Servo Hub

Visão Geral do Servo Hub

Este documento foi desenvolvido em parceria com a equipe JUSTICE FTC TEAM #21036

O REV Servo Hub é compatível com ambos os sistemas REV ION e REV DUO. Por meio de uma única interface de comunicação, ele pode fornecer controle avançado de até seis (6) servos. Isso significa que o Servo Hub não precisa de cabeamento PWM adicional entre ele e o controlador do robô, simplificando bastante a fiação.

Futuras atualizações de firmware desbloquearão recursos adicionais, como medições de corrente para cada canal de saída, comunicação CAN, controle de potência de canal individual para permitir estados de servo desligado e até mesmo tensão de saída ajustável para proporcionar adaptabilidade a uma ampla gama de classes de servo.image.png

O Servo Hub é fácil de atualizar e configurar por meio da conexão USB-C, utilizando o REV Hardware Client. Com uma saída de corrente total de 15A compartilhada entre todos os canais, o Servo Hub lhe dará a potência de que você precisa para ter sucesso no campo!

Recursos

† Recursos disponíveis após futuras atualizações de software.

Principais especificações elétricas

Parâmetro Mínimo Tipo Máximo Unidades
Faixa de tensão operacional 7 - 15 V
Tensão de saída 0.5 - 7,4 V
Saída total máxima - - 15 A
Canal Corrente máxima de saída † - - 3 A
Conector WAGO com trava Mínimo Tipo Máximo Unidades
Bitola do fio suportado (sólido desencapado/trançado) 26 - 14 AWG
Comprimento da tira de fio desencapado 0,31 0,33 0,355 pol
Bitola do fio suportado (com fio, com ponteira) 24 - 18 Awg
Conectores de servo Mínimo Tipo Máximo Unidades
Entrada - Cabo PWM (padrão de 3 fios com passo de 0,1") - -
Saída - Cabo PWM (padrão de 3 fios com passo de 0,1") - -

Consulte abaixo as observações sobre as especificações de corrente máxima para obter mais informações.

Sobre as Especificações de Corrente Máxima

Cada um dos pinos de porta individuais do Servo Hub é classificado para aproximadamente 3 A. Essa classificação, da própria porta, é altamente dependente da qualidade da conexão entre o Servo Hub e o conector do servo que está sendo acionado.

O Servo Hub foi projetado com servos potentes em mente. Muitos dos servos favoritos dos clientes da REV têm uma corrente de parada de 4A ou mais. Embora não acreditemos que a corrente de parada de 4A produza calor suficiente para causar problemas com uma conexão de qualidade e adequadamente assentada, uma conexão ruim pode causar superaquecimento e fuga térmica que pode levar a danos.

A melhor maneira de garantir que você esteja aproveitando ao máximo a saída do seu módulo de alimentação de Servo é verificar se todas as conexões de entrada e saída estão totalmente encaixadas, sem folgas.

Cálculos de Corrente de Saída

É importante garantir que você não exceda a corrente de saída total máxima do seu Módulo de Alimentação de Servo (Servo Power Module). Para isso, some a corrente de parada de cada servo que está sendo alimentado pelo Módulo de Alimentação de Servo. Se a corrente de perda total for superior a 15A, você corre o risco de acionar a proteção contra sobrecorrente. Considere a possibilidade de reduzir o número de servos conectados para evitar o acionamento das proteções de sobrecorrente.

Especificações Mecânicas

Parametro Mínimo Tipo Máximo Unidades
Número de canais de servo - 6 - -
Comprimento - 85,7 (3,374) - mm (pol.)
Largura - 47,6 (1,874) - mm (pol.)
Altura - 18,3 (0,72) - mm (pol.)
Diâmetro do furo de montagem - #10 Folga - -
Padrão de furo de montagem - 3 por 1,5 - pol.

Fiação de Servo

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Diagramas de fiação
FTC/RS485
Conectando o Servo Hub em uma Control Hub

Observe que o pino de aterramento de cada motor servo ficará voltado para a borda externa do Servo Hub e o pino de sinal ficará mais próximo do centro. Os servos conectados às portas 0, 1 e 2 serão espelhados pelos servos conectados às portas 3, 4 e 5.

2 (1).png

FRC/CAN
Conectando o Servo Hub para controle via CAN

Observe que o pino de aterramento de cada motor servo ficará voltado para a borda externa do Servo Hub e o pino de sinal ficará mais próximo do centro. Os servos conectados às portas 0, 1 e 2 serão espelhados pelos servos conectados às portas 3, 4 e 5.

