الرسم التخطيطي لدائرة محرك سيرفو ودليل تجنب الحفرة: حل مشكلة الارتعاش والضعف وبناء دائرة مستقرة

رؤية أنك تفعلمضاعفات- المنتجات ذات الصلة، لا بد أنك واجهت مثل هذا الموقف: من الواضح أن البرنامج مكتوب دون أي مشاكل، ولكنمضاعفاتيستمر في الاهتزاز، أو يعلق أثناء الدوران. لا تتسرع في الشك في الكود. تسع مرات من أصل عشرة، هناك خطأ ما في دائرة القيادة. عندما يصنع العديد من الأشخاص منتجات، فإنهم ينفقون كل طاقتهم على الخوارزميات والهياكل، وينتهي بهم الأمر بالتعثر في دوائر تبدو بسيطة. اليوم سنتحدث عن عيوبمضاعفاتدائرة القيادة وكيفية بناء دائرة موثوقة.

لماذا يحتاج جهاز التوجيه إلى دائرة قيادة خاصة؟

قد تعتقد أنه يكفي توصيل الأسلاك الثلاثة للمؤازرة مباشرة (الطاقة والأرض والإشارة) بالمتحكم الدقيق؟ ومع ذلك، فإن الواقع ليس بهذه البساطة. يوجد محرك DC داخل جهاز التوجيه. أثناء تشغيله، التيار ليس صغيرا. خاصة في لحظة البدء والتوقف، يمكن أن يرتفع التيار إلى أمبير أو اثنين. يشبه منفذ الإدخال والإخراج (IO) الخاص بوحدة التحكم الدقيقة ذراعًا أو ساقًا صغيرة. يمكنه إخراج إشارة بقوة بضعة ملي أمبير، لكنه لا يستطيع تحمل مثل هذا التيار الكبير. إذا تم توصيل الاتصال بالقوة، فلن يتمكن المؤازرة من العمل بأفضل حالاتها، وفي الحالات الشديدة، سيتم حرق وحدة التحكم الدقيقة مباشرة. لذلك، فإن دائرة القيادة تشبه مكبر الصوت، حيث يمكنها تضخيم إشارة التحكم الخاصة بوحدة التحكم الدقيقة إلى تيار قوي بما يكفي لتشغيل المحرك.

ماذا تفعل إذا كان مصدر الطاقة غير مستقر

يبدو أن العديد من الماكينات تهتز وضعيفة. يعود مصدر المشكلة إلى مصدر الطاقة. إذا فكرت في الأمر بعناية، بمجرد تحرك المؤازرة، فإنه على الفور "يسحب" تيارًا كبيرًا من مصدر الطاقة. إذا فشل مصدر الطاقة في الاستجابة في الوقت المناسب، فسيتم سحب الجهد الكهربي للأسفل في لحظة. مع انخفاض هذا الجهد، قد يتم إعادة تشغيل شريحة التحكم الموجودة داخل المؤازرة أو تسبب ارتباكًا منطقيًا، ومظهره الخارجي هو اهتزاز المؤازرة. والأمر الأسوأ من ذلك هو أنه إذا كان المتحكم الدقيق وجهاز التوجيه يشتركان في نفس مصدر الطاقة، فقد تؤدي تقلبات الجهد إلى خلل في وحدة التحكم الدقيقة. لذلك، من الضروري جدًا توفير مصدر طاقة منفصل للسيرفو، أو توصيل مكثف كهربائي كبير السعة بالتوازي مع طرف دخل الطاقة، تمامًا مثل برج الماء، لتثبيت الجهد بشكل مؤقت.

انطلاقًا من الوضع الفعلي، فإن مصدر العديد من مشاكل الاهتزاز والضعف في المؤازرة يكمن في مصدر الطاقة. عندما يتحرك المؤازرة، فإنه سوف يسحب على الفور كمية كبيرة من التيار من مصدر الطاقة. بمجرد أن يصبح مصدر الطاقة بطيئًا، سينخفض ​​الجهد بسرعة. سيؤدي انخفاض الجهد هذا إلى إعادة تشغيل شريحة التحكم الداخلية في المؤازرة أو التسبب في اضطراب منطقي، مما سيؤدي بعد ذلك إلى اهتزاز المؤازرة. الأمر الأكثر خطورة هو أنه إذا كان المتحكم الدقيق والمؤازرة يشتركان في نفس مصدر الطاقة، فقد تؤدي تقلبات الجهد إلى حدوث خلل في وحدة التحكم الدقيقة. لذلك، من الضروري جدًا توفير مصدر طاقة منفصل للمؤازرة، أو توصيل مكثف كهربائي كبير السعة بالتوازي مع طرف دخل الطاقة لتثبيت الجهد بشكل مؤقت.

