Como conectar um robô FRC

Nota

Este documento detalha o cabeamento de uma placa eletrônica básica para testes de bancada.

Some images shown in this section reflect the setup for a Robot Control System using Victor SPX Motor Controllers. Wiring diagram and layout should be similar for other motor controllers. Where appropriate, two sets of images are provided to show connections using controllers with and without integrated wires.

Resumo

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

Diagrama cortesia da FRC | reg | Equipe 3161 e Stefen Acepcion.

Reunindo materiais

Localize os seguintes componentes e ferramentas do sistema de controle

  • Materiais do kit:

    • Power Distribution Panel (PDP)

    • roboRIO

    • Pneumatics Control Module (PCM)

    • Voltage Regulator Module (VRM)

    • Rádio OpenMesh (com cabo de alimentação e cabo Ethernet)

    • Robot Signal Light (RSL)

    • 4x SPARK MAX or other motor controllers

    • 2 cabos Y PWM

    • 120A Circuit breaker

    • 4x 40A Circuit breaker

    • Fio Vermelho de 6 AWG (16 \(mm^2\))

    • Fio Vermelho/Preto de 10 AWG (6 \(mm^2\))

    • Fio Vermelho/Preto de 18 AWG (1 \(mm^2\))

    • Fio CAN trançado Amarelo/Verde de 22 AWG (0.5 \(mm^2\))

    • 16x terminas em anel (amarelo) de 10-12 AWG (4 - 6: math: mm ^ 2) ( 8x pares de desconexão rápida se estiver usando controladores de fio integrados)

    • 2x conectores de bateria Anderson SB50

    • 6x terminais de 6 AWG (16: matemática: mm ^ 2)

    • Bateria de 12V”

    • Fita isolante vermelha/preta

    • Fita dual lock ou materias para fixação

    • Abraçadeiras plásticas

    • Compensado ou Policarbonato de 1/2» ou 1/4» (6-12mm).

  • Ferramentas necessárias:

    • Chave de fenda pequena ou a ferramenta Wago

    • Chave de fenda bem pequena (do tipo utilizado em ajuste de óculos)

    • Chave Phillips

    • Chave Allen de 5mm (3/16» deve funcionar se a de medida métrica estiver indisponível)

    • Chave Allen de 1/16»

    • Alicate desencapador, crimpador e de corte

    • 7/16» (11 mm may work if imperial is unavailable) box end wrench or nut driver

Crie a base para o sistema de controle

For a benchtop test board, cut piece of 1/4» or 1/2» (6-12 mm) material (wood or plastic) approximately 24» x 16» (60 x 40 cm). For a Robot Quick Build control board see the supporting documentation for the proper size board for the chosen chassis configuration.

Organize os principais componentes do Sistema de Controle

A basic wiring layout.

Posicione os componentes na placa. Um exemplo é mostrado na imagem acima.

Using zipties to secure components down.

Fixe os componentes

Utilizando fitas dupla-face (VHB por exemplo) ou abraçadeiras plásticas, prenda todos componentes à placa. Tenha em mente que, em muitos dos jogos da FRC, há constante toque físico entre os robôs. Muitos times optam por utilizar fitas dupla face e, principalmente, abraçadeiras plásticas para garantir a fixação apropriada dos componentes.

Fixe o conector da bateria à PDP

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

Requer: Conector Anderson, Terminal olho de 6AWG (16 \(mm^2\)) , Allen de 1/16», Allen de 5mm e a chave de boca 7/16» (11 mm)

Prenda os terminais em olho ao conector da bateria:

  1. Utilizando a Allen 1/16», retire os dois parafusos que prendem a proteção dos terminais da PDP.

  2. Utilizando a Allen 5mm (3/16»), remova o parafuso e a arruela que ficam rosqueados ao o polo negativo (-) da PDP e prenda o terminal negativo do conector da bateria.

  3. Utilizando a chave de boca 7/16» (11 mm), remova a proteção de borracha e a porca do parafuso do lado «Batt» do Disjuntor principal, encaixe o terminal positivo do conector de bateria e prenda-o bem com a porca.

Do Disjuntor principal à PDP

Show the circuit breaker wired to the PDP.

Requer: Fio vermelho de 6AWG (16 \(mm^2\)), 2x terminais olho de 6AWG (16 \(mm^2\)), Allen de 5mm e a chave de boca 7/16» (11 mm).

