Como Cablear un Robot FRC

Nota

Este documento detalla el cableado de una placa electrónica básica para las pruebas de mesa.

Algunas imágenes que se muestran en esta sección reflejan la configuración de un sistema de control de robot utilizando controladores de motor Victor SPX. El diagrama de cableado y el diseño deben ser similares para otros controladores de motor. Cuando corresponda, se proporcionan dos conjuntos de imágenes para mostrar las conexiones que utilizan controladores con y sin cables integrados.

Descripción General

Detailed diagram of all of the components and how they are connected.

Diagrama cortesía de FRCIregl Team 3161 y Stefen Acepcion.

Reunir Materiales

Localice los siguientes componentes y herramientas del sistema de control

  • Materiales del Kit:

    • Panel de distribución de energía (PDP)

    • roboRIO

    • Módulo controlador de neumática (PCM)

    • Módulo regulador de voltaje (VRM)

    • Radio OpenMesh (con cable de alimentación y cable Ethernet)

    • Luz de señal del robot (RSL)

    • 4x SPARK MAX u otros controladores de motor

    • 2x PWM y-cables

    • Disyuntor 120A

    • 4x Fusible 40A

    • 6 AWG (16 \(mm^2\)) Cable rojo

    • 10 AWG (6 \(mm^2\)) Cable rojo/negro

    • 18 AWG (1 \(mm^2\)) Cable rojo/negro

    • 22 AWG (0.5 \(mm^2\)) Cable torcido CAN amarillo/verde

    • 16x 10-12 AWG (4 - 6 \(mm^2\)) (Amarillo) terminales de anillo (8x pares de desconexión rápida si se utilizan controladores de cable integrados)

    • 2x Anderson SB50 conectores de batería

    • 6 AWG (16 \(mm^2\)) Terminales lug

    • Batería 12V

    • Cinta eléctrica roja/negra

    • Materiales de Dual Lock o sujetadores

    • Cinchos

    • 1/4» or 1/2» (6-12 mm) madera contrachapada

  • Herramientas Necesarias

    • Herramienta Wago o destornillador pequeño de cabeza plana

    • Destornillador de cabeza plana muy pequeño (tamaño reparación de anteojos)

    • Destornillador de cabeza Philips

    • 5 mm Hex key (3/16» debe funcionar si la métrica no está disponible)

    • Llave hexagonal de 1/16”

    • Cortadores de alambre, pelacables y crimpadoras

    • Llave de extremo de caja o destornillador de tuerca de 7/16» (11 mm pueden funcionar si el sistema inglés no está disponible)

Crear la base para el Sistema de Control

Para una tabla de prueba de mesa, corte una pieza de material de 1/4»o 1/2» (6-12 mm) (madera o plástico) de aproximadamente 24 «x 16» (60 x 40 cm). Para una placa de control Robot Quick Build, consulte la documentación de apoyo para la placa del tamaño adecuado para la configuración de chasis elegida.

Diseño de los componentes del sistema de control central

A basic wiring layout.

Coloque los componentes en el tablero. Un ejemplo de diseño se muestra en la imagen de arriba.

Using zipties to secure components down.

Sujetar Componentes

Usando Dual Lock o el hardware, fije todos los componentes a la placa. Tome en cuenta que en muchos juegos de FRC, el contacto de robot a robot puede ser sustancial y que Dual Lock solo, es poco probable que se mantenga como un elemento de fijación para muchos componentes electrónicos. Es posible que los equipos deseen utilizar sujetadores de tuerca y perno o (como se muestra en la imagen de arriba) cinchos, con o sin Dual Lock para asegurar los dispositivos a la placa.

Unir el conector de la batería a la PDP

Highlights the location of the terminal lugs on the PDP and circuit breaker.

