أيهما أفضل، جهاز التوجيه أم محرك السيرفو؟ اختر المشهد، لا تقلق

عندما تعمل على تصميم منتج أو مشاريع روبوت، لا بد أنك واجهت هذا السؤال: أيهما أفضل، جهاز التوجيه أممضاعفاتالمحرك؟ في الواقع، هذا السؤال في حد ذاته ليس صحيحًا تمامًا، لأن "الفائدة" تعتمد على مكان استخدامه. العلاقة بينهما ليست أن أحدهما يحل محل الآخر، ولكن مثل السيارة ومركبة الطرق الوعرة، لكل منهما نقاط قوة خاصة به. اليوم سنفصلها ونتحدث عنها لمساعدتك على فهم هذا الأمر حتى لا تقلق بشأن اختيار الموديل في المرة القادمة.

الفرق بين جهاز التوجيه ومضاعفاتمحرك

يعتقد الكثير من الناس أن أمضاعفاتهو مجرد محرك سيرفو صغير، لكنه ليس كذلك. إن جهاز التوجيه عبارة عن "منتج نهائي" متكامل للغاية حيث يتم تجميع المحرك وجهاز التحكم ومستشعر الموضع ومعدات التخفيض معًا. أنت تعطيه إشارة نبضية وسوف يدور إلى الزاوية المحددة، لذلك لا داعي للقلق. يشبه المحرك المؤازر "المكون". عادة ما يكون جسم المحرك بالإضافة إلى جهاز التشفير. يجب عليك تكوين برنامج التشغيل الخاص بك. بعد توصيل الأسلاك، يجب عليك ضبط المعلمات قبل استخدامها. لتبسيط الأمر، المؤازرة هي أداة يمكن استخدامها خارج الصندوق، والمحرك المؤازر عبارة عن مجموعة ليغو تحتاج إلى تجميعها وتصحيح أخطائها.

من منظور الأداء، تستخدم معظم الماكينات محركات التيار المستمر ومقاييس فرق الجهد لتغذية راجعة للموضع. تبلغ الدقة بشكل عام حوالي 1 درجة، ويتراوح عزم الدوران من بضعة كيلوغرامات إلى عشرات الكيلوغرامات، وهو ما يكفي للنماذج العادية. المحركات المؤازرة مختلفة. إنهم يستخدمون محركات بدون فرش أو أجهزة تيار متردد، إلى جانب أجهزة تشفير عالية الدقة، ويمكن أن تصل الدقة إلى 0.01 درجة أو أعلى، ويمكن أن يتراوح عزم الدوران من عشرات نيوتن متر إلى آلاف نيوتن متر. وبطبيعة الحال، والسعر هو أيضا مختلفة جدا. تتكلف المؤازرة القياسية عشرات إلى مئات، ويمكن أن يكلف نظام المؤازرة الآلاف بسهولة.

ما هو المشهد الذي يناسبه جهاز التوجيه؟

أكبر ميزة للمؤازرة هي بساطتها، وهي مناسبة بشكل خاص للمشاهد التي لا تتطلب دقة عالية للغاية ولكنها تتطلب إجراءً سريعًا. على سبيل المثال، إذا كنت تصنع روبوتًا آليًا، أو ذراعًا آليًا، أو آلية توجيه في سيارة ذكية، فمن المناسب بشكل خاص استخدام جهاز التوجيه. ما عليك سوى لوحة تحكم لإعطاء إشارة PWM، ويمكنك البدء في التحرك على الفور. لا داعي للقلق بشأن تصحيح أخطاء معلمة PID، ولا داعي للقلق بشأن سوء توصيل الأسلاك وحرق الأشياء. تعد الماكينات هي الخيار الأول للعديد من المصنعين ومشاريع DIY لأنها "حمقاء" بما فيه الكفاية.

