Les meilleures techniques de câblage

Astuce

The article Intro to FRC Robot Wiring walks through the details of what connects where to wire up the FRC Control System and this article provides some additional « Best Practices » that may increase reliability and make maintenance easier. Take a look at Preemptive Troubleshooting for more tips and tricks.

Vibration et choc

Un robot FRC® est un environnement incroyablement brutal quand il s’agit de vibrations et de charges de choc. Bien que de nombreux appareils électroniques spécifiques à FRC soient largement testés pour la robustesse mécanique dans ces conditions, quelques composants, comme la radio, ne sont pas spécifiquement conçus pour une utilisation sur une plate-forme mobile. Prendre des mesures pour réduire le choc et les vibrations auxquelles ces composants sont exposés peut aider à réduire les défaillances. Quelques suggestions qui peuvent réduire les défaillances mécaniques

Isolation des vibrations - Assurez-vous d’isoler tous les composants qui créent des vibrations excessives, telles que les compresseurs, à l’aide des « isolateurs de vibration ». Cela aidera à réduire les vibrations sur le robot qui peuvent desserrer les attaches et causer une défaillance de fatigue prématurée sur certains composants électroniques.
Pare-chocs - Utilisez des pare-chocs pour couvrir autant que possible votre robot lors votre conception. Bien que les règles exigent une couverture spécifique des pare-chocs autour des coins de votre robot, maximiser l’utilisation de pare-chocs augmente la probabilité que toutes les collisions soient amorties par vos pare-chocs. Les pare-chocs réduisent considérablement les “forces g” subies lors d’une collision par rapport à une collision directe sur une surface non protégée du robot, réduisant le choc subi par l’électronique et diminuant le risque d’une défaillance liée au choc.
Montage d’amortisseur de choc - Vous pouvez choisir d’installer des amortisseurs de choc sur une partie ou la totalité de vos composants électroniques pour réduire davantage les forces qu’ils subissent dans les collisions de robots. Ceci est particulièrement utile pour la radio du robot et d’autres appareils électroniques tels que les co-processeurs, qui peuvent ne pas être conçus pour une utilisation sur les plates-formes mobiles. Isolateurs de vibrations, ressorts, mousses ou montage à matériaux flexibles tous peuvent réduire les forces de choc observées par ces composants

Redondance

Malheureusement, il y a peu d’endroits dans le système de contrôle FRC où la redondance est possible. Tirer parti des possibilités de redondance peut accroître la fiabilité. Un exemple est le raccordement de la prise a barillet d’alimentation de la radio en plus de la connexion de PoE fournie. Cela garantit que si l’un des câbles est endommagé ou délogé, l’autre maintiendra l’alimentation de la radio. Gardez un œil sur d’autres zones potentielles pour fournir la redondance lors du câblage et la programmation de votre robot.

Économiseur de ports

Pour toutes les connexions sur le Robot ou sur la station de pilotage qui peuvent être fréquemment branchées et débranchées (telles que les joysticks DS, DS Ethernet, attache USB au roboRIO et attache Ethernet) il est possible d’utiliser un « Économiseur de ports”” ce qui peut réduire considérablement le risque d’endommager le port des appareils. Ce type de dispositif peut servir à une double fonction, à la fois en réduisant le nombre de cycles que le port sur l’appareil électronique subit ainsi qu’en relocalisant la connexion à un endroit plus pratique. Assurez-vous de sécuriser l’Économiseur de port (voir l’élément suivant) pour éviter les dommages au port.

Gestion des câbles et attaches mécaniques

L’un des composants les plus essentiels à la fiabilité et à l’entretien des robots est une bonne gestion du câblage ainsi que des attaches mécaniques de ceux-ci . Une bonne gestion des fils est composée de quelques composants :

Assurez-vous que les câbles sont de la bonne longueur. Toute longueur de câble excédentaire est plus difficile à gérer. Si vous utilisez un câble très long provenant d’un câblage prémonté d’un manufacturier, fixer le supplément dans un petit paquet à l’aide d’attaches de câble séparées avant de fixer le reste du câble.
Assurez-vous que les câbles sont fixés à proximité des points de connexion, avec suffisamment de mou pour éviter de mettre la pression sur les connecteurs. C’est ce qu’on appelle le soulagement des forces de traction de câble et il est essentiel de minimiser la probabilité qu’un câble soit débranché ou qu’un fil se détache à un point de connexion (il s’agit généralement de concentrateurs de contrainte mécanique).
Sécurisez les câbles à proximité de tous les composants en mouvement. Assurez-vous que tous les fils sont sécurisés et protégés contre les composants en mouvement, même si les composants en mouvement devaient se plier ou se déplacer sur une grande distance.
Sécurisez les câbles à des points supplémentaires au besoin pour garder le câblage propre et en ordre. Prenez soin de ne pas trop attacher les fils; si les fils sont fixés dans trop d’endroits, ceci peut rendre le dépannage et la maintenance plus difficile.

Documentation

Une excellente façon de faciliter l’entretien et le dépannage est de rédiger la documentation décrivant ce qui est connecté au robot et la localisation de chaque connexion. Il existe un certain nombre de façons de créer ce type de documentation pouvant consister en des diagrammes de câblage complets, à des tableaux excel ou une liste rapide des fonctions qui sont attachées à quels canaux. De nombreuses équipes intègrent également ces listes à l’étiquetage (voir la prochaine section).

Quand un fil est accidentellement coupé, qu’un mécanisme devient défectueux ou qu’un composant brûle, il sera beaucoup plus facile à effectuer la réparation si vous avez une certaine documentation pour vous indiquer ce qui est connecté où sans avoir à tracer le câblage tout au long (même si votre câblage est propre!)

