برنامج تعليمي حول كيفية ضبط زاوية دوران جهاز التوجيه إلى 90 درجة للتحكم الدقيق في الروبوت

فهم كيفية تدويرمضاعفات90 درجة في الواقع ليست صعبة كما تظن

لا يستطيع العديد من الأصدقاء تجنب الشيء البسيط المتمثل في جهاز التوجيه عندما يقومون بابتكار المنتجات، خاصة عندما يعملون على الروبوتات أو المنازل الذكية أو النماذج. ولكن عندما بدأت، أردتمضاعفاتليتحول إلى 90 درجة، لكنني وجدت أنه لم يكن مطيعًا جدًا. إما أن الزاوية خاطئة، أو أنها تستمر في الاهتزاز أو حتى تحترق. في الواقع، المفتاح لصنعمضاعفاتتدوير 90 درجة بدقة هو فهم مزاجه واختيار الطريقة الصحيحة. لا تفكر في الأمر معقد للغاية، فلنتحدث عنه بالتفصيل اليوم.

كيف يمكن لجهاز التوجيه أن يدور بدقة 90 درجة؟

إذا كنت تريد أن يدور المؤازرة بمقدار 90 درجة، فيجب عليك أولاً أن تفهم كيف يستمع إليك. يوجد مقياس الجهد داخل المؤازرة العادية. إنه يشبه مضيفًا صغيرًا للتغذية الراجعة، يخبر لوحة التحكم "أين أتوجه الآن" في الوقت الفعلي. الإشارة التي ترسلها إليه تقول له في الواقع "مرحبًا، انتقل إلى هذا الموضع". هذه الإشارة عادة ما تكون موجة PWM، وهي إشارة تعديل عرض النبضة. ببساطة، فهو يخبر المؤازرة بالزاوية المستهدفة عن طريق تغيير مدة المستوى العالي.

بالنسبة للماكينات القياسية، يتراوح هذا الوقت عالي المستوى عمومًا بين 0.5 مللي ثانية و2.5 مللي ثانية، أي ما يعادل 0 درجة إلى 180 درجة. لذا، لجعلها تدور بمقدار 90 درجة، عليك معرفة القيمة المتوسطة، مثل إشارة عالية المستوى تبلغ حوالي 1.5 مللي ثانية. بالطبع، قد يكون نطاق عرض النبض للعلامات التجارية المختلفة للماكينات مختلفًا قليلاً. الطريقة الأكثر أمانًا هي التحقق من الدليل الفني للماكينات، حيث يتعين عليك العثور على عروض النبض المحددة المقابلة لـ 0 درجة و180 درجة، ثم تأخذ القيمة المتوسطة، بحيث تكون الزوايا متماثلة تقريبًا.

ما هي الفوائدمن تحويل جهاز التوجيه 90 درجة ?

في مشروعك، يمكنك التحكم بدقة في المؤازرة للدوران 90 درجة، ليس فقط لإظهار مهاراتك، ولكن لأن الفوائد التي يجلبها حقيقية. الشيء الأكثر وضوحًا هو أن الحركات نظيفة وواضحة. على سبيل المثال، إذا صنعت ذراعًا آلية، فأنت بحاجة إليها لالتقاط شيء ما من النقطة أ ووضعه عند النقطة ب، وتدويره بمقدار 90 درجة في المنتصف. إذا كانت الزاوية غير صحيحة، فإما أنها ستخطئ النقطة أو تضعها جانبًا. الزوايا الدقيقة تعني أنه عندما يؤدي الهيكل الميكانيكي الخاص بك المهام، فإنه يتمتع بتكرار عالي وحركات سلسة، مما يجعله يبدو "احترافيًا".

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتحكم الدقيق أيضًا إطالة عمر جهاز التوجيه. إذا فكرت في الأمر، إذا كان كل أمر يجعل المؤازرة تتراجع عند تلك الزاوية غير الدقيقة، فسيكون المحرك دائمًا في حالة توقف أو تصحيح، مما يولد حرارة عالية، وتيارًا مرتفعًا، وتآكلًا سريعًا للتروس. عندما تتمكن من وضعه في موضعه بدقة، يمكنه الاسترخاء على الفور والحفاظ على موضعه. بهذه الطريقة، يمكن أن يعمل المؤازرة بسهولة وبشكل طبيعي ويكون أكثر متانة، كما ستزداد موثوقية منتجك أيضًا.