هناك سيناريو آخر ربما لم يخطر ببالك، وهو التحقق من منتج الدفعة الصغيرة أو النموذج الأولي. على سبيل المثال، إذا كنت تريد إنشاء آلية قابلة للطي لصندوق فضلات القطط الأوتوماتيكي، أو أداة فتح غطاء أوتوماتيكية لكوب ماء ذكي، فيمكنك إعدادها بسرعة باستخدام جهاز مؤازر لاختبار التأثير، وهو أمر منخفض التكلفة وسريع التكرار. إذا وجدت أن عزم الدوران غير كافٍ أو أن الزاوية غير مناسبة، فلن يكلفك سوى بضع عشرات من اليوانات لتغيير النموذج. إذا كان هذا لاستخدام نظام مؤازر، فسيستغرق الأمر عدة أيام فقط لتحديده وتصحيح أخطائه.

ما هي مميزات المحركات المؤازرة؟

إذا كان المنتج الذي تريد تصنيعه له متطلبات صارمة فيما يتعلق بالدقة والاستجابة الديناميكية والعمر الافتراضي، فسوف يتنحى المؤازر جانبًا وسيبدأ تشغيل المحرك المؤازر. على سبيل المثال، تحديد موضع الأحزمة الناقلة في الأتمتة الصناعية، أو محور التغذية لأدوات آلة CNC، أو السيناريوهات التي تتطلب دورانًا مستمرًا عالي السرعة، فإن ردود فعل مقياس الجهد والتروس البلاستيكية للمؤازرة لا يمكنها التعامل معها ببساطة. التشفير المستخدم في محرك سيرفو مشفر بصريًا أو مغناطيسيًا، وليس له اتصال جسدي، وله عمر أطول بكثير، وطريقة التحكم هي حلقة مغلقة، والتي يمكنها تصحيح انحراف الموضع في الوقت الفعلي.

بالإضافة إلى ذلك، من حيث عزم الدوران والسرعة، فإن محرك سيرفو يسحق أيضًا. إذا قمت ببناء ذراع آلية تحتاج إلى حمل 5 كيلوغرامات من الأشياء، فإن جهاز التوجيه إما لن يكون لديه عزم دوران كافٍ، أو حتى إذا كان عزم الدوران كافيًا، فستكون الحركة بطيئة وبطيئة للغاية. عند إقرانه مع مخفض السرعة، يمكن للمحرك المؤازر أن يحافظ على خرج عزم دوران كبير بسرعات عالية، ويمكن أن تصل سرعة الاستجابة إلى مستوى مللي ثانية. لذلك، إذا كان مشروعك سيتم إنتاجه بكميات كبيرة في المستقبل، أو يتضمن السلامة الشخصية، فلا تتردد في استخدام النظام المؤازر مباشرة.

كيفية تحديد أي واحد تختار؟

إليك أبسط عملية حكم بالنسبة لك. أولاً، اسأل نفسك ثلاثة أسئلة: أولاً، هل متطلبات الدقة عالية؟ إذا سمح للخطأ أن يكون زائد أو ناقص 1 درجة، فإن المؤازرة كافية؛ إذا كان مطلوبًا أن يكون ضمن 0.1 درجة، يلزم وجود مؤازرة. ثانيا ما مقدار عزم الدوران المطلوب؟ في حدود 10 كيلوغرامات من القوة، يستطيع المؤازرة التعامل معها؛ إذا تجاوز هذا الرقم، خاصة إذا كان عليك العمل لفترة طويلة، فالسيرفو ضروري. ثالثا، ما هو وقت التطوير والميزانية الخاصة بك؟ بمجرد شراء المؤازرة وتركيبها، يمكن تشغيلها خلال نصف ساعة؛ بالنسبة لنظام المؤازرة، فإن مجرد قراءة الدليل والأسلاك وضبط المعلمات قد يستغرق من المبتدئ يومًا أو يومين.

طريقة أخرى عملية للغاية هي النظر إلى المنتجات التي تشير إليها. إذا كان المنتج الذي تصنعه مشابهًا للمنتج الموجود في السوق الذي يستخدم الماكينات (مثل الألعاب والروبوتات التعليمية)، فمن الممكن أن تخطئ في استخدام الماكينات. إذا كانت المنتجات المماثلة تستخدم أجهزة مؤازرة (مثل الروبوتات التعاونية والمعدات الصناعية)، فلا تستخدم أجهزة مؤازرة. قد يجعلك توفير التكاليف تخسر المزيد. تذكر أن اختيار النموذج لا يتعلق بالنموذج "الأفضل"، ولكن بالنموذج "المناسب".

