الدعم الفني
تم النشر 2026-04-30
إذا كنت في مرحلة تعلم استخدام Raspberry Pi لبناء الروبوتات أو السيارات الذكية أو الأذرع الآلية، فإن التحكم في جهاز التوجيه هو مهارة أساسية يجب إتقانها. توفر هذه المقالة مجموعة كاملة من مسارات التشغيل بدءًا من اتصال الأجهزة وحتى كتابة التعليمات البرمجية. تم عرضه باستخدام Raspberry Pi 4B وأجهزة SG90 وMG995 الشائعة. وقد تم التحقق من جميع الخطوات في الممارسة العملية.سوف تفهم: كيفية توصيل الأسلاك، وكيفية تكوين إشارات PWM، وكيفية التحكم بدقة في زاوية التوجيه باستخدام برامج بايثون。
يستخدم Raspberry Pi منفذ GPIO لإخراج PWM بتردد 50 هرتز، وهي إشارة تعديل عرض النبض. من خلال تغيير المدة العالية المستوى للإشارة، أي دورة التشغيل، يدور المؤازرة إلى زاوية محددة. نطاق نبض التحكم لمعدات التوجيه النموذجية هو: 0.5 مللي ثانية يتوافق مع 0 درجة، 1.5 مللي ثانية يتوافق مع 90 درجة، و 2.5 مللي ثانية يتوافق مع 180 درجة.
ستحتاج إلى ما يلي (لا يشمل أي علامات تجارية محددة، وجميع الطرز العامة):
إصدارات Raspberry Pi المتوفرة هي أي إصدار مزود بـ 40-pin GPIO، مثل إصدار 3B وإصدار 4B وإصدار Zero W.
هناك نوع من المؤازرة، واحد. خذ مضاعفات SG90 9g كمثال. الجهد الخاص به هو 5V. تتطلب أجهزة MG995 ذات عزم الدوران العالي مصدر طاقة خارجي.
سلك دوبونت (أنثى إلى أنثى، على الأقل 3 أسلاك)
لوح تجارب (اختياري، لأسلاك التوسعة)
مصدر طاقة 5 فولت. إذا كنت تستخدم أجهزة عالية الطاقة، فيجب عليك إعداد مصدر طاقة مستقل. لا تسحب الطاقة مباشرة من طرف 5V في Raspberry Pi.
نصائح السلامة الرئيسية: يبلغ الحد الأقصى لتيار الإخراج لدبوس 5 فولت في Raspberry Pi حوالي 500 مللي أمبير، والذي يمكنه فقط تشغيل 1 إلى 2 من الماكينات الصغيرة، مثل SG90. لتشغيل الماكينات الكبيرة مثل MG995، يجب عليك استخدام مصدر طاقة خارجي 5 فولت، ويجب تأريض السلك الأرضي المؤازر والسلك الأرضي Raspberry Pi معًا.。
يرجى الاتصال بالترتيب التالي لضمان تشغيل انقطاع التيار الكهربائي:
لاحظ أن منافذ PWM لأجهزة Raspberry Pi هي GPIO12 وGPIO13 بالإضافة إلى GPIO18 وGPIO19. بالمقارنة، يوصى باستخدام GPIO18 لأنه من السهل نسبيًا تكوينه باستخدام البرنامج.
عندما حاول رجل مهتم بالروبوتات التحكم في الذراع الآلية، لاحظ أن المؤازرة استمرت في الاهتزاز. بعد الفحص، تم تحديد أن المشكلة ناجمة عن عدم كفاية الطاقة في مصدر الطاقة - في هذه الحالة، قام بقيادة أربع أجهزة MG995 في نفس الوقت وحصل على الطاقة مباشرة من Raspberry Pi. الحل هو استخدام مصدر طاقة تيار مستمر 5 فولت/5 أمبير لتزويد الطاقة إلى المؤازرة بشكل منفصل، وقصر دائرة السلك الأرضي للمؤازرة، والسلك الأرضي لـ Raspberry Pi، والسلك الأرضي لمصدر الطاقة. سوف يختفي الاهتزاز على الفور.