كيفية حساب عرض النبضة عندما يدور المؤازرة 90 درجة

إن حساب عرض النبض هذا هو في الواقع أمر بسيط للغاية، فلنتعامل معه كمسألة رياضية. كما ذكرنا للتو، يتراوح نطاق عرض النبضة لمعظم الماكينات من 0.5 مللي ثانية إلى 2.5 مللي ثانية، أي ما يعادل 0 درجة إلى 180 درجة. هذا النطاق هو 2 مللي ثانية (2.5-0.5)، أي ما يعادل تغييرًا بمقدار 180 درجة. ثم يكون تغير عرض النبضة المقابل لكل درجة 2 مللي ثانية مقسومًا على 180 درجة، وهو ما يساوي تقريبًا 0.011 مللي ثانية، أي 11 ميكروثانية.

ولذلك فإن عرض النبضة الموافق 90 درجة يبدأ من 0.5 مللي ثانية (0 درجة)، بالإضافة إلى 90 مرة 11 ميكروثانية. 90 مضروبًا في 0.011 مللي ثانية يساوي 0.99 مللي ثانية، بالإضافة إلى 0.5 مللي ثانية، والنتيجة هي 1.49 مللي ثانية تقريبًا. عندما تقوم بالتشغيل فعليًا، فإنه يتغير خطيًا من 0.5 مللي ثانية إلى 2.5 مللي ثانية. ما عليك سوى ملء القيمة 1.49 مللي ثانية في رمز التحكم الخاص بك. إذا كان نطاق المؤازرة مختلفًا، على سبيل المثال، 0 درجة تقابل 0.6 مللي ثانية، و180 درجة تقابل 2.4 مللي ثانية، فاستخدم نفس الصيغة وأعد الحساب للتأكد من أنها ليست خاطئة.

كيفية كتابة رمز البرنامج لتحويل جهاز التوجيه 90 درجة

أصبحت كتابة التعليمات البرمجية للتحكم في المؤازرة للدوران 90 درجة أمرًا مريحًا حقًا الآن، خاصة عند استخدام هذا النوع من المنصات. إذا كنت تستخدم أجهزة SG90 الأكثر شيوعًا، فيمكنك الاتصال مباشرة بمكتبة المؤازرة المضمنة وإنجاز المهمة باستخدام بضعة أسطر من التعليمات البرمجية فقط. جوهر هو.كتابة(90);في هذه الجملة، ستساعدك وظيفة المكتبة تلقائيًا على تحويل 90 درجة إلى إشارة عرض النبض المقابلة وإرسالها.

ولكن إذا كنت تريد التحكم فيه بشكل أكثر دقة، فيمكنك أيضًا استخدام مخرج PWM. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم ESP32 أو STM32، فيمكنك ضبط تردد PWM ودورة التشغيل بنفسك. بافتراض أن فترة PWM هي 20 مللي ثانية (تردد 50 هرتز)، فإن 90 درجة تتوافق مع مستوى عالٍ يبلغ 1.5 مللي ثانية، ودورة التشغيل هي 1.5/20 = 7.5%. إذا قمت بتعيين دورة عمل PWM مباشرة على 7.5% في الكود، فسوف يدور المؤازرة إلى حوالي 90 درجة. تتمثل ميزة كتابتها بنفسك في أن لديك فهمًا أعمق، ويمكنك ضبط نطاق عرض النبض بمرونة للتكيف مع مختلف الماكينات غير القياسية.

