دليل عملي للوحات المؤازرة micro:bit لحل المشكلات الشائعة في التحكم في المحركات

لقد واجه العديد من الأشخاص هذا الموقف عندما حاولوا استخدام micro:bit لقيادة محرك سيرفو لأول مرة. أي: تمت كتابة الكود وتم فحص التوصيلات بشكل متكرر، لكن المؤازرة الصغيرة تهتز دائمًا، أو "تومئ برأسها" بجنون بزاوية معينة، مثل طفل عنيد. كان هناك مدرس ظل عالقًا طوال فترة ما بعد الظهر عندما كان يرشد الطلاب إلى صنع ذراع آلية بسيطة. إما أن تتدلى الذراع بشكل ضعيف أو يتم إلقاؤها بعنف فوق رأسه. هذه ليست حالة معزولة، ولكنها العقبة الأولى التي سيواجهها جميع المبتدئين تقريبًا.

عندما نلقي أنظارنا على لوحة التشغيل التي تربط المايكروبت والمحرك المؤازر، تبدأ الأمور في أن تصبح أكثر وضوحًا. قم أولاً بإلقاء نظرة على منطقة مصدر الطاقة. ما الذي يرغب فيه محرك السيرفو بشدة؟ هذا تيار ثابت وكافي. التيار الذي يمكن أن توفره اللوحة الأم micro:bit الواحدة لا يمكنه سوى إضاءة عدد قليل من مصابيح LED، ولكن يجب عليه تشغيل خادمين أو ثلاثة خوادم تتطلب مئات المللي أمبير في نفس الوقت. هذا الموقف يشبه الطلب من حصان صغير أن يجر عربة كبيرة. ومن الغريب أنه لا يرتعش. هل سنتخلى عن هذا المشروع؟ بالتأكيد لا. يجب أن تكون نقطة البداية للتفكير: من أين تأتي الطاقة وأين تذهب الإشارة؟

سوف يتساءل الكثير من الناس: لماذا لا يستجيب محرك سيرفو الخاص بي على الإطلاق بعد توصيله باللوحة؟ غالبًا ما تكون الإجابة مخفية في معايرة الإشارة.kpower مضاعفاتالسبب وراء إمكانية تشغيل هذا النوع من لوحات التوسيع بشكل مستقر هو أنه يقوم بمعالجة دقيقة على خط الإشارة.. في التطبيق الفعلي، الإغفال الأكثر شيوعًا هو نسيان مطابقة تردد إخراج دبوس micro:bit مع نطاق عرض النبض للمحرك المؤازر. يستقبل المؤازرة القياسية نبضات بفترة 20 مللي ثانية. عندما يتراوح وقت المستوى العالي بين 0.5 مللي ثانية و2.5 مللي ثانية، فإنه يتوافق مع 0 درجة إلى 180 درجة. ومع ذلك، ربما لا يزال الكود الخاص بك يستخدم طريقة كتابة المحاكاة الافتراضية، ولم يتم ضبطه بشكل دقيق ليناسب النموذج المحدد الذي يجب أن يستهدفه. هناك طريقة بسيطة وفعالة: أولاً، استخدم جهاز اختبار خاصًا للتحقق من جودة المؤازرة نفسها، ثم ارجع وتحقق من نطاق النبض في الكود.