Requiere: Conector de batería, terminales de terminal 6 AWG (16 \(mm^2\)), Allen de 1/16», Allen de 5 mm, extremo de caja de 7/16» (11 mm)

Una las terminales al conector de la batería:

  1. Usando una llave Allen de 1/16», retire los dos tornillos que aseguran la cubierta del terminal PDP.

  2. Con una llave Allen de 5 mm (3/16»), retire el perno negativo (-) y la arandela del PDP y fije el terminal negativo del conector de la batería.

  3. Con una llave inglesa de extremo de caja de 7/16» (11 mm), retire la tuerca del lado «Batt» del disyuntor principal y asegure el terminal positivo del conector de la batería

Cablear el interruptor a la PDP

Show the circuit breaker wired to the PDP.

Requiere: cable rojo 6 AWG (16 \(mm^2\)), 2 terminales terminales de 6 AWG (16 \(mm^2\)), Allen de 5 mm, extremo de caja de 7/16» (11 mm)

Asegure una terminal al extremo del cable rojo de 6 AWG (16 \(mm^2\)). Usando el extremo de la caja de 7/16» (11 mm), retire la tuerca del lado «AUX» del disyuntor principal de 120A y coloque el terminal sobre el espárrago. Asegure sin apretar la tuerca (es posible que desee quitarla en breve para cortar, pelar y engarzar el otro extremo del cable.) Mida la longitud del cable necesaria para llegar al terminal positivo del PDP.

  1. Corte, pele y engarce el terminal al segundo extremo del cable rojo 6 AWG (16 \(mm^2\)).

  2. Usando el extremo de la caja de 7/16» (11 mm), asegure el cable al lado «AUX» del disyuntor principal de 120A.

  3. Con la llave Allen de 5 mm, fije el otro extremo al terminal positivo del PDP.

Aislar conexiones PDP

Putting tape around the connectors to insulate them.

Requiere: Allen de 1/16», cinta de aislar

  1. Usando cinta de aislar, aísle las dos conexiones al interruptor de 120A. Tambien aísle cualquier parte de las terminales de la PDP que quedarán expuestas cuando se reemplace la cubierta. Un método para aislar las conexiones del interruptor principal es envolver primero el perno y la tuerca, luego use la cinta envuelta en la terminal y el cable para asegurar la cinta.

  2. Usando la llave Allen de 1/16», reemplace la cubierta del terminal PDP.

Conectores Wago

El siguiente paso consistirá en utilizar los conectores Wago en el PDP. Para usar los conectores Wago, inserte un destornillador pequeño de punta plana en el orificio rectangular en un ángulo poco profundo y luego incline el destornillador hacia usted mientras continúe presionándolo actuara como una palanca, abriendo la terminal. Dos tamaños de conectores Wago son encontrados en la PDP:

  • Conector Wago pequeño: Acepta 10 - 24 AWG (0.25 - 6 \(mm^2\)), tira de 11-12 mm (~7/16»)

  • Conector Wago largo: Acepta 6 - 12 AWG (4 - 16 \(mm^2\)), tira de 12-13 mm (~1/2»)

Para maximizar la fuerza de extracción y minimizar la resistencia de la conexión, los cables no deben estañarse (y lo ideal es que no estén torcidos) antes de insertarlos en el conector Wago.

Controlador de la Potencia del motor

Wiring power from the PDP to motor controllers. Wiring power to a Spark Motor Controller with ring terminals.

Requiere: pelacables, destornillador plano pequeño, 10 o 12 AWG (4 - 6 \(mm^2\)) cable, 10 o 12 AWG (4 - 6 \(mm^2\)) terminales de horquilla/anillo (controladores de terminal solamente), crimpadora de alambre

Para SPARK MAX u otros controladores de motor con cables integrados (imagen superior):

  • Corte y pele los cables rojos y negros de entrada , luego insértelos en uno de los pares de terminales Wago de 40 A (más grandes).

