كيف تعمل المحركات المؤازرة ما هو مبدأ عمل المؤازرة وكيفية التحكم في زاوية الدوران؟ جعل الروبوت يطيع

لقد اشتريت بحماس أمضاعفات، على أمل تزويد الروبوت برأس مرن، ولكن عندما تقوم بتوصيله، إما أنه لا يتحرك أو يدور، غير مطيع تمامًا. كيف يعمل هذا الشيء؟ إذا لم تفهم المبدأ، فسوف يتعثر المشروع. لا تقلق، اليوم سنشرحه بشكل واضح لتتمكن من البدء في استخدامه بعد قراءته.

ما هو مبدأ عمل جهاز التوجيه؟

ربما سمعت أن جهاز التوجيه يسمى أيضًا بـمضاعفاتالمحرك، وكلمة "مضاعفات" هو المفتاح. ببساطة، إنه لا يدور بغباء مثل المحرك العادي. يمكنه فهم التعليمات والتحول بدقة إلى أي زاوية تريدها. وخلف ذلك يوجد نظام تحكم مغلق الحلقة.

ما هي الحلقة المغلقة؟ يمكنك أن تفكر في الأمر مثل لمس أنفك بيديك وعينيك مغمضتين. من السهل أن تفوت اللمس، ولكن إذا فتحت عينيك ونظرت، فسوف تتكيف يدك في أي وقت وفقًا للانحراف الذي تراه عيناك، وفي النهاية تلمسها بدقة. وينطبق الشيء نفسه على جهاز التوجيه، الذي يحتوي على "عيون" بداخله تراقب موقعه دائمًا.

ما هي الأجزاء الموجودة داخل جهاز التوجيه؟

افتح غلاف المؤازرة، وسترى أمامك عالمًا صغيرًا ورائعًا. تشتمل مكوناته الأساسية على ثلاثة أشياء: محرك DC، ومجموعة من تروس التخفيض، وجهاز استشعار الموضع، وعادة ما يكون مقياس الجهد. المحرك هو المسؤول عن توليد الطاقة. ومع ذلك، فإن سرعتها سريعة جدًا ولكن قوتها صغيرة، لذا فهي تحتاج إلى مجموعة تروس لإبطاء وزيادة عزم الدوران. عندها فقط سيكون لدى عمود الإخراج المؤازر القدرة الكافية لتدوير مفاصل الروبوت الخاص بك.

الهيكل الداخلي لجهاز التوجيه دقيق للغاية، وجميع الأجزاء تعمل معًا. يعمل محرك DC كمصدر للطاقة ويخرج الطاقة بشكل مستمر. تلعب مجموعة تروس التخفيض هذه دورًا رئيسيًا، حيث تعمل على تقليل سرعة المحرك بشكل فعال مع زيادة عزم الدوران، مما يضمن حصول عمود الإخراج على طاقة كافية. مستشعر الموضع، المعروف أيضًا باسم مقياس الجهد، يستشعر بدقة ويغذي معلومات الموقع الخاصة بعمود إخراج جهاز التوجيه، وبالتالي تحقيق التحكم الدقيق. تتعاون هذه المكونات الأساسية الثلاثة مع بعضها البعض لبناء العالم الصغير الرائع لمعدات التوجيه، بحيث يمكنها توفير دعم الطاقة بشكل ثابت ودقيق لمفاصل الروبوت.

مقياس الجهد هذا هو "عين" المؤازرة. وهو متصل بعمود الإخراج. أينما يدور العمود، تتغير مقاومته، بحيث تعرف دائرة التحكم الزاوية الفعلية الحالية. يشكل التعاون بين المحرك والعتاد ومقياس الجهد الأساس للتحكم الدقيق في جهاز التوجيه.

كيفية توصيل إشارة التحكم في جهاز التوجيه

إذا كنت تريد أن يتحرك السيرفو، عليك أن ترسل له أمرًا. هذا الأمر عبارة عن إشارة PWM، وهي إشارة تعديل عرض النبضة. بشكل عام، هناك ثلاثة أسلاك على المؤازرة، الطاقة، الأرض، والإشارة. تقوم بتوصيل خط الإشارة بمنفذ PWM الخاص بلوحة التحكم (على سبيل المثال)، ثم تقوم بكتابة عرض النبضة في البرنامج.

مبدأ التحكم في الواقع ليس معقدًا. يتم ضبط مدتها على 20 مللي ثانية ثابتة، وتحدد مدة المستوى العالي، أي عرض النبضة، الزاوية النهائية. على وجه التحديد، عرض النبضة 1 مللي ثانية يتوافق مع 0 درجة، وعرض النبض 1.5 مللي ثانية يتوافق مع 90 درجة، وعرض النبض 2 مللي ثانية يتوافق مع 180 درجة. سوف ترسل لوحة التحكم إشارات النبض هذه 50 مرة في الثانية. ستقوم الدائرة الموجودة داخل المؤازرة بتفسير هذه النبضات واستخدامها لقيادة المحرك. لن يتوقف المحرك حتى تصل الزاوية التي يغذيها مقياس الجهد إلى الزاوية المستهدفة.

