ما هو محرك سيرفو؟

ما هو محرك سيرفو؟

A أجهزة السيارات هو نوع من الحركية التي يمكن أن تدور بقدر كبير من الدقة. عادةً ما يتكون هذا النوع من المحركات من دائرة تحكم توفر تغذية راجعة حول الوضع الحالي لعمود المحرك ، وتسمح هذه التغذية الراجعة لمحركات المؤازرة بالدوران بدقة كبيرة. إذا كنت ترغب في تدوير كائن في بعض الزوايا أو المسافات المحددة ، فأنت تستخدم محرك مؤازر. إنه مكون من محرك بسيط يمر بآلية مؤازرة. إذا كان المحرك مدعومًا بمصدر طاقة تيار مستمر فإنه يسمى محرك سيرفو DC ، وإذا كان محركًا يعمل بالتيار المتردد فإنه يسمى محرك سيرفو التيار المتردد. في هذا البرنامج التعليمي ، سنناقش فقط حول عمل محرك سيرفو DC. بصرف النظر عن هذه التصنيفات الرئيسية ، هناك العديد من أنواع المحركات المؤازرة الأخرى بناءً على نوع ترتيب التروس وخصائص التشغيل. عادة ما يأتي محرك سيرفو بترتيب تروس يسمح لنا بالحصول على محرك سيرفو عالي العزم في عبوات صغيرة وخفيفة الوزن. نظرًا لهذه الميزات ، يتم استخدامها في العديد من التطبيقات مثل لعبة السيارات وطائرات الهليكوبتر RC والطائرات والروبوتات وما إلى ذلك.

يتم تصنيف المحركات المؤازرة بالكيلوغرام / سم (كيلوغرام لكل سنتيمتر) ، ويتم تصنيف معظم محركات الهوايات بمعدل 3 كجم / سم أو 6 كجم / سم أو 12 كجم / سم. يخبرك هذا كجم / سم مقدار الوزن الذي يمكن لمحرك سيرفو رفعه على مسافة معينة. على سبيل المثال: يجب أن يكون محرك سيرفو 6 كجم / سم قادرًا على رفع 6 كجم إذا تم تعليق الحمولة على بعد 1 سم من عمود المحرك ، فكلما زادت المسافة كلما قلت قدرة تحمل الوزن. يتم تحديد موضع محرك سيرفو بواسطة نبضة كهربائية وتوضع دوائره بجانب المحرك.

آلية عمل محرك سيرفو

وهو يتألف من ثلاثة أجزاء:

1. الجهاز المتحكم فيه
2. مستشعر الإخراج
3. نظام التغذية الراجعة

إنه نظام مغلق الحلقة حيث يستخدم نظام ردود الفعل الإيجابية للتحكم في الحركة والموضع النهائي للعمود. هنا يتم التحكم في الجهاز بواسطة إشارة تغذية مرتدة تم إنشاؤها عن طريق مقارنة إشارة الخرج وإشارة الإدخال المرجعية.

هنا تتم مقارنة إشارة الإدخال المرجعية بإشارة الخرج المرجعية ويتم إنتاج الإشارة الثالثة بواسطة نظام التغذية المرتدة. وهذه الإشارة الثالثة تعمل كإشارة دخل للتحكم في الجهاز. هذه الإشارة موجودة طالما يتم إنشاء إشارة التغذية المرتدة أو هناك فرق بين إشارة الإدخال المرجعية وإشارة الخرج المرجعية. لذا فإن المهمة الرئيسية للآلية المؤازرة هي الحفاظ على إخراج النظام بالقيمة المطلوبة في وجود ضوضاء.

مبدأ عمل محرك سيرفو

تتكون المؤازرة من محرك (DC أو AC) ، ومقياس جهد ، ومجموعة تروس ، ودائرة تحكم. بادئ ذي بدء ، نستخدم مجموعة التروس لتقليل عدد الدورات في الدقيقة ولزيادة عزم دوران المحرك. قل في الموضع الأولي لعمود محرك المؤازرة ، فإن موضع مقبض مقياس الجهد هو أنه لا توجد إشارة كهربائية متولدة في منفذ خرج مقياس الجهد. الآن يتم إعطاء إشارة كهربائية إلى طرف إدخال آخر لمضخم كاشف الأخطاء. الآن الفرق بين هاتين الإشارتين ، أحدهما يأتي من مقياس الجهد والآخر يأتي من مصادر أخرى ، ستتم معالجته في آلية التغذية الراجعة وسيتم توفير الإخراج من حيث إشارة الخطأ. تعمل إشارة الخطأ هذه كمدخل للمحرك ويبدأ المحرك في الدوران.الآن يتم توصيل عمود المحرك بمقياس الجهد وعندما يدور المحرك ، سيولد مقياس الجهد إشارة. لذلك مع تغير الموضع الزاوي لمقياس الجهد ، تتغير إشارة خرجه. بعد وقت ما يصل موضع مقياس الجهد إلى موضع يكون فيه خرج مقياس الجهد هو نفس الإشارة الخارجية المقدمة. في هذه الحالة ، لن تكون هناك إشارة خرج من مكبر الصوت إلى إدخال المحرك حيث لا يوجد فرق بين الإشارة الخارجية المطبقة والإشارة المتولدة عند مقياس الجهد ، وفي هذه الحالة يتوقف المحرك عن الدوران.لن تكون هناك إشارة خرج من مكبر الصوت إلى إدخال المحرك حيث لا يوجد فرق بين الإشارة الخارجية المطبقة والإشارة الناتجة عند مقياس الجهد ، وفي هذه الحالة يتوقف المحرك عن الدوران.لن تكون هناك إشارة خرج من مكبر الصوت إلى إدخال المحرك حيث لا يوجد فرق بين الإشارة الخارجية المطبقة والإشارة الناتجة عند مقياس الجهد ، وفي هذه الحالة يتوقف المحرك عن الدوران.