Para terminales de controladores de motor (imagen inferior):

  1. Corte el cable rojo y negro a la longitud adecuada para llegar desde uno de los pares de terminales Wago de 40 A (más grandes) hasta el lado de entrada del controlador del motor (con un poco más de la longitud que se insertará en los terminales en cada extremo)

  2. Pele un extremo de cada uno de los cables, luego insértelo en las terminales Wago.

  3. Pele el otro extremo de cada cable y crímpelo en una terminal de anillo u horquilla

  4. Conecte la terminal a los terminales de entrada del controlador del motor (rojo a +, negro a -)

Conectores Weidmuller

Advertencia

La longitud correcta de la tira es ~ 5/16» (~ 8 mm), no los 5/8» (~ 16 mm) mencionados en el video.

Varios conectores CAN y de alimentación en el sistema utilizan un conector de cable a placa serie Weidmuller LSF. Hay algunas cosas a tener en cuenta al usar este conector para obtener mejores resultados:

  • El cable debe ser de 16 AWG (1.5 \(mm^2\)) a 24 AWG (0.25 \(mm^2\)) (consulte las reglas para verificar el calibre requerido para el cableado de energía)

  • Los extremos de los cables deben ser pelados aproximadamente 5/16 (~8 mm)»

  • Para insertar o quitar el cable, presione el «botón» correspondiente para abrir la terminal

Después de realizar la conexión, verifique que esté limpia y segura:

  • Verifique que no haya «bigotes» fuera del conector que puedan causar un cortocircuito.

  • Tire del cable para verificar que esté completamente asentado. Si el cable sale y tiene el calibre correcto, debe insertarse más y/o pelarse más.

Alimentación roboRIO

Power coming from the PDP to the roboRIO.

Requiere: mini fusibles 10A/20A, pelacables, destornillador plano muy pequeño, 18 AWG (1 \(mm^2\)) Rojo y Negro

  1. Inserte los mini fusibles de 10A y 20A en el PDP en los lugares que se muestran en la impresión (y en la imagen de arriba)

  2. Pele ~5/16» (~8 mm) en tanto en el cable 18 AWG (1 \(mm^2\)) rojo como en el negro y conecte las terminales del «Vbat Controller PWR» en el PDB

  3. Mida la longitud requerida para alcanzar la entrada de energía en la roboRIO. Tenga cuidado de dejar suficiente longitud para enrutar los cables alrededor de cualquier otro componente, como la batería, y para permitir cualquier alivio de tensión o manejo del cable.

  4. Corte y pele el cable.

  5. Con un destornillador plano muy pequeño, conecte los cables al conector de entrada de alimentación de la roboRIO (rojo a V, negro a C). También asegúrese de que el conector dé alimentación esté atornillado de forma segura a la roboRIO.

Alimentación del Módulo Regulador de Voltaje

Power going from the PDP to the VRM.

Requiere: Pelacables, destornillador plano pequeño (opcional), cables 18 AWG (1 \(mm^2\)) rojo y blanco:

  1. Pele ~5/16» (~8 mm) tanto en el cable 18 AWG (1 \(mm^2\)) rojo como en el negro.

  2. Conecte el cable a uno de los dos pares de terminales etiquetados «Vbat VRM PCM PWR» en el PDP.

  3. Mida la longitud requerida para alcanzar las terminales de «12Vin» en el VRM. Tenga cuidado de dejar suficiente longitud para enrutar los cables alrededor de cualquier otro componente, como la batería, y para permitir cualquier alivio de tensión o manejo del cable.

  4. Cortar y pelar ~5/16» (~8 mm) del extremo del cable.

  5. Conecte el cable a las terminales PCM 12Vin.

Alimentación del Módulo de Control Neumático (opcional)

Power going from the PDP to the PCM.