Secure one terminal lug to the end of the 6 AWG (16 \(mm^2\)) red wire. Using the 7/16» (11 mm) box end, remove the nut from the «AUX» side of the 120A main breaker and place the terminal over the stud. Loosely secure the nut (you may wish to remove it shortly to cut, strip, and crimp the other end of the wire). Measure out the length of wire required to reach the positive terminal of the PDP.

  1. Corte, encaixe e crimpe o terminal no outro lado do fio vermelho de 6AWG (16 \(mm^2\)).

  2. Utilizando a chave de boca 7/16» (11 mm), prenda o fio no lado «AUX» do disjuntor principal de 120A.

  3. Utilizando a Allen de 5mm, prenda a outra ponta ao terminal positivo da PDP.

Isolando as conexões da PDP

Putting tape around the connectors to insulate them.

Requer: Allen 1/16», Fita isolante

  1. Utilizando a fita isolante, isole as duas conexões do disjuntor principal de 120A. Isole tambem a parte dos terminais da PDP que ficarão expostas quando a proteção quando for presa novamente. Uma maneira de isolar as conexões do disjuntor principal é passar a fita no cabo e na porca antes de serem presos e, depois de presos, passar fita novamente.

  2. Utilizando a Allen de 1/16», prenda a capa de proteção dos terminais à PDP.

Conectores Wago

O próximo passo é aprender a utilizar os conectores Wago da PDP. Para utiliza-los, pegue uma pequena chave de fenda e a insira no buraco retangular o mais horizontal possível. Empurre a chave para cima, aí você vai poder ver que, abaixo do buraco retangular, uma pequena entrada vai se abrir. Nessa entrada devem ser presos os cabos dos componentes a serem energizados. A PDP têm dois tamanhos de conectores Wago:

  • Conector Wago pequeno: Aceita 10AWG-24AWG (0.25 - 6 \(mm^2\)), strip 11-12mm (~7/16»)

  • Conector Wago pequeno: Aceita 6AWG-12AWG (4 - 16 \(mm^2\)), strip 12-13mm (~1/2»)

Para facilitar a entrada do cabo na entrada da PDP, deve deixar a parte de cobre exposta bem esticada (não torcida, de preferencia).

Ligando os controladores de motor

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

Requer: Alicate para desencapar fios, Chave de fenda pequena, fio de 10 ou 12 AWG (4 - 6 \(mm^2\)), terminal olho de 10 ou 12AWG (4 - 6 \(mm^2\)), alicate crimpador

For SPARK MAX or other wire integrated motor controllers (top image):

  • Cut and strip the red and black power input wires, then insert into one of the 40A (larger) Wago terminal pairs.

Para controladores de motor com terminais (imagem de baixo):

  1. Corte um cabo vermelho e um preto do tamanho apropriado para chegar até a entrada de 40A (grande) do terminal Wago PDP (deixe um pouco de sobra para inserir nos terminais em cada ponta)

  2. Desencape a extremidade de cada um dos fios, então os insira nos terminais Wago

  3. Desencape a outra extremidade de cada cabo e crimpe um terminal olhal em cada um

  4. Prenda os fios nos terminais dos controladores (vermelho no + e preto no -)

Conector Weidmuller

Aviso

O tamanho correto para se desencapar é 5/16»(~8mm), e não 5/8» (~16 mm) como dito no vídeo.

Uma parte dos conectores, tanto CAN quanto de energia, utilizam um conector Weidmuller LSF. Há algumas coisas importantes de se ter em mente para utiliza-los da melhor forma possível.

  • O fio deve estar entre 16AWG (1.5 \(mm^2\)) e 24AWG (0.25 \(mm^2\)) (consulte as regras e verifique cada espessura de fio correspondente ao componente que será utilizado)

  • Fios devem ser desencapados a aproximadamente 5/16»(~8mm) da extremidade

  • Para inserir ou remover os fios, pressione o «botão» correspondente para abrir o terminal

Depois de conectar, cheque para ter certeza se está tudo certo:

  • Verifique se não há pequenos fios expostos para fora do terminal que possam causar um curto-circuito

  • Puxe o fio para verificar se ele está bem preso. Se ele ceder, abra o terminal e prenda-o melhor ou desencape um pouco mais a ponta do fio.