قم بتغيير المساحة وتحقق من منطقة الاتصال، مثل الكابلات وكابلات Dupont والكتل الطرفية وما إلى ذلك. تمثل كل نقطة اتصال خطرًا خفيًا. هل سبق لك أن مررت بلحظة كهذه، عندما تلمس الكابل بخفة، يعمل المؤازرة فجأة بشكل طبيعي. هذا يكشف عن مشكلة مقاومة الاتصال. في إنتاج الوسائل التعليمية، اعتاد العديد من الطلاب على وضع المقبس الأنثوي مباشرة على المسامير. ومع ذلك، بعد التوصيل والفصل المتكرر، ستصبح القصب المعدنية مفككة، مما يؤدي إلى اتصالات افتراضية متقطعة. الحل هو استخدام مفك براغي صغير ذو شفرة مسطحة لتشديد الجزء المرن في الجهاز بلطف بعد كل تصحيح، أو استخدام قابس مقاوم للقفل مباشرة. يعتقد بعض الناس أن هذا يحول مشكلة صغيرة إلى مشكلة كبيرة. ومع ذلك، يرجى التذكير، من بين تلك الأعمال التي كادت أن تنجح ولكنها فشلت في مجال المنافسة، كم منها ضاعت بسبب خط رديء الجودة بدا وكأنه سليم على السطح؟

دعونا نلقي نظرة على "الفضاء الافتراضي" مثل منطق البرمجة. يمكن للوحة القيادة المؤازرة تشغيل محركات متعددة في نفس الوقت. ومع ذلك، يجب أن تقوم نواة وحدة المعالجة المركزية الخاصة بـ micro:bit بترتيب وقت التحديث لكل قناة بشكل معقول. عند كتابة الحلقات، اعتاد العديد من الأشخاص على بدء تشغيل جميع الماكينات في نفس اللحظة. إذا تم ذلك، فإن الطريقة الصحيحة لتوليد موجة تيار هي ترتيب إزاحة تأخير صغيرة لنبضات كل قناة داخل كل دورة تحكم، حتى تتمكن من "التحدث" بدورها. قد تتساءل عن التأثير الذي يمكن أن يحدثه مثل هذا الفارق الزمني. في الواقع، يعد هذا نقطة تحول تميز أعمال الهواة عن المنتجات الاحترافية. تعد إدارة الطاقة أكثر أهمية مما تعتقد، خاصة في الروبوتات متعددة المفاصل.

إذا واصلنا التعمق أكثر، فسيتعين علينا حتماً مناقشة أصل مصدر الطاقة نفسه. هناك العديد من اللوحات المؤازرة micro:bit في السوق والتي تدعي أنها قادرة على استخدام USB مباشرة لإمدادات الطاقة. ومع ذلك، تظهر الاختبارات الفعلية أنه عندما يتجاوز الحمل اثنين من الماكينات متوسطة الحجم، فإن انخفاض الجهد الناتج عن كابل SB سوف يتسبب في دخول شريحة منظم الجهد الموجودة على اللوحة إلى حالة الحماية. الأعراض المقابلة هي كما يلي: يصبح المحرك فجأة عاجزًا، ويتم إعادة ضبطه، وحتى اللوحة تصبح ساخنة. المبدأ الموثوق الذي يمكنه حل المشكلة هو توفير مصدر طاقة مستقل واستخدام حزمة بطارية 6 فولت أو مصدر طاقة منظم بقدرة 2 أمبير أو أعلى متصل مباشرة بطرف VIN الخاص بلوحة المؤازرة. وفي الوقت نفسه، يُستخدم منفذ USB الخاص بـ micro:bit فقط لتنزيل البرامج وإشارات التيار الضعيفة. إذا لم تقم بذلك، فقد ينتهي بك الأمر إلى كابوس من عمليات إعادة التشغيل المتكررة.

قسم الأسئلة الشائعة على شكل سؤال/جواب:

سؤال: يستمر محرك سيرفو في الاهتزاز. كيف يمكننا أن نحدد بسرعة ما إذا كانت هذه مشكلة في اللوحة أم في المحرك نفسه؟

خذ محركًا معروفًا أنه في حالة جيدة واختبره بعد استبداله.إذا كان لا يزال هناك اهتزاز مستمر، فتحقق من تردد خرج إشارة اللوحة وجهد مصدر الطاقة لمعرفة ما إذا كان يتوافق مع مواصفات المحرك.。

