Mejores prácticas de cableado

Truco

El artículo Wiring the FRC Control System describe los detalles sobre qué y dónde cablear el sistema de control FRC y este artículo proporciona algunas «Mejores prácticas» adicionales que pueden aumentar la confiabilidad y facilitar el mantenimiento. Eche un vistazo a Preemptive Troubleshooting para obtener más consejos y trucos.

Vibración / Choque

Un robot FRC® es un entorno increíblemente peligroso cuando se trata de vibraciones y cargas de impacto. Si bien muchos de los componentes electrónicos específicos de FRC se prueban exhaustivamente para determinar la robustez mecánica en estas condiciones, algunos componentes, como la radio, no están diseñados específicamente para su uso en una plataforma móvil. Tomar medidas para reducir los golpes y las vibraciones a los que están expuestos estos componentes puede ayudar a reducir las fallas. Algunas sugerencias que pueden reducir las fallas mecánicas:

  • Aislamiento de vibraciones - Asegúrese de aislar cualquier componente que genere vibraciones excesivas, como los compresores, utilizando «aisladores de vibración». Esto ayudará a reducir la vibración en el robot, que puede aflojar los sujetadores y causar fallas por fatiga prematura en algunos componentes electrónicos.

  • Bumpers - Utilice bumpers para cubrir la mayor parte del robot posible para su diseño. Si bien las reglas requieren una cobertura de bumpers específica alrededor de las esquinas de su robot, maximizar el uso de bumpers aumenta la probabilidad de que sus bumpers amortigüen todas las colisiones. Los bumpers reducen significativamente las fuerzas G experimentadas en una colisión en comparación con golpear directamente sobre la superficie dura de un robot, reduciendo el impacto experimentado por los componentes electrónicos y disminuyendo la posibilidad de una falla relacionada con el impacto.

  • Montaje con amortiguación - puede optar por montar con amortiguación algunos o todos sus componentes electrónicos para reducir aún más las fuerzas que ven en las colisiones de robots. Esto es especialmente útil para la radio del robot y otros componentes electrónicos, como los coprocesadores, que pueden no estar diseñados para su uso en plataformas móviles. Los aisladores de vibración, resortes, espumas o el montaje en materiales flexibles pueden reducir las fuerzas de impacto que perciben estos componentes.

Redundacía

Desafortunadamente, hay pocos lugares en el sistema de control FRC donde la redundancia es factible. Aprovechar las oportunidades de redundancia puede aumentar la confiabilidad. El ejemplo principal de esto es el cableado del conector cilíndrico a la radio además de la conexión PoE provista. Esto asegura que si uno de los cables se daña o se desprende, el otro mantendrá la alimentación de la radio. Esté atento a otras áreas potenciales para proporcionar redundancia al cablear y programar su robot.

Ahorradores de puertos

Para cualquier conexión en el robot o la driver station que se puedan enchufar y desenchufar con frecuencia (como joysticks DS, DS Ethernet, anclaje USB roboRIO y anclaje Ethernet), el uso de un «Port Saver» o «pigtail» puede reducir sustancialmente el potencial de daños el puerto. Este tipo de dispositivo puede cumplir una doble función, tanto para reducir el número de ciclos que ve el puerto del dispositivo electrónico como para reubicar la conexión a una ubicación más conveniente. Asegúrese de asegurar el protector de puertos (consulte el siguiente elemento) para evitar daños en el puerto.

Gestión de cables y alivio de tensión

Uno de los componentes más críticos para la confiabilidad y el mantenimiento del robot es una buena administración de cables y alivio de tensión. Una buena gestión de cables consta de algunos componentes:

  • Asegúrese de que los cables tengan la longitud correcta. Cualquier exceso de longitud de cable es más fácil de manejar. Si debe tener un cable adicional debido a la longitud adicional del cableado COTS, asegure el cable adicional en un paquete pequeño con bridas para cables separados antes de asegurar el resto del cable.

  • Asegúrese de que los cables estén asegurados cerca de los puntos de conexión, con suficiente holgura para evitar tensar los conectores. Esto se llama alivio de tensión y es fundamental para minimizar la probabilidad de que un cable se desconecte o se rompa en un punto de conexión (generalmente son concentradores de tensión).

  • Asegure los cables cerca de cualquier componente móvil. Asegúrese de que todos los tendidos de cables sean seguros y estén protegidos de los componentes móviles, incluso si los componentes móviles se doblaran o se desplazaran demasiado.

  • Asegure los cables en puntos adicionales según sea necesario para mantener el cableado ordenado y limpio. Tenga cuidado de no asegurar demasiado los cables; si los cables están asegurados en demasiados lugares, puede dificultar la resolución de problemas y el mantenimiento.

Documentación

Una excelente manera de facilitar el mantenimiento es crear documentación que describa qué está conectado en qué parte del robot. Hay varias formas de crear este tipo de documentación que van desde diagramas de cableado completos hasta gráficos de Excel y una lista rápida de las funciones que se adjuntan a qué canales. Muchos equipos también integran estas listas con etiquetado (consulte la siguiente viñeta).