Ligando a roboRIO

Power coming from the PDP to the roboRIO.

Requer: Fusiveis automotivos de 10A e 20A, alicate desemcapador, chave fenda bem pequena, fios vermelho e preto de 18 AWG (1 \(mm^2\))

  1. Insira os fusíves de 10 e 20 amperes na PDP nos lugares demonstrados na imagem acima.

  2. Desencape aproximadamente ~5/16» (~8 mm) das pontas dos fios de 18 AWG (1 \(mm^2\)) vermelho e preto e conecte aos terminais «Vbat Controller PWR» na PDP.

  3. Meça o comprimento nescessário dos fios para chegarem do roboRIO a PDP. Tome cuidado ao fazer o caminho desses fios, deixe comprimento o suficiente para contornar outros componentes e não passe por nenhum lugar que possa causar problemas.

  4. Corte e desencape o fio

  5. Utilizando uma pequena chave de fenda, conecte os fios no terminal do roboRIO (Vermelho no V e preto no C). Tenha certeza que o terminal está preso firmemente ao roboRIO.

Ligando o Módulo regulador de tensão (VRM)

Power going from the PDP to the VRM.

Requer: alicate desemcapador, chave de fenda pequena (opcional), fio vermelho e preto de 18 AWG(1 \(mm^2\)):

  1. Desencape ~5/16» (~8 mm) da ponta do cabo vermelho e do cabo preto de 18 AWG (1 \(mm^2\)).

  2. Conecte os fios à um dos dois pares de terminais da PDP com nome de «Vbat VRM PCM PWR».

  3. Meça o comprimento para alcançar os terminais «12Vin» da VRM. Sempre cuide para deixar um comprimento suficiente para contornar alguns componentes no caminho e evitar qualquer desprendimento do cabo.

  4. Corte e desencape ~5/16» (~8mm) da ponta do cabo.

  5. Conecte os fios ao terminal 12Vin da VRM.

Ligando o Módulo de Controle Pneumático (PCM) (opcional)

Power going from the PDP to the PCM.

Requer: alicate desemcapador, chave de fenda pequena (opcional), fio vermelho e preto de 18 AWG (1 \(mm^2\)):

  1. Desencape ~5/16» (~8 mm) da ponta do cabo vermelho e do cabo preto de 18 AWG (1 \(mm^2\)).

  2. Conecte os fios à um dos dois pares de terminais da PDP com nome de «Vbat VRM PCM PWR».

  3. Meça o comprimento para alcançar os terminais «Vin» da PCM. Sempre cuide para deixar um comprimento suficiente para contornar alguns componentes no caminho e evitar qualquer desprendimento do cabo.

  4. Corte e desencape ~5/16» (~8mm) da ponta do cabo.

  5. Conecte os fios ao terminal 12Vin da PCM.

Ligando o Rádio e a ethernet

Aviso

NÃO conecte o POE diretamente à roboRIO. Você deve utilizar um CABO ETHERNET que faça a ponte entre o POE e a roboRIO.

Connection power to the robot radio via a PoE cable.

Requer: Chave de fenda pequena (opcional), Rádio Rev, Cabo PoE incluso no Kit

  1. Insira os conectores do cabo PoE nos terminais correspondentes a 12V/2A da VRM.

  2. Conecte o conector macho de Ethernet (RJ45) à porta de ethernet do rádio mais próxima da entrada do pino de energia (com o nome de 18-24v POE)

Conectando a Ethernet do rádio a roboRIO

Connecting Ethernet from the roboRIO to the PoE cable.

Requer: Cabo Ethernet

Conecte o cabo de Ethernet na porta RJ45 (Ethernet) do cabo POE e na entrada RJ45 (Ethernet) da roboRIO.

Dispositivos CAN

CAN da roboRIO para a CAN da PCM

Connecting CAN wire from the roboRIO to the PCM.

Requer : Alicate desemcapador, chave de fenda pequena (opcional), fio verde/amarelo trançado de 22 AWG

  1. Desencape ~5/16» (~8mm) de cada fio CAN.

  2. Insira os fios nos terminais destinados à linha CAN na roboRIO (Amarelo -> YEL, Verde -> GRN).

  3. Meça o comprimento nescessário dos cabos para chegar com um pouco de folga na PCM. Corte e desencape ~5/16» (~8mm) do fim de cada fio CAN.

