كيف يعمل جهاز التوجيه؟ شرح شامل للمبادئ في مقال واحد، حتى يتمكن المبتدئ من فهمه في ثوانٍ

لا أعرف إذا كنت قد واجهت هذا الموقف من قبل: تريد إضافة مفاصل متحركة إلى المنتج الموجود في متناول اليد، مثل إضافة ذراع للروبوت، أو جعل عجلات سيارة نموذجية تدور بمرونة، ولكن عندما يتعلق الأمر بسؤال "كيف يعمل جهاز التوجيه"، تشعر بالارتباك قليلاً. بالنظر إلى المعلومات الفنية على الإنترنت، هناك الكثير من المعلمات والخطط المعقدة، ولا أعرف حقًا من أين أبدأ. في الواقع، جهاز التوجيه ليس غامضًا إلى هذا الحد. فهمه يشبه تكوين صديق جديد. بمجرد أن تفهم مزاجك، سيكون استخدامه أسهل بكثير.

ما هو بالضبط جهاز التوجيه؟

إن جهاز التوجيه الذي نتحدث عنه عادة هو في الواقع جهاز صغير يحول الإشارات الكهربائية إلى حركات زاوية دقيقة. يمكنك التفكير في الأمر على أنه "عضلة صغيرة" مطيعة بشكل خاص. إذا أعطيته تعليمات، فسوف ينتقل إلى الموضع المحدد ويبقى هناك بثبات. وهو يختلف عن المحركات العادية. ستستمر المحركات العادية في الدوران في دوائر فقط، لكنمضاعفاتسوف "يتحول أينما تشير إليه." وسوف تتوقف بعد التحول إلى زاوية محددة. وهذا مهم حقًا لسيناريوهات التطبيق التي تتطلب تحكمًا دقيقًا.

السبب وراء قدرتها على القيام بذلك هو وجود "دماغ صغير" مختبئ في الجسم - أي دائرة تحكم وآلية ردود فعل. هذا الرأس الصغير "يراقب" باستمرار الوضع الحالي للمضاعفات. بمجرد أن يجد أن موضع الأمر المستلم يختلف عن الموضع الفعلي، فإنه سيقود المحرك على الفور لتصحيحه حتى تتم محاذاته بالكامل. تعد طريقة "التحكم في الحلقة المغلقة" هذه هي السر الأساسي لقدرة جهاز التوجيه على العمل بدقة.

كيفية التمييز بين نوع جهاز التوجيه

هناك أنواع كثيرة منمضاعفاتإنه موجود في السوق، ومن السهل الخلط بينه وبين المبتدئين. في الواقع، أول شيء نحتاج إلى التمييز فيه هو الماكينات التناظرية والماكينات الرقمية. المؤازرة التناظرية هي "مستغل قديم" يعمل بجد وبأسعار معقولة. فهو يحافظ على موضعه من خلال إشارة نبضية مستمرة، ولكن إذا لم تعطه إشارة، فسوف يفقد قوته ويصبح مفككًا بسهولة. المؤازرة الرقمية أكثر ذكاءً. يأتي مع "سكرتير صغير" - معالج دقيق.

هذا "السكرتير الصغير" مفيد جدًا. بعد أن يتلقى الإشارة، فإنه سيرسل تعليمات إلى المحرك بتردد أعلى، مما يجعل المحرك يدور بشكل أسرع ويستجيب بشكل أكثر حساسية. عندما لا يدور، يمكنه أيضًا إخراج قوة إمساك للسماح للذراع المؤازر بالتوقف بثبات في أي موضع دون اهتزاز. إذا كان مشروعك يتطلب سرعة الاستجابة والاستقرار، مثل صنع روبوت راقص، فإن المؤازرة الرقمية هي الخيار الأفضل.

لماذا يستمر السيرفو في الاهتزاز؟

ستبدأ المؤازرة التي تم تثبيتها بقوة في "الارتعاش" بمجرد تشغيل الطاقة، أو ستجري دائمًا تعديلات دقيقة بعد التحول إلى الموضع. وهذا في الواقع صداع. في هذه الحالة، لا تشك على الفور في أن المؤازرة مكسورة. ربما يرجع السبب في ذلك إلى عدم تغذية مصدر الطاقة بشكل كامل. عندما يتم تشغيل المؤازرة وتوقفها، سيزداد الطلب الحالي فجأة. إذا لم يتمكن مصدر الطاقة من الاستمرار، وتذبذب الجهد، فستكون الدائرة الداخلية للمؤازرة فوضوية، وستبدأ بشكل طبيعي في الاهتزاز.

️الالحل ليس معقدا سواء :

1. تحقق من مصدر الطاقة الخاص بك للتأكد من أنه قادر على توفير تيار كافٍ، ويفضل أن يكون ذلك مع بعض الإرتفاع.

2. إذا تم استخدام أجهزة متعددة معًا، فيمكنك التفكير في توصيل مكثف كبير على التوازي بالقرب من مصدر الطاقة. يمكن أن يكون بمثابة "الخزان". عندما يرتفع الطلب الحالي اللحظي، يمكن أن يساعد ذلك على زيادة الجهد واستقرار الجهد.