Étiquetage

L’étiquetage est un excellent moyen de compléter la documentation de câblage décrite ci-dessus. Il existe de nombreuses stratégies différentes pour étiqueter le câblage et l’électronique, le tout avec leurs propres avantages et inconvénients. Les étiquettes pour l’électronique et les drapeaux pour les fils peuvent être faits à la main, ou en utilisant un appareil qui imprime les étiquettes (certains peuvent également utiliser des étiquettes thermo rétractable sur les câbles). Vous pouvez aussi utiliser différentes couleurs de ruban électrique ou des drapeaux d’étiquetage pour indiquer différentes choses. Quel que soit le système que vous choisissez, assurez-vous de comprendre comment il complète votre documentation et assurez-vous que tous les membres de votre équipe le connaisse.

Vérification des câbles et des branchements

Une fois que tout le câblage sur le robot est complet, assurez-vous de vérifier chaque connexion, en tirant sur chacune, pour s’assurer que tout est sécurisé. En outre, assurez-vous qu’aucun brin de fil errant « en cuivre nu » ne sorte d’un point de connexion et qu’aucune connexion non isolée soit exposée. Si des connexions se détachent lors des tests, ou tout brin de fil en cuivre nu soient découverts, refaites la connexion à nouveau et assurez-vous qu’une deuxième personne la vérifie une fois terminée.

Une cause commune qui crée de mauvaises connexions est le mauvais raccordement aux connecteurs à vis ou aux attaches à écrous et boulons. Pour tous ces types de connexion sur le robot (par exemple, les connexions de batterie, le disjoncteur principal, PDP, roboRIO), assurez-vous que les attaches soient bien serrées. Pour les connexions de style écrou et boulon, assurez-vous que le fil/terminal ne bouge pas lorsqu’on le tire; si vous pouvez faire pivoter votre câble de batterie ou votre connexion de disjoncteur principal en saisissant le terminal et en le tirant, la connexion n’est pas assez serrée.

Une autre source commune de défaillances sont les fusibles sur le côté du PDP. Assurez-vous que ces fusibles sont complètement insérés; vous devrez peut-être appliquer plus de force que vous le pensez pour les insérer complètement. Si les fusibles sont bien insérés, ils seront probablement difficiles ou impossibles à enlever à la main.

Les connexions enfichable Snap-in telles que le connecteur SB-50 doivent être sécurisées à l’aide de clips ou de attaches de câble pour s’assurer qu’elles ne se détachent pas pendant les impacts.

Revérifiez tôt et souvent

Revérifiez l’ensemble du système électrique aussi soigneusement que possible après avoir joué le premier match ou deux (ou faire des tests très vigoureux). Les premiers impacts que le robot subit peuvent desserrer les attaches ou exposer des problèmes.

Créez une liste de contrôle pour la vérification régulière des connexions électriques. Ä titre d’exemple, les fixations de rotation telles que les connexions de batterie et de PDP doivent être vérifiées tous les 1-3 matchs. Les connexions de type ressort tels que les connecteurs WAGO et Weidmuller n’ont probablement besoin d’être vérifiées qu’une fois par événement. Assurez-vous que l’équipe sait qui est responsable de remplir la liste de vérification et comment elle documentera ce qui est fait, ou à faire.

Entretien et manipulation de la batterie

Prenez bien soin de vos batteries! Une mauvaise batterie peut facilement causer une défaillance majeure sur le robot pendant un match. Étiquetez toutes vos batteries pour vous aider à suivre l’utilisation pendant l’événement. De nombreuses équipes inscrivent également des informations telles que l’âge de la batterie sur cette étiquette.

Ne soulevez jamais ou ne transportez jamais la batterie par ses fils! Le transport des batteries par les fils a le potentiel d’endommager la connexion interne entre les terminaux et les plaques, tout en augmentant considérablement la résistance interne et en va causer une dégradation de la performance du robot.
Identifiez toute batterie qui a été échappée sur le sol jusqu’à ce qu’un test complet puisse être effectué. En plus des connexions terminales mentionnées, une batterie qui a été échappée au sol peut aussi contenir des cellules individuelles endommagées à l’interne. Ces dommages ne peuvent pas être décelé à l’aide d’un simple test de tension, mais seront vite détectés lorsque la batterie sera placée sous la charge.
Faire la rotation de l’utilisation des batteries uniformément. Cela permet de s’assurer que les batteries ont le plus de temps pour se charger et se reposer et qu’elles se dégradent uniformément (nombre égal de cycles de charge/décharge)
Charger les batteries uniformément et faites un essai de charge si possible pour surveiller l’état de santé. Il existe un certain nombre de produits disponibles dans le commerce que les équipes utilisent pour tester la charge des batteries, dont au moins une conçue spécifiquement pour FRC. Un test de charge peut fournir un indicateur de la santé de la batterie en mesurant la résistance interne. Cette mesure est beaucoup plus significative quand il s’agit de correspondre aux performances qu’un simple mesure de tension sans charge fourni par un multimètre.

Vérification des journaux DS (DS logs)

Après chaque match, passez en revue les journaux DS pour voir à quoi ressemble la tension de la batterie et l’utilisation du courant. Une fois que vous avez établi la consommation normale de ces éléments pour votre robot, vous pouvez être en mesure de repérer les problèmes potentiels (mauvaises batteries, moteurs défaillants, liaison mécanique) avant qu’ils ne deviennent des défaillances critiques.