Cuando un cable se corta accidentalmente, o un mecanismo no funciona correctamente o un componente se quema, será mucho más fácil de reparar si tiene alguna documentación que le indique qué está conectado y dónde sin tener que rastrear el cableado hasta el final (incluso si su cableado está ordenado)

Etiquetado

El etiquetado es una excelente manera de complementar la documentación de cableado descrita anteriormente. Existen muchas estrategias diferentes para etiquetar el cableado y la electrónica, todas con sus pros y sus contras. Las etiquetas para dispositivos electrónicos y las banderas para los cables se pueden hacer a mano o con una rotuladora (algunas también pueden hacer etiquetas termocontraíbles), o puede usar diferentes colores de cinta aislante o banderas de etiquetado para indicar diferentes cosas. Sea cual sea el sistema que elija, asegúrese de comprender cómo complementa su documentación y de que todos los miembros de su equipo estén familiarizados con él.

Verifique todo el cableado y las conexiones

Una vez que se haya completado todo el cableado del robot, asegúrese de verificar cada conexión, tirando de cada una, para asegurarse de que todo esté seguro. Además, asegúrese de que ningún «bigote» de cables sueltos sobresalga de ningún punto de conexión y de que no queden al descubierto conexiones sin aislamiento. Si alguna conexión se afloja durante la prueba, o se descubre algún «bigote», vuelva a hacer la conexión y asegúrese de que una segunda persona la revise cuando termine.

Una fuente común de malas conexiones son los sujetadores de tornillo o de tuerca y perno. Para cualquier conexión de este tipo en el robot (por ejemplo, conexiones de batería, interruptor principal, PDP, roboRIO), asegúrese de que los sujetadores estén apretados. Para conexiones tipo tuerca y perno, asegúrese de que el cable / terminal no se pueda girar con la mano; Si puede girar el cable de la batería o la conexión del disyuntor principal agarrando el terminal y girando, la conexión no está lo suficientemente apretada.

Otra fuente común de fallas son los fusibles al final del PDP. Asegúrese de que estos fusibles estén completamente asentados; es posible que deba aplicar más fuerza de la que espera para asentarlos por completo. Si los fusibles están colocados correctamente, probablemente será difícil o imposible quitarlos a mano.

Las conexiones a presión, como el conector SB-50, deben asegurarse con clips o bridas para asegurar que no se suelten durante los impactos.

Vuelva a verificar antes y con frecuencia

Vuelva a comprobar todo el sistema eléctrico lo más a fondo posible después de jugar el primer partido o dos (o realizar pruebas muy rigurosas). Los primeros impactos que ve el robot pueden aflojar los sujetadores o exponer problemas.

Cree una lista de verificación para volver a verificar las conexiones eléctricas con regularidad. Como un punto de partida muy aproximado, los sujetadores giratorios, como las conexiones de la batería y del PDP, deben revisarse cada 1-3 coincidencias. Las conexiones de tipo resorte, como los conectores WAGO y Weidmuller, probablemente solo deban verificarse una vez por evento. Asegúrese de que el equipo sepa quién es responsable de completar la lista de verificación y cómo documentarán que se ha hecho.

Mantenimiento de la batería

¡Cuida bien tus baterías! Una batería defectuosa puede hacer que un robot funcione mal o no funcione en absoluto durante un partido. Etiquete todas sus baterías para ayudar a realizar un seguimiento del uso durante el evento. Muchos equipos también incluyen información como la edad de la batería en esta etiqueta.

  • ¡Nunca levante ni transporte las baterías por los cables! Llevar las baterías por los cables tiene el potencial de dañar la conexión interna entre los terminales y las placas, aumentando dramáticamente la resistencia interna y degradando el rendimiento.

  • Marque cualquier batería caída como defectuosa hasta que se pueda realizar una prueba completa. Además de las conexiones terminales mencionadas, dejar caer una batería también tiene el potencial de dañar celdas individuales. Es posible que este daño no se registre en una prueba de voltaje simple, sino que se esconda hasta que la batería se coloque bajo carga.

  • Gire las baterías de manera uniforme. Esto ayuda a garantizar que las baterías tengan más tiempo para cargarse y descansar y que se desgasten de manera uniforme (igual número de ciclos de carga / descarga)

  • Cargue las baterías de prueba si es posible para monitorear la salud. Hay una serie de productos disponibles comercialmente que los equipos utilizan para cargar baterías de prueba, incluido al menos uno diseñado específicamente para FRC. Una prueba de carga puede proporcionar un indicador del estado de la batería midiendo la resistencia interna. Esta medida es mucho más significativa cuando se trata de igualar el rendimiento que un simple número de voltaje sin carga proporcionado por un multímetro.

Comprobar registros de DS

Después de cada partido, revise los registros de DS para ver cómo se ve el voltaje de la batería y el uso actual. Una vez que haya establecido cuál es el rango normal de estos elementos para su robot, es posible que pueda detectar problemas potenciales (baterías defectuosas, motores defectuosos, atascos mecánicos) antes de que se conviertan en fallas críticas.