كيفية اختيار شريحة سائق موثوقة

إن اختيار شريحة السائق يشبه اختيار الشريك، انتبه إلى الشريك المناسب. الخطوة الأولى هي التحقق من التيار. أنت بحاجة إلى معرفة القيمة المحددة لتيار المماطلة للمؤازرة التي تختارها. من الأفضل ترك هامش من 1.5 إلى 2 مرة لتيار الإخراج المستمر لشريحة التشغيل. على سبيل المثال، إذا كان الحد الأقصى لتيار المؤازرة هو 1A، فسيكون من الآمن اختيار شريحة يمكنها إخراج 1.5A أو 2A بشكل مستمر. الشيء الثاني هو الانتباه إلى الجهد. يجب أن يكون الجهد الكهربي لشريحة التشغيل قادرًا على تغطية نطاق جهد التشغيل لجهازك. تُستخدم عادةً الرقائق الشائعة مثل L293D للماكينات الصغيرة. إذا كان السيرفو الخاص بك قويًا جدًا، فقد يتعين عليك التفكير في استخدام دائرة H-bridge المبنية باستخدام أنبوب MOS عالي الطاقة.

هل من الضروري عزل الدائرة؟

يعتمد ذلك على مدى تعقيد نظامك. إذا كان المؤازرة هي المكون الوحيد "عالي الطاقة" في منتجك، وتم تصميم مصدر الطاقة بشكل صحيح، فيمكنك سحب خط مباشرة من منفذ الإدخال / الإخراج الخاص بوحدة التحكم الدقيقة وربط مقاوم بعدة مئات من الأوم في المنتصف لتحديد التيار. عادة، لن تكون المشكلة كبيرة جدًا.

لكن إذا كانت هناك مصادر تداخل قوي مثل المحركات والمغناطيسات الكهربائية في نظامك، أو كان السيرفو بعيدًا عن لوحة التحكم، فمن الأفضل عزلها. الطريقة الأكثر شيوعًا هي استخدام optocoupler "لترجمة" إشارة التحكم الخاصة بوحدة التحكم الدقيقة إلى إشارة ضوئية ثم نقلها إلى الإشارة الكهربائية على الجانب الآخر. وبهذه الطريقة، يتم عزل الإشارة الكهربائية تمامًا ولا يمكن للتداخل المرور من خلالها.

هل أحتاج إلى إضافة مقاوم إلى خط الإشارة؟

إنها عادة جيدة، وعلى الرغم من أنها ليست ضرورية دائمًا، إلا أنها يمكن أن تساعدك على النوم بشكل أكثر صحة. على خرج خط الإشارة من المتحكم الدقيق إلى المؤازرة، يمكن توصيل مقاومة صغيرة من 100 أوم إلى 300 أوم على التوالي لتلعب دورين. الأول هو الحد من التيار لمنع تكوين منفذ الإدخال / الإخراج الخاص بوحدة التحكم الدقيقة بشكل غير صحيح والتسبب في قصر دائرة الإخراج واحتراقه على الفور. ثانيًا، يمكن أن يشكل مرشح تمرير منخفض مع السعة الموزعة على الخط لامتصاص بعض تداخل الضوضاء عالي التردد، مما يجعل الشكل الموجي المنقول إلى جهاز التوجيه أكثر نظافة وأكثر استقرارًا. تكلفة هذه العملية الصغيرة منخفضة جدًا، لكن الربح مرتفع جدًا.

ما هي بعض النصائح لتخطيط الدائرة؟

عند رسم لوحة الدائرة، يمكن إعطاء بعض "العناية الخاصة" لجزء القيادة من المؤازرة.

بادئ ذي بدء، فيما يتعلق بالأسلاك، يجب أن يكون سلك الطاقة والسلك الأرضي سميكًا وقصيرًا قدر الإمكان عند مدهما. وذلك لأنه أثناء تشغيل الدائرة، يحتاج جزء القيادة من المؤازرة إلى تمرير تيار كبير. إذا كان سلك الطاقة والسلك الأرضي رقيقين للغاية، فمن السهل أن يحدث انخفاض في الحرارة والجهد، مما سيؤثر على التشغيل العادي للدائرة. ثانيًا، فيما يتعلق بأرضية دائرة القيادة وأرضية الإشارة الخاصة بوحدة التحكم الدقيقة، فمن الأفضل الدمج عند نقطة واحدة، مثل جذر مكثف مرشح مصدر الطاقة. يمكن أن يمنع هذا بشكل فعال التيارات الكبيرة من تشكيل فرق محتمل على الأرض، وبالتالي منع التداخل مع وحدة التحكم الدقيقة. هناك نقطة أخرى وهي أنه يجب وضع شريحة برنامج التشغيل بالقرب من واجهة المؤازرة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل المسار الذي يسلكه التيار الكبير، وبالتالي التحكم في إشعاع التداخل إلى الحد الأدنى من النطاق وضمان استقرار وموثوقية نظام الدائرة بأكمله.

عند رؤية هذا، يجب أن تكون لديك فكرة جيدة عن دائرة محرك المؤازرة. في المرة القادمة التي تواجه فيها جهازًا غير مطيع، يمكنك أولاً التحقق من جوانب مصدر الطاقة وعزل الإشارة. أتساءل عما إذا كنت قد واجهت أي إخفاقات غريبة بشكل خاص عند تصحيح أخطاء جهاز التوجيه؟ انكم مدعوون لمشاركتها في منطقة التعليق والتواصل معنا. ربما يمكن أن تساعد تجربتك مهندسًا آخر في حيرة من أمره. إذا وجدت المقال مفيدًا، فلا تنسى الإعجاب به ومشاركته حتى يتمكن المزيد من الأشخاص من رؤيته.