الفرق بين جهاز التوجيه التناظري وجهاز التوجيه الرقمي

هناك نوعان من الماكينات في السوق: التناظرية والرقمية، والتي لها تأثير على اختيار مشروعك. المؤازرة التناظرية هي شخص نزيه. بعد أن يستقبل إشارة PWM، يقوم بتزويد المحرك بالطاقة بتردد 50 مرة في الثانية حسب أمر الموضع في الإشارة. إذا لم يتغير الأمر، فسوف يستمر، لكن قوة الإمساك (عزم الدوران) سوف تتقلب قليلاً.

الماكينات الرقمية أكثر ذكاءً. لديهم معالج دقيق في الداخل. بعد أن يستقبل إشارة PWM، فإنه لا يقوم بإعادة توجيهها فحسب، بل يستخدم إشارة تردد أعلى (مثل 300 مرة في الثانية) لتشغيل المحرك. وهذا يعني أنه يستجيب بشكل أسرع للانحرافات، ويوفر عزم دوران أكثر سلاسة وأكبر، وتحديد موضع أكثر دقة. وبطبيعة الحال، تعد الماكينات الرقمية أيضًا أكثر تكلفة قليلاً.

ما هي المعلمات التي يجب مراعاتها عند اختيار جهاز التوجيه؟

عند اختيار جهاز مؤازر للمنتج الذي تريد تصنيعه، لا يكفي مجرد النظر إلى الحجم. المعلمة الرئيسية الأولى هي عزم الدوران، عادةً بالكيلوجرام · سم، وهو ما يعني الوزن الذي يمكن دفعه مسافة 1 سم بعيدًا عن محور الدوران. يجب عليك تقدير مقدار الوزن الذي سترفعه ذراعك الآلية ومقدار القوة التي ستتطلبها، ثم ترك بعض الهامش لاختيار المؤازرة.

والثاني هو السرعة والحجم. يتم التعبير عن السرعة بالثواني / 60 درجة. انظر كم من الوقت يستغرق الأمر حتى يتحول إلى 60 درجة. بالنسبة لمشاريع مثل الروبوتات رباعية الأرجل التي تتطلب استجابة سريعة، فإن السرعة مهمة جدًا. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يعتمد أيضا على الحجم والوزن. خاصة عند صنع طائرات بدون طيار صغيرة أو روبوتات صغيرة، تكون المساحة ذات قيمة كبيرة ويجب أن تكون قادرة على التكيف.

ما هي المشاريع التي تستخدم فيها تروس التوجيه؟

بمجرد فهم المبادئ والمعايير، سيكون المؤازرة قادرًا على إظهار مواهبه بين يديك. الأكثر شيوعًا هو صنع مفاصل الروبوت. من الأذرع الآلية البسيطة، والروبوتات الشبيهة بالبشر، إلى الكلاب الآلية المعقدة، تعتمد كل درجة من حرية الحركة عليها. يمكنك استخدامه للتحكم في الحركات الدقيقة مثل الإمساك بساقيك ورفعهما.

بالإضافة إلى استخدامها على نطاق واسع في مجال الروبوتات، تعد الماكينات شائعة جدًا أيضًا في نماذج السيارات الذكية. وتتمثل مهمتها الرئيسية في التحكم بدقة في التوجيه. في بعض المشاريع الإبداعية، يلعب جهاز التوجيه أيضًا دورًا مهمًا. على سبيل المثال، يمكن لرأس التحريك/الإمالة الأوتوماتيكي تثبيت الكاميرا بشكل فعال بمساعدة مؤازرة لضمان سلاسة اللقطة؛ أو يمكنه عمل أداة تقليب الصفحات تلقائيًا واستخدام المؤازرة لتحقيق حركات قلب دقيقة للصفحة؛ يمكنه أيضًا إنشاء ذيل سمكة إلكتروني واستخدام المؤازرة لمحاكاة تأثير التأرجح المرن لذيل السمكة. باختصار، طالما أن لديك متطلبات دقيقة للتحكم في الزاوية، فإن المؤازرة هي الخيار الأفضل بشكل أساسي.

إذا كنت ترغب في الحصول على اقتراحات أكثر تحديدًا لاختيار معدات التوجيه، فقد ترغب في البحث في الموقع الإلكتروني الرسمي للعلامة التجارية التي تهتم بها، مثل "" أو ""، والتحقق بعناية من خطوط الإنتاج الغنية وحالات التطبيق العملي، والتعلم من التجربة حتى تتمكن من تحديد منتجات معدات التوجيه التي تلبي احتياجات مشروعك بدقة أكبر.

بعد قراءة الكثير، ما هي المشاريع المتوفرة لديك الآن والتي تخطط لاستخدام الماكينات فيها؟ هل تخطط لبناء ذراع آلية يمكنها صب القهوة، أو إضافة جهاز تحكم عن بعد إلى سيارة لعبة ابنك؟ تحدث عن أفكارك في منطقة التعليق ودع الجميع يفتحون أعينهم. بالمناسبة، قم بإعجابها وشاركها حتى يتمكن المزيد من الأصدقاء من رؤية هذه المقالة.