Requiere: Pelacables, un pequeño destornillador plano (opcional), un cable rojo y negro de 18 AWG (1 \(mm^2\))

  1. Pele ~5/16» (~8 mm) tanto en el cable 18 AWG (1 \(mm^2\)) rojo como en el negro.

  2. Conecte el cable a uno de los dos pares de terminales etiquetados «Vbat VRM PCM PWR» en el PDP.

  3. Mida la longitud requerida para alcanzar los terminales «Vin» en el PCM. Tenga cuidado de dejar suficiente longitud para enrutar los cables alrededor de cualquier otro componente, como la batería, y para permitir cualquier alivio de tensión o manejo del cable.

  4. Cortar y pelar ~5/16» (~8 mm) del extremo del cable.

  5. Conecte el cable a las terminales PCM 12Vin.

Alimentación del Radio y Ethernet

Advertencia

NO conecte el cable del inyector POE pasivo Rev directamente a la roboRIO. La roboRIO DEBE conectarse al extremo hembra del cable utilizando un cable Ethernet adicional como se muestra en el siguiente paso.

Connection power to the robot radio via a PoE cable.

Requiere: Destornillador plano pequeño (opcional), cable Rev radio PoE

  1. Inserte los ferrules del cable inyector PoE pasivo en las correspondientes terminales de colores en la sección 12V/2A del VRM.

  2. Conecte el extremo macho RJ45 (Ethernet) del cable al puerto Ethernet en el radio más cercana al conector de barril (etiquetado 18-24v POE)

roboRIO a Radio Ethernet

Connecting Ethernet from the roboRIO to the PoE cable.

Requiere: Cable Ethernet

Conecte un cable Ethernet desde el puerto hembra RJ45 (Ethernet) del cable Rev PoE pasivo al puerto RJ45 (Ethernet) en la roboRIO.

Dispositivos CAN

roboRIO a PCM CAN

Connecting CAN wire from the roboRIO to the PCM.

Requiere: Pelacables, destornillador plano pequeño (opcional), cable CAN amarillo-verde trenzado

  1. Quiten ~5/16» (~8 mm) de cada uno de los cables de la CAN.

  2. Inserte los cables en la apropiada terminal CAN de la roboRIO (Amarillo->AMAR, Verde->VD).

  3. Mida la longitud necesaria para alcanzar los terminales CAN del PCM (cualquiera de los dos pares disponibles). Cortar y pelar ~5/16» (~8 mm) de este extremo de los cables.

  4. Inserte los cables en las terminales codificadas por color CAN apropiadas en el PCM. Debe usar cualquiera de los pares de terminales Amarillo/Verde en el PCM, no hay definido dentro o fuera.

PCM a PDP CAN

Connecting the PCM CAN to the PDP.

Requiere: Pelacables, destornillador plano pequeño (opcional), cable CAN amarillo-verde trenzado

  1. Quiten ~5/16» (~8 mm) de cada uno de los cables de la CAN.

  2. Inserte los cables en la terminal CAN apropiada en el PCM.

  3. Mida la longitud necesaria para alcanzar los terminales CAN del PDP (cualquiera de los dos pares disponibles). Cortar y pelar ~5/16» (~8 mm) de este extremo de los cables.

  4. Inserte los cables en las apropiadas terminales CAN codificadas por color en el PDP. Debe usar cualquiera de los pares de terminales Amarillo/Verde en el PDP, no hay definido dentro o fuera.

Cables PWM

PWM Cables going from the roboRIO to the Spark Motor Controller.

Esta sección detalla cómo cablear los controladores SPARK MAX usando señalización PWM. Este es un punto de partida recomendado, ya que es menos complejo y más fácil de solucionar que la operación CAN. Los SPARK MAX (y muchos otros controladores de motor FRC) también se pueden cablear usando CAN que desbloquea una configuración más fácil, funcionalidad avanzada, mejores datos de diagnóstico y reduce la cantidad de cable necesario.