افتح الوحدة الطرفية وقم بتنفيذ الأوامر التالية لتحديث النظام وتثبيت مكتبة RPi.GPIO (عادةً ما يكون نظام التشغيل Raspberry Pi مثبتًا مسبقًا):
Sudo apt update Sudo apt install python3-rpi.gpioلإنشاء ملف يسمىمضاعفات_control.py ملف بايثون، اكتب الكود التالي فيه. هذا البرنامج سيجعل المؤازرة تدور إلى 0 درجة، ثم إلى 90 درجة، ثم إلى 180 درجة، ثم دورة.
استيراد RPi.GPIO كوقت استيراد GPIO # ضبط وضع GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setwarnings(False) # تحديد دبوس إشارة المؤازرة SERVO_PIN = 18 GPIO.setup(SERVO_PIN, GPIO.OUT) # إنشاء مثيل PWM بتردد 50 هرتز (فترة 20 مللي ثانية) pwm = GPIO.PWM(SERVO_PIN, 50) pwm.start(0) # دورة التشغيل الأولية هي 0 def set_angle(angle): """قم بتدوير المؤازرة إلى الزاوية المحددة (0~180 درجة)""" # احسب دورة التشغيل: 0.5 مللي ثانية -> 0 درجة، 2.5 مللي ثانية -> 180 درجة # عند 50 هرتز، تكون الفترة 20 مللي ثانية، دورة التشغيل = عرض النبض / 20 مللي ثانية واجب = زاوية / 18.0 + 2.5 pwm.ChangeDutyCycle(duty) time.sleep(0.5) # انتظر حتى يدور المؤازرة في مكانها pwm.ChangeDutyCycle(0) # إيقاف إخراج النبضات وتقليل استهلاك الطاقة حاول: while True: print("Go to 0 Degree") set_angle(0) time.sleep(1) print("Go to 90" درجة") set_angle(90) time.sleep(1) print("اذهب إلى 180 درجة") set_angle(180) time.sleep(1) باستثناء KeyboardInterrupt: pwm.stop() GPIO.cleanup() print("خروج البرنامج")بيثون3مضاعفات_control.pyتحقق بعناية مما إذا كان المؤازرة قد تحولت إلى ثلاث زوايا متتالية. مفتاح التحكم الدقيق هو المعايرة. قد يختلف نطاق النبض للعلامات التجارية المختلفة للمؤازرة قليلاً. يمكنك إجراء الضبط الدقيق عن طريق تعديل 2.5 (المقابلة لمرجع 0°) والمقسوم عليه 18.0 (المقابلة لنطاق 180°) في صيغة حساب الواجب. على سبيل المثال، إذا لم يعود المؤازرة إلى الصفر عند 0 درجة، فقم بزيادة 2.5 إلى 2.6 أو 2.7 تدريجيًا.
س1: السيرفو لا يدور نهائيا، ماذا علي أن أفعل؟
أولاً، تحقق من مصدر الطاقة. هل الأسلاك الحمراء والبنية متصلة بشكل صحيح بـ 5V وGND؟ يجب توصيل المؤازرة الكبيرة بمصدر طاقة خارجي، لأن تيار 5 فولت من Raspberry Pi ليس كافيًا.
سؤال 2: هل يهتز المؤازرة بعنف أو يتأرجح بشكل غير منتظم؟
يتم توصيل كل من GND الخاص بالسيرفو، وGND الخاص بـ Raspberry Pi، وGND الخاص بمصدر الطاقة الخارجي معًا. وإلا، سيكون هناك اتصال ضعيف بالأرض أو فشل أرضي شائع.
السؤال 3: حدث خطأ في الكود. محتوى الخطأ هو "لا توجد وحدة باسم RPi.GPIO"؟
قم بتنفيذ sudo apt install python3-rpi.gpio لتثبيت المكتبة. بالنسبة لإصدار Raspberry Pi OS Lite، يلزم التثبيت اليدوي.