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Configuração do Servo Hub com a Control Hub

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Configuração de IDs do Servo Hub

As IDs do Servo Hub devem ser definidas enquanto o Servo Hub estiver desconectado de uma Control Hub OU antes de ligar o robô. Os Servo Hubs conectados anteriormente a um robô podem precisar de um ciclo de energia antes de alterar as IDs.

Por padrão, o ID do Servo Hub deve ser definido como 3. Isso pode ser alterado conectando o Servo Hub diretamente ao REV Hardware Client usando um cabo USB-C. O Servo Hub aparecerá na lista de hardware, conforme mostrado abaixo:

image (1).jpg

A “CAN ID” é a ID individual do Servo Hub

Cada Servo Hub e Expansion Hub deve ter uma ID exclusiva antes de poder concluir o processo de configuração.

image (2).png O ID CAN pode ser definido entre 1 e 10 para FTC. Após escolher o ID, clique em "Definir ID CAN".

As Expansions Hub têm como padrão a ID 1 ou 2.

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Se você está vendo o botão "Set CAN ID"como clicável isto significa que o ID não foi confirmado!

Acesso ao Utilitário de Configuração

  1. Selecione o menu no canto superior direito do aplicativo Driver Station. Em seguida, selecione Configurar robô.

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  1. Na página Configurações disponíveis, selecione Novo.

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  1. Na página Dispositivos USB na configuração, selecione o Control Hub Portal. Observação: Se você tiver um Expansion Hub conectado via USB, ele aparecerá como um Expansion Hub Portal.

Sem título.jpg

Pressionar “Scan” em uma configuração existente pode fazer com que os dispositivos já nomeados sejam apagados. É necessário um novo arquivo de configuração ao adicionar uma câmera ou uma Expansion Hub por USB.

  1. Todos os Servo Hubs ou Expansion Hubs conectados usando RS485 serão exibidos no menu do portal. Se você estiver usando vários Servo Hubs, eles poderão ser identificados pelo número de identificação.
Menu ao usar um único Servo Hub:

image (7).png

Menu ao usar vários Servo Hubs:

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Esse menu aparecerá da mesma forma se o Servo Hub estiver conectado a outro Servo Hub ou a um Hub de expansão conectado usando RS485.

Configurando Servos

  1. Selecione o Servo Hub onde você está adicionando servos.

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  1. Selecione a opção “Servos”.

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  1. Isso abrirá um menu de configuração semelhante ao que é usado para motores e sensores!

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  1. Selecione a opção desejada no menu suspenso.

image (12).png

  1. Atribua um nome apropriado ao dispositivo.

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  1. Clique em “Done” (Concluído) quando todos os nomes forem inseridos para retornar ao menu principal do Servo Hub.

image (14).png

  1. Clique novamente em “Done” (Concluído) para retornar à lista de todos os hubs conectados.

Canal de Energia

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Canal de energia

O REV Servo Hub permite que cada canal de servo seja alimentado individualmente. Isso permite que os usuários alimentem apenas os canais necessários em um determinado momento. Um canal pode ter alimentação sem sinal ou vice-versa, dependendo da configuração.

FTC SDK com Control Hub

No momento, o FTC SDK não oferece suporte ao controle de tempo de execução do canal de energia.

REVLib para FRC e outros Controles

O REVLib oferece controle completo do tempo de execução sobre a energia do canal.

Comportamento de Desativação

Um programa pode controlar dinamicamente se um canal é energizado. No entanto, alguns usuários podem querer que um canal forneça energia mesmo quando estiver desativado. Para resolver isso, é fornecida a configuração “Disable Behavior”. Cada canal tem sua própria configuração Disable Behavior, o que permite um controle detalhado.

Importante : Certifique-se de entender o comportamento do seu servo quando ele tem energia, mas não tem sinal, pois isso pode variar entre os modelos.

Quando usar cada comportamento de desativação

A seleção do comportamento de desativação apropriado depende das necessidades específicas da sua equipe e do caso de uso de cada canal servo. Abaixo estão alguns cenários em que cada comportamento pode ser vantajoso no FIRST Tech Challenge (FTC) ou na FIRST Robotics Competition (FRC).

Ao escolher cuidadosamente o comportamento de desativação apropriado para cada canal de servo, as equipes podem otimizar o desempenho do robô e garantir uma operação confiável em várias condições. É altamente recomendável testar sua configuração durante a prática para evitar surpresas durante a competição.

kSupplyPower

Quando a manutenção da posição do servo é crítica: use esse comportamento se o servo precisar manter a posição mesmo quando desativado. Por exemplo:

Quando a transição de desativado para ativado precisa ser perfeita: Se o servo deve manter um estado consistente (por exemplo, evitar movimentos bruscos) quando reativado, o fornecimento de energia garante que o servo permaneça estável.