  4. Insira os fios CAN de acordo com a cor em qualquer um dos terminais destinado à eles. Pode-se utilizar qualquer um dos pares de terminais CAN , não há entrada e saída definidos.

PCM para CAN da PDP

Connecting the PCM CAN to the PDP.

Requer : Alicate desemcapador, chave de fenda pequena (opcional), fio verde/amarelo trançado de 22 AWG

  1. Desencape ~5/16» (~8mm) de cada fio CAN.

  2. Insira os fios nos terminais CAN apropiados da PCM.

  3. Meça o comprimento nescessário do cabo CAN para chegar com um pouco de folga na PCM. Corte e desencape ~5/16» (~8mm) do fim de cada fio CAN.

  4. Insira os fios CAN de acordo com a cor em qualquer um dos terminais da PDP destinado à eles. Pode-se utilizar qualquer um dos pares de terminais CAN , não há entrada e saída definidos.

Cabos PWM

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

This section details how to wire the SPARK MAX controllers using PWM signaling. This is a recommended starting point as it is less complex and easier to troubleshoot than CAN operation. The SPARK MAXs (and many other FRC motor controllers) can also be wired using CAN which unlocks easier configuration, advanced functionality, better diagnostic data and reduces the amount of wire needed.

Requires: 4x SPARK MAX PWM adapters (if using SPARK MAX), 4x PWM cables (if controllers without integrated wires or adapters, otherwise optional), 2x PWM Y-cable (Optional)

Opção 1 (conectar diretamente):

  1. If using SPARK MAX, attach the PWM adapter to the SPARK MAX (small adapter with a 3 pin connector with black/white wires).

  2. If needed, attach PWM extension cables to the controller or adapter. On the controller side, match the colors or markings (some controllers may have green/yellow wiring, green should connect to black).

  3. Attach the other end of the cable to the roboRIO with the black wire towards the outside of the roboRIO. It is recommended to connect the left side to PWM 0 and 1 and the right side to PWM 2 and 3 for the most straightforward programming experience, but any channel will work as long as you note which side goes to which channel and adjust the code accordingly.

Opção 2 (cabo Y):

  1. If using SPARK MAX, attach the PWM adapter to the SPARK MAX (small adapter with a 3 pin connector with black/white wires).

  2. If needed, attach PWM extension cables between the controller or adapter and the PWM Y-cable. On the controller side, match the colors or markings (some controllers may have green/yellow wiring, green should connect to black).

  3. Connect 1 PWM Y-cable to the 2 PWM cables for the controllers controlling each side of the robot. The brown wire on the Y-cable should match the black wire on the PWM cable.

  4. Conecte os cabos PMW Y às portas PWM da roboRIO. O fio marrom deve ser conectado ao lado mais próximo à borda da roboRIO. É recomendado conectar o lado esquerdo ao PWM 0 e o lado direito ao PWM 1 para facilitar a programação, mas qualquer terminal vai funcionar desde que você anote qual lado está conectado a quais canais

Robot Signal Light (RSL)

Robot Signal Light (rsl) wiring from roboRIO to RSL

Requer: Alicate desemcapador, cabo de 2 vias, Robot Signal Light, fio vermelho de 18 AWG (1 \(mm^2\)) e chave de fenda bem pequena.

  1. Corte um lado do cabo de 2 vias e desencape os dois fios

  2. Insira o cabo preto no terminal central «N» e aperte o parafuso do terminal

  3. Corte um pequeno cabo vermelho de 18 AWG (1 \(mm^2\)), insira uma das pontas no terminal «La» e aperte o parafuso do terminal

  4. Corte o a outra ponta do cabo 18 AWG (1 \(mm^2\)) e para inserir no terminal «Lb»

  5. Insira o lado vermelho do cabo de duas vias no terminal «Lb» com o fio vermelho de 18AWG (1 \(mm^2\)) e aperte o parafuso do terminal

  6. Conecte os cabos com conector tubular na porta RSL da roboRIO. O fio preto deve ser conectado à porta mais próxima da borda da roboRIO.