كيفية ضبط المؤازرة على الدوران ببطء عند 90 درجة دون اهتزاز؟

يواجه العديد من المبتدئين هذه المشكلة: بمجرد إعطاء الإشارة، يرتد المؤازرة بصوت "حفيف"، والذي يبدو مخيفًا ويميل إلى الاهتزاز. إذا كنت تريد أن يتحول المؤازرة إلى 90 درجة ببطء وثبات، فالسر هو "تنفيذ الخطوة" و"إضافة تأخير". لا يمكنك رمي الزاوية المستهدفة مباشرة من 0 إلى 90، ولكن في التكرار، دع الزاوية تزيد شيئًا فشيئًا، على سبيل المثال، قم بزيادتها بمقدار درجة واحدة في كل مرة، ثم قم بإضافة تأخير من 10 مللي ثانية إلى 20 مللي ثانية.

بهذه الطريقة، سيتحرك السيرفو بسلاسة خطوة بخطوة وفقًا للخطوات التي تحددها، دون أي مفاجأة على الإطلاق. تحدث مشكلات الارتعاش في الغالب بسبب عدم كفاية مصدر الطاقة أو تداخل الإشارة. ️الالخطوة الأولىهو التحقق من مصدر الطاقة الخاص بك. عندما يعمل السيرفو، يكون التيار مرتفعًا جدًا. لا تشارك نفس التيار الضعيف مع دائرة التحكم. من الأفضل توفير الطاقة بشكل منفصل ومشاركة الأرض. ️الالخطوة الثانية هيلإبقاء خط الإشارة قصيرًا قدر الإمكان. إذا كان يجب أن يكون طويلاً، يمكنك استخدام حلقة مغناطيسية أو مكثف صغير على خط الإشارة إلى الأرض لتصفية التداخل عالي التردد.

كيف يمكن حل الخطأ عندما يدور جهاز التوجيه 90 درجة؟

من الواضح أنه تم حسابه ليكون 1.5 مللي ثانية، ولكن عندما استدرت ونظرت، كان 5 درجات. هذا شيء شائع. لا داعي للذعر، فالخطأ يأتي بشكل رئيسي من جانبين: فرق الإرجاع الميكانيكي لجهاز التوجيه نفسه وعدم دقة إشارة التحكم. يحدث فرق الإرجاع الميكانيكي بسبب رد الفعل العكسي للعتاد. عند الانعطاف من الاتجاه A والانعطاف من الاتجاه B، سيكون موضع التوقف النهائي مختلفًا قليلاً. الحل هو جعل المؤازرة تصل إلى زاوية الهدف من نفس الإتجاه في كل مرة أثناء البرمجة. على سبيل المثال، دعها تتحول إلى حجم أصغر قليلاً من الهدف في كل مرة، ثم قم بتدويرها للأمام نحو الهدف لإزالة الفجوة.

الإشارة ليست دقيقة لأن عرض نبضة PWM الناتج عن لوحة التحكم الخاصة بك ليس دقيقًا. على سبيل المثال، إذا كنت تريد إخراج 1.5 مللي ثانية، فإن الإخراج الفعلي المُقاس هو 1.48 مللي ثانية فقط. وهذا يتطلب منك إجراء تعديلات دقيقة في الكود، أي المعايرة. يمكنك كتابة برنامج لتحويل المؤازرة إلى 90 درجة نظرية، ثم استخدام مسطرة لقياس زاوية الانحراف الفعلية للذراع، ثم تصحيح قيمة عرض النبض في الاتجاه المعاكس. حاول عدة مرات العثور على قيمة عرض النبضة التي تجعل الذراع الدوارة متعامدة مع مبيت الدفة. اكتبه في الكود الخاص بك حتى يتم تذكره في المستقبل.

حسنًا، لقد تحدثنا كثيرًا عن تدوير المؤازرة بمقدار 90 درجة. من المبادئ إلى الرموز، إلى ضبط السرعة وإزالة الأخطاء، كلها في الواقع مهارات صغيرة يمكنك إتقانها من خلال تجربتها. لا أعرف ما هي المشكلة التي تواجهك في المؤازرة في أغلب الأحيان عند العمل في مشروعك الصغير؟ هل هو ارتعاش أو ضعف أو لا يمكن ضبط الزاوية بدقة؟ مرحبًا بك في الدردشة حول تجربتك في منطقة التعليقات، ولا تنسَ الإعجاب بها ومشاركتها مع أصدقائك الذين يلعبون أيضًا بالماكينات، حتى نتمكن من التواصل وإحراز التقدم معًا!