ربط المحركات المؤازرة بوحدات التحكم الدقيقة:

من السهل جدًا ربط محركات هواية مؤازرة مثل محرك سيرفو s90 مع MCU. الماكينات لها ثلاثة أسلاك تخرج منها. سيتم استخدام اثنين منها للتزويد (موجب وسالب) وسيتم استخدام واحد للإشارة التي سيتم إرسالها من MCU. و MG995 ميتال جير محرك سيرفو الذي هو الأكثر شيوعا للسيارات RC الروبوت السير الخ هو مبين أدناه صورة MG995:

قد يختلف الترميز اللوني لمحرك المؤازرة الخاص بك ، وبالتالي تحقق من ورقة البيانات الخاصة بك.

تعمل جميع محركات المؤازرة بشكل مباشر مع قضبان الإمداد + 5V الخاصة بك ، لكن علينا توخي الحذر بشأن مقدار التيار الذي سيستهلكه المحرك إذا كنت تخطط لاستخدام أكثر من محركين مؤازرين ، يجب تصميم درع مؤازر مناسب.

التحكم في محرك سيرفو:

كل المحركات لها ثلاثة أسلاك تخرج منها. سيتم استخدام اثنين منها للتزويد (موجب وسالب) وسيتم استخدام واحد للإشارة التي سيتم إرسالها من MCU.

يتم التحكم في محرك سيرفو بواسطة PWM (نبض مع تعديل) والذي يتم توفيره بواسطة أسلاك التحكم. يوجد حد أدنى للنبض وحد أقصى للنبض ومعدل تكرار. يمكن للمحرك المؤازر أن يدور 90 درجة من أي اتجاه من وضعه المحايد يتوقع محرك سيرفو رؤية نبضة كل 20 مللي ثانية (مللي ثانية) وسيحدد طول النبضة مدى دوران المحرك. على سبيل المثال ، نبضة 1.5 مللي ثانية ستجعل المحرك يدور إلى وضع 90 درجة ، على سبيل المثال إذا كانت النبضات أقصر من 1.5 مللي ثانية يتحرك العمود إلى 0 درجة وإذا كان أطول من 1.5 مللي ثانية فسيقوم بتحويل المؤازرة إلى 180 درجة.

يعمل محرك سيرفو على مبدأ PWM (تعديل عرض النبض) ، مما يعني أن زاوية الدوران يتم التحكم فيها من خلال مدة النبضة المطبقة على رقم التعريف الشخصي للتحكم. يتكون محرك سيرفو بشكل أساسي من محرك DC يتم التحكم فيه بواسطة مقاوم متغير (مقياس جهد) وبعض التروس. يتم تحويل القوة عالية السرعة لمحرك DC إلى عزم دوران بواسطة Gears. نعلم أن WORK = FORCE X DISTANCE ، في قوة المحرك DC أقل والمسافة (السرعة) عالية وفي المؤازرة ، القوة عالية والمسافة أقل. يتم توصيل مقياس الجهد بعمود إخراج المؤازرة ، لحساب الزاوية وإيقاف محرك التيار المستمر بالزاوية المطلوبة.

يمكن تدوير محرك سيرفو من 0 إلى 180 درجة ، ولكن يمكن أن يصل إلى 210 درجة ، اعتمادًا على التصنيع. يمكن التحكم في درجة الدوران هذه عن طريق تطبيق نبضة كهربائية ذات عرض مناسب على دبوس التحكم الخاص بها. المؤازرة تتحقق من النبض في كل 20 مللي ثانية. يمكن للنبضة التي يبلغ عرضها 1 مللي ثانية (1 مللي ثانية) تدوير المؤازرة إلى 0 درجة ، ويمكن تدوير 1.5 مللي ثانية إلى 90 درجة (الوضع المحايد) ويمكن للنبضة التي تبلغ 2 مللي ثانية تدويرها إلى 180 درجة.

تعمل جميع محركات المؤازرة بشكل مباشر مع قضبان الإمداد + 5V الخاصة بك ، لكن علينا توخي الحذر بشأن مقدار التيار الذي سيستهلكه المحرك إذا كنت تخطط لاستخدام أكثر من محركين مؤازرين ، يجب تصميم درع مؤازر مناسب.

لمعرفة المزيد حول مبدأ عمل المحرك المؤازر والاستخدامات العملية ، يرجى التحقق من التطبيقات أدناه حيث يتم شرح التحكم في محرك المؤازرة بالأمثلة:

• دائرة اختبار محرك سيرفو
• محرك سيرفو يتفاعل مع متحكم 8051
• التحكم في محرك سيرفو باستخدام اردوينو
• التحكم المؤازر مع Arduino Due
• تحكم سيرفو مع حساس فليكس
• راسبيري باي محرك سيرفو تعليمي