Quando você conhece o comportamento do servo sem sinal: Os servos se comportam de maneira diferente quando são alimentados sem sinal. Alguns podem manter sua posição, enquanto outros podem se mover ou “perder firmeza”, e outros podem retornar à posição central. Certifique-se de testar seus servos e entender o comportamento deles nesse modo.

kDoNotSupplyPower

Quando o modelo do servo exibe um comportamento indesejável com alimentação, mas sem sinal: Alguns modelos de servo se comportam de forma imprevisível quando estão ligados, mas não estão recebendo sinal. Por exemplo, alguns servos podem apresentar instabilidade ou movimento incontrolável nesse estado, enquanto outros retornam à posição central. Nesses casos, o uso do kDoNotSupplyPower garante que o servo não seja ligado até que um sinal válido esteja presente.

Quando o movimento do servo enquanto desativado é aceitável: Se o mecanismo conectado ao servo não exigir posicionamento ou travamento preciso, a remoção da alimentação pode reduzir o desgaste do servo.

Para proteger os servos do uso excessivo: Em alguns casos, a alimentação contínua de um servo quando desativado pode contribuir para o superaquecimento ou o desgaste. Use esse modo para prolongar a vida útil do servo.

Canal de Pulso

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Controle da Largura de Pulso do Servo

Os servomotores são controlados por meio de uma técnica chamada PWM (Modulação por Largura de Pulso), em que a largura de um pulso determina o comportamento do servo. Normalmente, o pulso é enviado ao servo a cada 20 milissegundos, e a duração do pulso (medida em microssegundos) comunica a posição ou a velocidade desejada.

Servos Angulares

Para servomotores angulares, a largura do pulso corresponde diretamente à posição-alvo do braço do servo. O Servo Hub permite que os usuários personalizem a faixa de largura de pulso para se adequar ao seu servo específico com uma posição mínima, máxima e central configurável. Os usuários podem ajustar esses valores para que correspondam aos recursos do servo ou ao comportamento desejado.

Exemplo de Intervalo

Largura de pulso (µs) Posição
500 µs Totalmente no sentido anti-horário
1,500 µs Centro
2,500 µs Totalmente no sentido horário

Servos de Rotação Contínua

Para servos de rotação contínua, a largura do pulso determina a direção e a velocidade da rotação, e não a posição. Os ajustes mínimo, máximo e central configuráveis do Servo Hub também podem ajudar a calibrar servos de rotação contínua. Ajustes finos podem ser feitos na largura de pulso central para garantir que o servo pare com precisão no ponto neutro.

Exemplo de faixa (típica):
Largura de pulso (µs) Ação
500 µs Velocidade máxima (sentido horário)
1,500 µs Parada
2,500 µs Velocidade máxima (sentido anti-horário)
Dicas e Truques

Compreender como a largura de pulso controla o servo e aproveitar os recursos do REV Servo Hub pode ajudar a otimizar o desempenho do servo para o seu robô. Teste cada servo para confirmar seu comportamento e a faixa de largura de pulso suportada antes de integrá-lo ao seu sistema. Sugerimos o seguinte como um bom ponto de partida para entender seus servomotores:

Padrões de LEDs de status do Servo Hub

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Indicadores de LED

O REV Servo Hub usa LEDs para fornecer feedback visual sobre o status do dispositivo e os estados dos canais individuais. A compreensão desses indicadores ajuda a diagnosticar problemas e a monitorar o desempenho do sistema.

Importante: Esses padrões de led se aplicam somente à versão de firmware 24.0.0 e posterior

Status geral do LED

O LED de status principal do Servo Hub comunica o estado geral do dispositivo. Abaixo, há uma tabela que explica os vários padrões e seus significados:

module

LED de Status do Canal

Cada canal de servo no REV Servo Hub tem seu próprio LED dedicado, que fornece feedback sobre o estado do canal e o sinal PWM atual. Veja a seguir o significado de cada padrão de LED:

Observações:

Servos Angulares

module

Servos de rotação contínua</b

module

Solução de problemas

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Guia de Solução de Problemas

Este guia de solução de problemas ajuda a diagnosticar e resolver problemas com o REV Servo Hub.