ما هي حالات سوء الفهم الشائعة

سوء الفهم الأول هو استخدام جهاز التوجيه كمؤازرة صناعية. لقد رأيت شخصًا يستخدم محركًا مؤازرًا عالي عزم الدوران لصنع عجلة القيادة لسيارة AGV، لكنها ترتفع درجة حرارتها وتتوقف عن العمل بعد تشغيلها لمدة نصف ساعة. يبلغ العمر التصميمي لجهاز التوجيه بشكل عام عدة آلاف من الساعات، ويعمل بشكل متقطع. إذا تركتها تدور بشكل مستمر، فلن يستمر تبديد الحرارة والتآكل. تم تصميم المحركات المؤازرة لتعمل بشكل مستمر لفترة طويلة، وتختلف هياكل تبديد الحرارة ومستويات التحمل الخاصة بها.

سوء الفهم الثاني هو السعي الأعمى لتحقيق الدقة العالية. يعتقد بعض الأصدقاء أن المحرك المؤازر "غير مرغوب فيه" عندما يرون الدقة العالية للمحرك المؤازر. في الواقع، العديد من سيناريوهات التطبيق لا تتطلب مثل هذه الدقة العالية على الإطلاق، مثل المحورين، والمقابض، ومفاتيح الأبواب والنوافذ، والماكينات كافية تمامًا. إذا قمت بتثبيت جهاز مؤازر، فلن تنفق المزيد من المال فحسب، بل ستقضي أيضًا الكثير من الوقت في تصحيح الأخطاء. في النهاية، قد يتأثر تقدم المشروع بسبب منطق التحكم المعقد. لا يقتصر اختيار النموذج على إظهار المهارات، بل يكفي للاستخدام فقط.

كيف تبدأ كمبتدئ

إذا كانت هذه هي المرة الأولى التي تصنع فيها منتجًا بمحرك، أقترح عليك أن تبدأ بتوضيح احتياجاتك. الخطوة الأولى هي أن تأخذ قطعة من الورق وتكتب وزن الحمولة وزاوية الحركة وسرعة الحركة ووقت العمل. الخطوة الثانية هي استخدام هذه المعلمات للبحث عن الماكينات والمحركات المؤازرة على منصة التجارة الإلكترونية لمعرفة ما إذا كانت منحنيات عزم الدوران وأوقات الاستجابة الخاصة بها يمكن أن تلبي احتياجاتك. الخطوة الثالثة، إذا كان كلاهما راضيًا، أعط الأولوية للمؤازرة، لأنها سريعة البدء ولها معدل كبير لتحمل الأخطاء.

لا تظن أنك ستنجح في الأمر من المرة الأولى، فهناك فرصة جيدة لأن تحاول. قم أولاً بشراء واحد أو اثنين من النماذج الأكثر احتمالاً، وقم ببناء دائرة بسيطة، واختبر تيار العمل الفعلي ودرجة الحرارة وسرعة الاستجابة. عندها فقط سوف تكتشف الفجوة بين المعايير النظرية والوضع الفعلي. على سبيل المثال، قد لا يكون عزم الدوران المقدر كافيًا عند السرعة المنخفضة، أو قد تختلف مساحة التثبيت الفعلية عما تخيلته. تكلفة التجربة والخطأ هي الأموال التي يجب إنفاقها على تطوير المنتج. والمفتاح هو إنفاقها في المراحل المبكرة، وعدم الانتظار حتى الإنتاج الضخم لاكتشاف المشاكل.

عند اختيار النموذج، هل تولي المزيد من الاهتمام للتحكم في التكاليف أو الاستقرار على المدى الطويل؟ مرحبًا بك في الدردشة حول حالة مشروعك في منطقة التعليقات، ويمكننا تقديم النصائح معًا. إذا وجدت هذه المقالة مفيدة، فتذكر أن تضع إعجابًا بها حتى يتمكن المزيد من الأصدقاء من تجنب الانعطافات.