Robotun parçaları: FRC kontrol sistemi rehberi
Bir FRC robotu dışarıdan tek bir makine gibi görünür. İçeride ise birbiriyle sürekli konuşan on kadar farklı cihaz vardır: gücü dağıtan kartlar, motorları süren kutular, sahayla haberleşen radyo, hepsini yöneten kontrolcü. Bu yazı o cihazların ne işe yaradığını ve nasıl bağlandığını anlatıyor.
Not: 2027 sezonuyla birlikte kontrolcü ve radyo değişti. Aşağıdaki bilgiler güncel duruma göre yazıldı; kontrolcü değişimini ayrıntılı anlattığımız yazıya buradan ulaşabilirsiniz.
Güç zinciri — her şey buradan başlar
Robottaki bütün elektrik tek bir bataryadan çıkar ve tek bir şalterden geçer. Bu zinciri anlamak, hem robotu doğru kurmak hem de güvenli çalışmak için en temel bilgidir.
Batarya
Tek bir 12 volt, 18 amper saatlik kurşun asit (SLA) batarya. Robotun tek güç kaynağıdır; ne kadar dolu olduğu, maçın son saniyelerinde motorların ne kadar tork verebileceğini doğrudan belirler.
120 A ana kesici
Bataryanın artı ucuna bağlanır ve iki iş yapar: robotun açma/kapama şalteridir, aynı zamanda arkasındaki bütün kablolamayı aşırı akıma karşı korur. Robot üzerinde elektrik işi yapmadan önce bu kesici mutlaka kapatılmalıdır.
Güç dağıtım kartı
Bataryadan gelen tek hattı, her biri kendi sigortasıyla korunan onlarca çıkışa böler. Dört seçenek kural kitabında yasal:
CTRE Power Distribution Panel (PDP). Uzun yıllardır kullanılan klasik kart. 40 A'lik 8 çift ve 30 A'lik 8 çift çıkış, akım ve voltaj kaydı için CAN arayüzü.
CTRE Power Distribution Panel 2.0. 24 adet 40 A kanal, ATO tipi sigorta kullanır.
REV Power Distribution Hub (PDH). 20 yüksek akım (40 A), 3 düşük akım ve 1 anahtarlanabilir kanal. Aletsiz kilitlemeli WAGO klemensler, LED voltaj göstergesi ve USB-C üzerinden telemetri.
AndyMark Power Distribution Board. 24 adet tamamen yalıtılmış 40 A çıkış.
Kanal kesicileri
Her çıkış kendi devre kesicisiyle korunur: Snap Action MX5 ve VB3 serisi ya da REV ATO kesiciler. Üzerlerinde yazan amper değeri sürekli akım içindir — motor ilk kalktığı andaki anlık tepe akımı bunun çok üzerine çıkabilir ve bu normaldir.
Kontrolcü — robotun beyni
Takımın yazdığı kod burada koşar ve diğer bütün donanıma komut veren cihaz budur. 2027 sezonundan itibaren bu görev Limelight Systemcore'a geçti; Raspberry Pi Compute Module 5 tabanlı, dört çekirdekli bir kart. Beş bağımsız CAN-FD hattı, altı yapılandırılabilir SmartIO portu, dahili IMU ve OLED ekranı var.
Ondan önceki on bir sezon boyunca bu işi National Instruments'ın roboRIO'su yapıyordu. Elinizdeki eski robotlarda hâlâ onu göreceksiniz. Systemcore'a geçişin ayrıntıları ayrı bir yazıda.
Radyo — sahayla bağlantı
Robotun sürücü istasyonuyla konuşmasını sağlayan cihaz. Güncel radyo Vivid-Hosting VH-109; doğrudan FRC için tasarlandı ve Wi-Fi 6E kullanıyor. Evde antrenman yaparken erişim noktası, sahada ise köprü olarak çalışır.
Uzun yıllar kullanılan OpenMesh OM5P-AN ve OM5P-AC radyolar artık güncel donanım listesinde değil. İnternetteki eski kurulum videoları bu eski radyoları anlatıyor olabilir.
Motor sürücüler
Kontrolcü bir motoru doğrudan çeviremez; verebildiği akım çok küçüktür. Motor sürücü, kontrolcüden gelen "yüzde altmış ileri" gibi bir komutu, motora giden onlarca amperlik güce çevirir.
İki farklı bağlantı yöntemi var ve aradaki fark önemli:
PWM. Tek yönlü bir sinyal kablosu. Kontrolcü emreder, sürücü uygular; geri bildirim yoktur. Her sürücü için ayrı port gerekir.
CAN. Çift yönlü bir veri yolu. Sürücüler zincirleme bağlanır, tek hat üzerinden onlarcası kontrol edilebilir. Üstelik sürücü geri konuşur: çektiği akımı, sıcaklığını, enkoder konumunu bildirir. "Akıllı" sürücü denen şey budur.
Üretimi durmuş modeller kural kitabında hâlâ yasaldır — elinizdekini kullanmaya devam edebilirsiniz. Ama yenisini satın alamayacağınız için, bozulan bir Victor SP'nin yerine aynısını koyamazsınız.
Pnömatik
Basınçlı havayla çalışan pistonlar için iki modül var: CTRE'nin Pneumatics Control Module (PCM)'ü ve REV'in Pneumatic Hub'ı. İkisi de 12 V ve 24 V solenoidleri sürebilir ve kompresörü otomatik olarak yönetir.
REV Pneumatic Hub'ın 8 solenoid kanalı vardır; 16 tek etkili veya 16 çift etkili valf sürebilir. Hem dijital hem analog basınç sensörü girişi ve USB-C bağlantısı sayesinde, robot kontrolcüsüne hiç ihtiyaç duymadan pnömatik sistemi masada test edebilirsiniz — atölyede çok işe yarayan bir özellik.
Gözden kaçan ama zorunlu parçalar
Robot Signal Light (RSL). Robotun üstündeki turuncu lamba. Kural gereği zorunludur ve doğrudan kontrolcü tarafından sürülür: robot etkinken yanıp söner, devre dışıyken sabit yanar. Sahada hakemin robotun durumunu uzaktan görmesini sağlar.
Voltaj Regülatör Modülü (VRM). Radyo, özel devreler ve IP kameralar için sabit 12 V ve 5 V çıkış üretir.
Servo Hub / Servo Power Module. Servoların ihtiyacı kontrolcünün verebileceğinden fazlaysa, ek güç sağlar.
USB kamera. Microsoft Lifecam HD3000 klasik tercihtir; 1280×720 çözünürlükte 30 kare/saniye. Systemcore'da Limelight görüntü işleme gömülü geldiği için, sıradan bir web kamerası takmak artık yeterli.
Robot kurarken sık yapılan hatalar
Ana kesiciyi kapatmadan güç hattında çalışmak. En tehlikeli ve en sık yapılan hata.
CAN hattının sonuna sonlandırma direnci koymayı unutmak; hat çalışır gibi görünür ama maç ortasında kopar.
Sigorta değerini motorun tepe akımına göre değil, sürekli akımına göre seçmek.
Batarya kablolarını gevşek sıkmak; yüksek akımda ısınır ve gerilim düşer.
Eski eğitim videolarındaki roboRIO ve OpenMesh kurulumunu birebir uygulamaya çalışmak.
Kaynaklar: WPILib — Kontrol sistemi donanımı · Systemcore yazımız
Bu yazıdaki şemalar takımımız tarafından hazırlanmıştır. Parçaların üretici fotoğrafları telif korumalı olduğu için kullanılmamıştır.