س 4: كيفية التحكم في الماكينات المتعددة (مثل 6)؟
أولاً، ذكر "أ" الحاجة إلى استخدام لوحة تشغيل مؤازرة، وهي PCA9685. بعد ذلك، يستخدم Raspberry Pi ناقل I2C للتحكم في لوحة التشغيل. بعد ذلك، يمكن لكل لوحة توصيل 16 جهازًا.。
س 5: لماذا لا يزال جهاز المؤازرة يصدر صوتًا طنينًا بعد التحول إلى الزاوية المستهدفة؟
ج: لم تتوقف إشارة PWM أبدًا. يمكن أن يؤدي تنفيذ pwm.ChangeDutyCycle(0) في نهاية set_angle إلى التخلص من الضوضاء وتوفير الطاقة.
هناك نوعان شائعان من الماكينات في السوق:
أجهزة الزاوية القياسية، مثل SG90، لديها نطاق دوران من 0 درجة إلى 180 درجة. إنها مناسبة لكل من الأذرع الآلية والمحورين.
يمكن للمؤازرة التي تدور باستمرار أن تؤدي دورانًا متواصلًا بزاوية 360 درجة، لكنها لا تستطيع التحكم في الزاوية الدقيقة ويمكنها فقط التحكم في سرعة الدوران واتجاهه. مبدأ التحكم هو نفسه. عندما تكون دورة العمل 1.5 مللي ثانية، فإنها تتوافق مع حالة التوقف. إذا كانت أقل من 1.5 مللي ثانية، فسوف تنعكس، وعندما تكون أكبر، فسوف تتقدم للأمام.
إذا كنت بحاجة إلى التحكم الدقيق في المؤازرة التي تدور باستمرار لإيقافها عند موضع معين، فاستبدلها بمؤازرة ذات زاوية قياسية. تمت إزالة جهاز الحد الداخلي للمؤازرة المستمرة، لذلك لا توجد تعليقات على الموقع.
الجوهر هو إخراج 50 هرتز PWM لضبط عرض النبض من 0.5 إلى 2.5 مللي ثانية ليتوافق مع الزاوية من 0 إلى 180 درجة. هذا هو الوضع عندما يتحكم Raspberry Pi في المؤازرة.. تذكر توصيل الإشارة بـ GPIO18 ومصدر الطاقة 5 فولت وGND بالأرضية المشتركة.
الخطوة الأولى من الإجراء هي إكمال اختبار مؤازر بناءً على "خطوات الأسلاك" و"رمز بايثون" في هذه المقالة.أولاً، استخدم المؤازرة الصغيرة (SG90) للحصول على الطاقة مباشرة من Raspberry Pi 5V للتحقق من المنطق. بعد النجاح، قم بتوسيعه إلى المؤازرة الكبيرة أو مصدر الطاقة الخارجي.。
مذكرة السلامة：
يجب تشغيل المؤازرة الكبيرة بشكل مستقل، وإلا فقد يتم حرق Raspberry Pi.
قبل التشغيل لأول مرة، استخدم مقياسًا متعددًا للتأكد من أن جهد مصدر الطاقة لن يتجاوز 6 فولت. الحد الأقصى للمؤازرة بشكل عام هو 6 فولت.
يجب أن يمنح الفاصل الزمني للدوران في الكود المؤازرة وقت استجابة لا يقل عن 0.3 ثانية.
مزيد من الدراسة: بعد إتقان التحكم المؤازر الفردي، يمكنك تجربة:
1. استخدم tkinter أو pygame لكتابة واجهة رسومية، واستخدم شريط التمرير للتحكم في الزاوية.
2. قم بتوصيل الكاميرا لتتبع الأشياء واترك جهاز gimbal المؤازر يقوم بالمحاذاة تلقائيًا.
3. مدمج مع أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية لصنع سيارة لتجنب العوائق.
تعتمد جميع العمليات الواردة في هذه المقالة على مكتبة RPi.GPIO الرسمية وأجهزة Raspberry Pi الأصلية PWM. وهي لا تعتمد على أي علامة تجارية للأجهزة تابعة لجهة خارجية، وقد تم التحقق من توافقها مع سلسلة Raspberry Pi 3B و4B وZero. إذا واجهت مشكلة، يرجى إعطاء الأولوية للتحقق من مصدر الطاقة والأرضية المشتركة، لأن 90% من حالات الفشل ناتجة عن هذين الاثنين.
وقت التحديث:2026-04-30
