stavěcí šroub má ploché dno a fixuje se oproti drážce na hřídeli. Použití této varianty sestavy s kruhovou osou lze považovat za chybu, jelikož stavěcí šroub nezajistí dostatečnou fixaci v radiálním směru. Hřídel kruhového průřezu zakončená závitem, se v setech používá ve dvou základních kontextech. První je konzolová hřídel pro pojezd pásových robotů, druhou pak jako součást převodovek.

Převody a ložiska

Konstrukční systém obsahuje širokou škálu čelních ozubených kol. Tyto převody lze rozdělit do dvou základních skupin, ozubená kola s nalisovaným staváčkem (Obrázek 5), nebo ozubená kola s plastovým nápojem (Obrázek 4). Konstrukční řešení převodovek s nábojem je součástí patentu společnosti EITECH. Díky tomuto řešení je možné sestavovat celou řadu ozubených soukolí a tím pádem i širokou škálu převodových poměrů. Hlavní roli hraje druh náboje použitého v soukolí.

Náboj s profilovou dírou fixuje ozubené kolo s profilovou hřídelí a využívá se na vstupu do převodovky (motor s pastorkem, Obrázek 7), nebo na výstupu z převodovky. Druhým neméně důležitým nábojem je dlouhý náboj s kruhovým průřezem díry, který umožňuje vytvářet ozubená soukolí (Obrázek 8). Spojení motor-převodovka-výstupní hřídel doplňuje plastový díl, který plní funkci ložiska. Namáhané hřídele musí být vždy uloženy v tomto ložisku. Pokud tak neučiníte, dojde k postupnému poškození hřídele.

Ostatní plastové díly

Sety obsahují celou řadu dalších plastových dílů. Za zmínku stojí plastové „staváčky“, které v systému mají dva hlavní úkoly, fixovat hřídele v axiálním směru a dále slouží jako distanční sloupky.

Gumičky dodávané v ERS 02 mají na rozdíl od gumiček v balení senzorů a modulů významnou funkci. Vytváří tažnou pružinu eflektoru manipulátoru (Obrázek 10). Gumový provaz vytváří protisílu k pohybu páky serva čímž zvyšuje uchopovací sílu prstů. Pomocí množství gumiček pak můžeme stanovit velikost uchopovací síly působící na zájmový předmět.

Členění elektronických komponent

Obecná pravidla pro použité elektronických komponent

Veškeré dodávané komponenty jsou určeny pro použití v běžných vnitřních prostorách za běžné pokojové teploty, vyvarujte se použití ve venkovních prostorách a chraňte komponenty před vodou a vlhkem.

Každý senzor či modul je dodáván s plastovou krabičkou. Před zapojením vždy zkontrolujte, že je použita tato krabička, která slouží zároveň jako izolant vůči konstrukčnímu systému.

Připojování senzorů a modulů provádějte vždy ve vypnutém stavu jBBII (tedy s odpojeným napájením). Vlastní jBBII má integrované vratné pojistky, krátkodobý zkrat na vstupních/výs­tupních portech nevede k poškození, nicméně dlouhodobý zkrat může nevratně zařízení poškodit.

Při připojení aktivních modulů (tedy těch modulů, které mají vlastní napájení) platí pravidlo, že první se zapíná jBBII a až poté externí moduly.

Při zasunování konektorů nepoužívejte nadměrný tlak. U digitálních výstupů, je signální pin umístěn na kraji směřující ke středu počítače.

Montáž senzorů a samotného počítače provádějte vždy jako poslední operaci při stavbě modelu.

Demontáž krabičky dodávané LI-Ion baterie s integrovanou nabíječkou je zakázaná.