Requiere: 4 adaptadores SPARK MAX PWM (si usa SPARK MAX), 4 cables PWM (si los controladores no tienen cables integrados o adaptadores, de lo contrario son opcionales), 2 cables PWM en Y (opcional)

Opción 1 (Conexión directa):

  1. Si usa SPARK MAX, conecte el adaptador PWM al SPARK MAX (adaptador pequeño con un conector de 3 clavijas con cables negro / blanco).

  2. Si es necesario, conecte cables de extensión PWM al controlador o adaptador. En el lado del controlador, haga coincidir los colores o las marcas (algunos controladores pueden tener cableado verde / amarillo, el verde debe conectarse al negro).

  3. Conecte el otro extremo del cable a la roboRIO con el cable negro hacia el exterior de la roboRIO. Se recomienda conectar el lado izquierdo a PWM 0 y 1 y el lado derecho a PWM 2 y 3 para una experiencia de programación más sencilla, pero cualquier canal funcionará siempre y cuando observe qué lado va a qué canal y ajuste el código en consecuencia.

Opción 2 (Cable Y):

  1. Si usa SPARK MAX, conecte el adaptador PWM al SPARK MAX (adaptador pequeño con un conector de 3 clavijas con cables negro / blanco).

  2. Si es necesario, conecte cables de extensión PWM entre el controlador o adaptador y el cable Y PWM. En el lado del controlador, haga coincidir los colores o las marcas (algunos controladores pueden tener cableado verde / amarillo, el verde debe conectarse al negro).

  3. Conecte 1 cable PWM Y a los 2 cables PWM para los controladores que controlan cada lado del robot. El cable marrón del cable Y debe coincidir con el cable negro del cable PWM.

  4. Conecte los cables Y PWM a los puertos PWM en la roboRIO. EL cable marrón debe estar hacia el exterior de la roboRIO. Es recomendado conectar el lado izquierdo al PWM 0 y el lado derecho al PWM 1 para la experiencia de programación más sencilla, pero cualquier canal funcionará mientras note cual lado va a cuál canal y ajuste el código acorde a esto.

Luz de Señal del Robot

Robot Signal Light (rsl) wiring from roboRIO to RSL

Requiere: Pelacables, cable de 2 pines, luz de señal del robot, cable rojo de 18 AWG (1:math:mm^2), un destornillador plano muy pequeño.

  1. Corte un extremo del cable de 2 pines y pele ambos cables

  2. Inserte el cable negro en el centro, terminal «N» y apriete la terminal.

  3. Pele el cable rojo de 18 AWG (1 \(mm^2\)) e introdúzcalo en el terminal «La» y apriete el terminal.

  4. Cortar y despojar el otro extremo del 18 AWG (1 \(mm^2\)) cable para insertar en el terminal «Lb»

  5. Inserte el cable rojo del cable de dos clavijas en el terminal «Lb» con el cable rojo de 18 AWG (1 \(mm^2\)) y apriete la terminal.

  6. Conecte el conector de 2 pines al puerto RSL en la roboRIO. El cable negro debe estar más cerca del exterior de la roboRIO.

Truco

Es posible que desee asegurar temporalmente el RSL al tablero de control usando cinchos o Dual Lock (es recomendado mover el RSL a un lugar más visible mientras el robot está siendo construido)

Disyuntores

Installing 40A breakers in the PDP.

Requiere: 4 disyuntores 40A

Inserte los disyuntores 40 Amp en las posiciones en el PDP correspondientes a los conectores Wago a los que están conectados los Talons. Note que, para todos los disyuntores, el disyuntor corresponde con la terminal (vea el gráfico anterior) más cercana positiva (roja). Todas las terminales negativas en el tablero están directamente conectadas internamente.

Si trabaja en un Robot Quick Build, deténgase aquí e inserte el tablero en el chasis del robot antes de continuar.

Alimentación de Motor

Connecting power from the motor to the motor controller.