Dica

Você pode querer prender temporariamente a RSL à chapa de eletrônica utilizando zip ties ou Dual Shock (é recomendado mover a RSL para um local mais visível conform o robô é construido)

Circuit Breakers (Fusíveis)

Installing 40A breakers in the PDP.

Requer: 4x fusíveis de 40A

Adicione os fusíveis de 40 amperes na posição correspondente dos terminais Wago em que os cabos dos controladores se conectam a PDP. Observe que as frestas para encaixar o fusível sempre estão ao lado da entrada positiva (vermelha) correspondente (veja a imagem acima). Todos os terminais negativos estão conectados internamente.

Se você está trabalhando em um Robot Quick Build, pare e insira a chapa de testes no seu chassi antes de continuar.

Energizando motor

Connecting power from the motor to the motor controller.

Requer: Alicate desemcapador, Alicate crimpador, chave phillips, terminais de conexão entre cabos

Para cada motor CIM:

  • Desencape a ponta dos cabos vermelhos e pretos do CIM

For integrated wire controllers including SPARK MAX (top image):

  1. Strip the red and black wires (or white and green wires) from the controller (the SPARK MAX white wire is unused for brushed motors such as the CIM, it should be secured and the end should be insulated such with electrical tape or other insulation method).

  2. Connect the motor wires to the matching controller output wires (for controllers with white/green, connect red to white and green to black). The images above show an example using quick disconnect terminals which are provided in the Rookie KOP.

For the SPARK or other non-integrated-wire controllers (bottom image):

  1. Crimpe um terminal olho ou garfo em cada um dos fios do motor

  2. Conecte os fios na saída de cada controlador (vermelho no +, preto no -)

PARE

Giant red stop sign.

Perigo

Antes de conectar a bateria, tenha certeza que todas as conexões estão com as polaridades corretas (positivo no positivo, negativo no negativo). Se possível peça a alguém que não ajudou na montagem eletrônica para checar se tudo está correto

Antes de conectar a bateria, tenha certeza que todas as conexões estão com as polaridades corretas (positivo no positivo, negativo no negativo). Se possível peça a alguém que não ajudou na montagem eletrônica para checar se tudo está correto

  • Inicie com a bateria e verifique se o fio vermelho está conectado ao terminal positivo da bateria

  • Verifique se o fio vermelho está indo do disjuntor principal para o terminal positivo da PDP e se o fio preto está indo para o terminal negativo.

  • Para cada controlador de motor, verifique se o fio vermelho que sai do terminal vermelho da PDP está conectado com o fio vermelho do Victor SPX (não o M+ branco!!!!)

  • Para cada componente que está ligado à PDP, verifique se o fio vermelho que sai do terminal vermelho da PDP se conecta com o terminal positivo do componente.

  • Tenha certeza de que o conector PoE está conectado diretamente ao rádio, NÃO A roboRIO! Para conectar na roboRIO, deve ser utilizado um cabo Ethernet adicional.

Dica

É recomendado colocar o robô sobre blocos de forma que as rodas giram livremente sem tocar o chão. Isso ajudará a previnir qualquer acidente se o robô se mover inesperadamente

Organize os fios

Using zipties to make the wiring look more organized.

Requer: Abraçadeiras Plásticas

Dica

Essa é a hora de adicionar alguns zip ties aos fios. Isso fará com que os fios do robô se mantenham firmes e organizados.

Conecte a Bateria

Conecte a bateria ao robô com o conector Anderson. Para ligar o robô, empurre a «alavanca» do disjuntor principal de 120A até ela dar um estalo e ficar presa.

If stuff blinks, you probably did it right.

Before moving on, if using SPARK MAX controllers, there is one more configuration step to complete. The SPARK MAX motor controllers are configured to control a brushless motor by default. You can verify this by checking that the light on the controller is blinking either cyan or magenta (indicating brushless brake or brushless coast respectively). To change to to brushed mode, press and hold the mode button for 3-4 seconds until the status LED changes color. The LED should change to either blue or yellow, indicating that the controller is in brushed mode (brake or coast respectively). To change the brake or coast mode, which control how quickly the motor slows down when a neutral signal is applied, press the mode button briefly.

Dica

For more information on the SPARK MAX motor controllers, including how to test your motors/controllers without writing any code by using the REV Hardware Client, see the SPARK MAX Quickstart guide.

From here, you should connect to the roboRIO and try uploading your code!