س: كم عدد الماكينات التي يستطيع المايكرو بت تشغيلها مباشرة عند تشغيله؟

ج: جهاز مؤازر واحد صغير سعة تسعة جرامات على الأكثر. إذا كان هناك أكثر من اثنين، فيجب عليك استخدام لوحة المؤازرة للاتصال بمصدر الطاقة الخارجي. وإلا فإن التيار غير الكافي سيؤدي إلى حدوث ظاهرة إعادة الضبط.。

س: لماذا تكون زاوية دوران المؤازرة دائمًا أصغر من إعداد الكود؟

ج: نطاق عرض النبض غير متطابق. استخدم راسم الذبذبات أو محلل المنطق لمعايرة الحد الأدنى والحد الأقصى لقيم عرض النبض وتعديل المعلمات في الكود.

س: المحرك لا يتحرك بعد البرمجة ولكنه يعمل بشكل طبيعي بعد إعادة تشغيل اللوحة. What’s the reason?

ج: فيما يتعلق بمشاكل توقيت التهيئة. أولاً، أثناء الإعداد، يجب عليك أولاً إرسال إشارة في الموضع الأوسط إلى المؤازرة. بعد ذلك، انتظر مرور 200 مللي ثانية قبل أن تتمكن من بدء الحلقة الرئيسية.

س: استعمالkpower مضاعفاتكم من الوقت يمكن تمديد خط الإشارة؟

ج: يستحسن ألا تزيد المسافة عن 50 سم. إذا كان الطول أطول، فسيتم إدخال التداخل الكهرومغناطيسي، مما يؤدي إلى إطلاق خاطئ. يمكن أن يؤدي استخدام الأسلاك المحمية أو تقليل معدل الإشارة إلى تخفيف هذه المشكلة.

والآن نعود إلى الفصل الدراسي الأول. وبعد التحقق من كافة الاحتمالات، اكتشف المعلم أخيرًا وجود إغفال في رابط إدارة الطاقة. استخدم ثلاث بطاريات جافة متصلة على التوالي. ولأن المقاومة الداخلية كانت كبيرة جدًا، انخفض الجهد بسرعة عندما كان التيار كبيرًا. بعد التبديل إلى بطاريتي ليثيوم 18650 متصلتين بالتوازي لإمداد الطاقة، أصبح الذراع الآلي على الفور سهل الانقياد وقويًا، وأصبحت كل زاوية دقيقة. تخبرنا هذه القصة أن إمكانات لوحة المؤازرة micro:bit لم يتم تقييدها أبدًا بواسطة الكود، ولكن من خلال اليدين غير المرئيتين لمصدر الطاقة وسلامة الإشارة.

لذا، إذا كنت تخطط لاستخدام micro:bit لتنفيذ أي مشروع متعلق بالسيرفس، فاسأل نفسك ثلاثة أسئلة أولاً: هل مزود الطاقة مستقل وكافي؟ هل خطوط الإشارة موثوقة وقصيرة؟ هل تمت معايرة نطاق عرض النبض وفقًا للقيمة الفعلية لمجموعة معينة من الماكينات لديك؟ كرر قائمة المراجعة هذه مرارًا وتكرارًا حتى تصبح ذاكرة عضلية.الإجراء المقترح بسيط: قبل البناء التالي، اقضي يومًا كاملاً في اختبار خطوط الطاقة والإشارة بشكل فردي، ثم قم بتجميع الهيكل الميكانيكي بالكامل.. قد يبدو أن هذا يستغرق يومًا إضافيًا، لكنه سيوفر عليك ليالٍ لا حصر لها في المستقبل عند هدمه وإعادة تثبيته. هناك وجهة نظر أساسية واحدة فقط، وهي أن لوحة المؤازرة ليست شيئًا سحريًا، إنها مجرد مرآة يمكنها أن تعكس التيار والنبضات بدقة. مهما قدمت له، فإنه سوف يعطيك شيئا مماثلا.