Requiere: Pelacables, ponchadora de cable, destornillador Phillips, hardware de conexión de cables

Para cada motor CIM:

  • Pele los extremos de los cables rojo y negro del CIM

Para controladores de motor con cables integrados incluyendo SPARK MAX (imagen superior):

  1. Pele los cables rojo y negro (o cables blanco y verde) del controlador (el cable blanco SPARK MAX no se usa para motores con escobillas como el CIM, debe asegurarse y el extremo debe aislarse con cinta aislante u otro método de aislamiento ).

  2. Conecte los cables del motor a los cables de salida del controlador correspondientes (para controladores con blanco / verde, conecte el rojo con el blanco y el verde con el negro). Las imágenes de arriba muestran un ejemplo usando terminales de desconexión rápida que se proporcionan en el Rookie KOP.

Para el SPARK u otros controladores de cable no integrados (imagen inferior):

  1. Crimpe una terminal de anillo/horquilla en cada uno de los cables del motor.

  2. Conecte los cables al lado de salida del controlador del motor (rojo a +, negro a -)

ALTO

Giant red stop sign.

Peligro

Antes de conectar la batería, asegúrese que todas las conexiones han sido realizadas con la polaridad apropiada. Idealmente tenga a alguien que no conectó el robot para asegurarse que todas las conexiones estén correctas.

Antes de conectar la batería, asegúrese que todas las conexiones han sido realizadas con la polaridad apropiada. Idealmente tenga a alguien que no conectó el robot para asegurarse que todas las conexiones estén correctas.

  • Empiece por la batería y verifique que el cable rojo esté conectado a la terminal positiva

  • Revise que el cable rojo pase a través del interruptor principal y a la terminal + del PDP y el cable negro viaje directamente a la terminal -.

  • Para cada controlador del motor, verifique que el cable rojo vaya desde la terminal PDP al cable rojo en el Victor SPX (no el blanco M+!!!!)

  • Para cada dispositivo al final de la PDP, verifique que el cable rojo se conecta a la terminal roja en el PDP y la terminal roja en el componente.

  • Asegúrese que el cable PoE pasivo naranja esta conectado directamente en la radio NO A LA roboRIO! Debe estar conectado a la roboRIO usando un cable Ethernet adicional.

Truco

También es recomendado poner el robot sobre bloques para que las ruedas estén lejos del suelo antes de proceder. Esto prevendrá que un movimiento inesperado se convierta en peligroso.

Organizar cables

Using zipties to make the wiring look more organized.

Requiere: Cinchos

Truco

Este puede ser un buen momento para añadir unos cinchos para organizar algunos cables antes de proceder. Esto ayudará a mantener el cableado del robot ordenado.

Conectar batería

Conecta la batería al lado del robot del conector Anderson. Encienda el robot moviendo la palanca en la parte superior del interruptor principal de 120A en la cresta de la parte superior de la carcasa.

Si algo parpadea, probablemente lo hizo bien.

Antes de continuar, si usa controladores SPARK MAX, hay un paso de configuración más para completar. Los controladores de motor SPARK MAX están configurados para controlar un motor sin escobillas de forma predeterminada. Puede verificar esto verificando que la luz del controlador parpadee en cian o magenta (indicando freno sin escobillas o costa sin escobillas, respectivamente). Para cambiar al modo cepillado, mantenga presionado el botón de modo durante 3-4 segundos hasta que el LED de estado cambie de color. El LED debe cambiar a azul o amarillo, lo que indica que el controlador está en modo cepillado (freno o inercia respectivamente). Para cambiar el modo de freno o inercia, que controla la rapidez con la que el motor se ralentiza cuando se aplica una señal neutral, presione brevemente el botón de modo.

Truco

Para obtener más información sobre los controladores de motor SPARK MAX, incluida la forma de probar sus motores / controladores sin escribir ningún código utilizando REV Hardware Client, consulte la Guía de inicio rápido de SPARK MAX <https://docs.revrobotics.com/sparkmax/gs-sm> __.

¡Desde aquí, debe conectarse al roboRIO e intentar cargar su código!