Členění pohonů

Servomotory

V setech se nacházejí dva druhy servomotorů. Analogový servomotor HS-422 umožňuje řízení pohybu páky v rozsahu od –90 st. do +90 st. Tedy v rozsahu 180 st. Připojuje se k digitálnímu výstupu jBBII. Digitální servomotor HS-5485HP má standardně nastaveno řízení rozsahu páky v rozsahu od –45 st. do +45 st. Digitálnímu servomotoru je možné díky programátoru HPP-21 (programátor je součástí EMS01)nastavovat celou řadu parametrů, přičemž pro set ERS01 je potřeba nastavit pouze rychlost otáčení páky na 10% původní rychlosti. Nastavení je intuitivní a návod je součástí balení programátoru. Program pro ovládání je možné získat z http://www.hitecrcd.com/. Postup pro programování serva je následující:

• Propojte jBBII pomocí kabelu KP01 s programátorem serv HPP-21. Z výstupního digitálního portu jBBII programátor potřebuje pouze 5V napájení, jinou roly jBBII v tomto procesu nemá. Kabel se na straně HPP-21 zapojuje do portu označeného „Batt“.
• Připojte programátor k PC s ovládacím programem HPP-21 pomocí dodávaného USB kabelu (EMS01)
• Připojte digitální servo k programátoru serv HPP-21
• Zapněte jBBII
• Nastavte požadované parametry na PC s ovládacím programem HPP-21

Použití servomotorů v setech, popřípadě na modelech vždy vyžaduje důkladné zvážení. Serva jsou určena k přesnému polohování senzoru, či soustavy. V průběhu otáčení páky jsou schopny vyvinout vysoký kroutící moment, ale v klidové fázi, tedy v době kdy páka serva stojí, by namáhání páky serva mělo odpovídat síle odpovídající síle překonávající přirozený odbor páky v době, kdy servo není pod napájením. Pokud budete ctít při konstrukci Vašich mechatronických soustav tuto zásadu, pak servomotory budou mít dlouhou životnost. Dlouhodobé zatížení serva v maximálních kroutících momentech povede k jeho zničení. Správné použití serv ukazuje set ERS01, kdy serva při pohybu překonávají řadu dynamických i statických sil, ale v klidu na jejich páku nepůsobí žádné podstatné síly. Použitím konstrukční nápaditosti zabráníte zničení serva.

Servomotory mají tendenci v klidové poloze „kmitat“ v rozsahu ±1 st. Jedná se o vlastnost výrobku a toto kmitání není důvodem k reklamaci.

Při výpočtu kroutících momentů, nezapomeňte zahrnout složku dynamických sil. Tato složka hraje podstatnou roly při začátku pohybu a na jeho konci (zrychlení a zpomalení). Podcenění těchto sil, povede k nevratnému poškození převodů serva a nemůže být důvodem k reklamaci.

Provozní teplota serva je cca. 35 st.C. Pokud při běžném dotyku cítíte, že se servo nadměrně zahřívá, ukončete jeho práci a konzultujte situaci s dodavatelem. Seznamte se s konstrukcí RC serv. Na internetu je celá řada kvalifikovaných zdrojů, pochopte jejich funkci a způsob řízení. Pak budete schopni je správně implementovat a budou Vám dlouho sloužit.

DC Motory

Standardní stejnosměrný motor pod označením RC-280SA-1911R je určen pro maximální napětí 9V. Vyšší napětí způsobí nenávratné poškození motoru. Motor chraňte před pádem, který může způsobit ohnutí výstupní 2mm hřídele. Na tuto hřídel je nasunuta plastová profilová redukce s průměrem 4mm. Ve formátu RC-280SA se vyrábí celá řada motorů, pouhou výměnou motoru v plastové kleci můžete získat pohon pro své projekty vyšších výkonů aniž by bylo potřeba měnit konstrukci řízeného systému. Plastová redukce je běžně dostupný díl a lze jí objednat.

Krokové motory

Krokový motor má standardně na své hřídeli nalisovanou redukci pro osy o průměru 4mm. Společně s klecí krokového motoru je přirozeně integrován do konstrukčního systému a umožňuje široké uplatnění při návrhu Vašich řízených systémů. Provozní teplota krokového motoru je cca. 60 st. C, tedy jeho ohřátí na tuto teplotu je přirozené. Zvýšená teplota nad tuto mez indikuje přetížení a měla by vést k vypnutí uživatelem.

Použití jiných zdrojů napájení, než dodaných adaptérů a baterií může způsobit nenávratné poškození krokového motoru.