3. إذا تم استبعاد مشكلة مصدر الطاقة، فقد يكون السبب هو تآكل مقياس الجهد في المؤازرة أو تداخل إشارة التحكم. في هذا الوقت، عليك أن تفكر في استبدال المؤازرة أو فحص الأسلاك.

كيفية فهم المعالم الرئيسية لجهاز التوجيه

عندما تحصل على مؤازرة وتنظر إلى عزم الدوران والسرعة والزاوية على جدول المعلمات، هل تشعر بالدوار قليلاً؟ لا تخافوا، دعونا نرى ذلك واحدا تلو الآخر. عزم الدوران، ببساطة، يعني "مدى قوته". الوحدة عادةً هي كيلوجرام·سم (kg·cm)، وهو ما يعني مقدار الأشياء التي يمكن لذراع المؤازرة سحبها لأعلى عندما يكون على بعد 1 سم من محور الدوران. إذا كان مشروعك يهدف إلى رفع ذراع آلية أثقل، فإن عزم الدوران هو العامل الأول الذي يجب النظر إليه. إذا كان عزم الدوران صغيرًا جدًا، فلا يمكن رفعه على الإطلاق.

تشير السرعة إلى مدى سرعة دوران المؤازرة. الوحدة هي ثانية/60 درجة، مما يدل على عدد الثواني التي يستغرقها الدوران بزاوية 60 درجة. كلما كانت القيمة أصغر، كلما زادت سرعة دوران المؤازرة. الزاوية هي النطاق الذي يمكن أن تدور فيه. تكون الماكينات العادية بشكل عام 180 درجة، وبعضها يمكن أن يدور 360 درجة أو حتى بشكل مستمر. هذا يعتمد على الطريقة التي تريد أن يتحرك بها المفصل. بمجرد فهم هذه المعلمات الثلاثة، سيكون لديك فكرة جيدة عند اختيار المؤازرة.

كيفية إعطاء جهاز التوجيه الأمر الصحيح

يعد جهاز التوجيه مكونًا "مطيعًا"، ولكن فقط إذا تحدثت إليه بلغة يمكنه فهمها. هذه اللغة هي إشارة PWM (تعديل عرض النبض). لفهم ذلك ببساطة، فإنه ينقل التعليمات خلال مدة المستوى العالي في الدورة (أي عرض النبضة). بشكل عام، عرض النبضة 1 مللي ثانية (مللي ثانية) يتوافق مع 0 درجة، و1.5 مللي ثانية يتوافق مع 90 درجة، و2 مللي ثانية يتوافق مع 180 درجة.

في التشغيل الفعلي، سواء كنت تستخدم لوحة تحكم أو لوحات تحكم أخرى، توجد وظائف مكتبة جاهزة لمساعدتك في توليد إشارات النبض المعقدة هذه. لا تحتاج إلى الحساب بهذه الدقة بنفسك. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم مباشرة.كتابة(90);في هذا السطر من التعليمات البرمجية، سوف يتحول المؤازرة إلى موضع 90 درجة. الأمر بهذه البساطة، ما عليك سوى إخباره "كم عدد الدرجات التي يجب قطعها"، وسيتم إكمال بقية تحويل الإشارة الأساسية ولوحة التحكم والمؤازرة بأنفسهم.

في أي المشاريع يكون جهاز التوجيه مناسبًا للاستخدام؟

وبعبارة صريحة، أين يمكن استخدام جهاز التوجيه؟ الأكثر شيوعا هي الروبوتات المختلفة. على سبيل المثال، لصنع روبوت يمشي على قدمين، يحتاج كل مفصل، مثل الكاحلين والركبتين وبين الساقين، إلى مؤازرة لمحاكاة الحركات البشرية. يمكن للدقة العالية وسرعة الاستجابة للماكينات الرقمية أن تجعل الروبوت يسير بثبات، بدلاً من الترنح مثل السكران.

تطبيق نموذجي آخر هو آلية التوجيه للسيارة الذكية أو السفينة النموذجية. إذا كنت تريد أن تستدير السيارة إلى اليسار، فأنت بحاجة فقط إلى توصيل ذراع التوجيه الخاص بعجلة القيادة بالعجلة من خلال قضيب التوصيل، ثم إعطاء عجلة القيادة أمرًا بزاوية التوجيه، وسوف تدفع العجلة بدقة للانحراف وتحقيق الدوران. هناك أيضًا أذرع ميكانيكية وإمالة شاملة وحتى ستائر أوتوماتيكية. يمكن تحقيق أي حركة تتطلب تحكمًا دقيقًا في الزوايا باستخدام المؤازرة. إنها مثل المفاصل الموجودة في مكعبات الليغو وهي حجر الزاوية في الإدراك الإبداعي.

بعد رؤية هذا، هل لديك فهم جديد لمعدات التوجيه؟ الأمر ليس بهذا التعقيد، مجرد رفيق موثوق يمكنه تحويل أفكارك إلى حركات دقيقة. ما هي المهام المثيرة للاهتمام التي ستستخدمها لإنجازها في مشروعك المبتكر القادم؟ مرحبًا بك لمشاركة إبداعك في منطقة التعليق، حتى يتمكن المزيد من الأشخاص من رؤية أفكارك الغريبة. لا تنس الإعجاب بهذه المقالة ومشاركتها لمساعدة المزيد من الأصدقاء على كشف أسرار جهاز التوجيه.