Problemas de energia

Se o Servo Hub não estiver respondendo (sem luzes):

  1. Verifique a fonte de alimentação:
  1. Inspecione a fiação:
  1. Entre no modo de recuperação:
Falhas de sobrecorrente

O Servo Hub protege a si mesmo e aos servos conectados contra condições de sobrecorrente. Há dois tipos de falhas de sobrecorrente:

  1. Falha de sobrecorrente do canal
  2. Falha de sobrecorrente total do dispositivo
Falha de sobrecorrente do canal

Condição: Um canal excede 6A por um período prolongado ou apresenta picos curtos acima de 7A.

Indicadores: O LED do canal pisca na cor âmbar em uma frequência alta e/ou a alimentação do canal afetado é removida.

Resolução:

  1. Remova a carga do servo
  2. Permita que a corrente caia para eliminar a falha.
Falha de sobrecorrente total do dispositivo

Condição: A corrente total em todos os seis canais excede 15A.

Indicadores: Todos os LEDs dos canais piscam na cor âmbar em uma frequência alta e/ou a alimentação de todos os canais foi removida.

Resolução:

  1. Desconecte os servos e verifique se há falhas ou consumo excessivo de corrente.
  2. Certifique-se de que nenhum canal esteja em curto-circuito.
  3. A falha será eliminada 1 segundo depois que a corrente total cair abaixo de 15A.

Causas comuns:

Avisos de Bateria Fraca

O Servo Hub alternará entre azul e laranja no LED de status principal quando a tensão de entrada estiver baixa:

Resolução:

Falhas no Barramento CAN

Uma falha de CAN ocorre quando o Servo Hub detecta uma comunicação não confiável no barramento CAN. O LED de status principal alternará entre amarelo e laranja.

Etapas de solução de problemas:
  1. Inspecione a fiação:
  1. Verifique os resistores de terminação:
  1. Teste de curtos:

Nenhuma Conexão Detectada

Quando o Servo Hub não puder detectar uma conexão com um controlador ou com o REV Hardware Client, o LED de status principal piscará em magenta.

Etapas de solução de problemas:
  1. Verifique o Hardware Client:
  1. Verifique a conexão CAN:
  1. Inspecione o roboRIO:

Problemas de Servo e Canal

O Servo não está respondendo
Movimento Incorreto ou Instável do Servo
O LED do Canal Não Acende

Problemas de Software

Não é possível configurar vários hubs de servo para uso com um hub de controle
O Servo Hub não está aparecendo no menu de configuração

Você deve estar executando o aplicativo Robot Controller e o aplicativo Driver Station versão 10.0 para usar um Servo Hub.

Não é possível definir a ID do CAN/ID do CAN não está sendo salva no Servo Hub

Quando um hub de servo é conectado a um hub de controle, diretamente ou por meio de outro hub, ele será definido para o modo "somente leitura" ao interagir com o REV Hardware Client. Isso significa que o Client não pode atualizar a ID ou o firmware, e os recursos, como a capacidade de executar servos, não estarão disponíveis.

Driver Hub mostrando o erro "Servo Hub não está respondendo aos comandos no momento"

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Driver Hub mostrando o erro "Servo Hub não está respondendo aos comandos no momento"

Se estiver removendo completamente o Servo Hub, crie um novo arquivo de configuração.

Driver Hub mostrando o aviso "Endereços maiores que 10 são reservados para uso do sistema

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Altere a ID do Servo Hub para um intervalo entre 1 e 10 para evitar possíveis conflitos. Por padrão, os hubs de expansão têm ID 1 ou 2.

O servo hub aparece como um hub de expansão no cliente de hardware REV

Ao se conectar por USB-C a um Hub de controle com um Servo Hub conectado, ele aparecerá como um Hub de expansão no Cliente, conforme mostrado abaixo: z.png

x.png

Esse é o comportamento esperado a partir da versão 1.7.0 do RHC. Para atualizar o hub de servo, desconecte-o do hub de controle e desligue-o antes de conectar apenas o hub de servo via USB-C.

Modo de Recuperação de Firmware

Se o Servo Hub não estiver respondendo, use o modo de recuperação para restaurar a funcionalidade.

Etapas para entrar no modo de recuperação:

  1. Desligue o Servo Hub.
  2. Pressione e mantenha pressionado o botão de modo no Servo Hub.
  3. Enquanto estiver segurando o botão, ligue o Servo Hub.
  4. Solte o botão quando o LED vermelho do canal 4 e o LED verde do canal 5 estiverem acessos.

O Servo Hub agora estará pronto para ser recuperado por meio do REV Hardware Client.

Ao seguir este guia, os usuários podem diagnosticar e resolver os problemas mais comuns com o REV Servo Hub. Se os problemas persistirem, entre em contato com o suporte da REV Robotics para obter mais assistência.