556 محرك سيرفو: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

الماكينات (أيضًا أجهزة RC) هي محركات مؤازرة صغيرة ورخيصة وذات إنتاج ضخم تستخدم للتحكم اللاسلكي والروبوتات الصغيرة. تم تصميمها بحيث يمكن التحكم فيها بسهولة: تتم مقارنة موضع مقياس الجهد الداخلي باستمرار بالموضع الذي يتم التحكم فيه من جهاز التحكم (أي التحكم اللاسلكي). يؤدي أي اختلاف إلى ظهور إشارة خطأ في الاتجاه المناسب ، والتي تدفع المحرك الكهربائي إما للأمام أو للخلف ، وتحريك العمود إلى الوضع المطلوب. عندما تصل المؤازرة إلى هذا الموضع ، تقل إشارة الخطأ ثم تصبح صفرًا ، وعند هذه النقطة تتوقف المؤازرة عن الحركة.

يتم توصيل أجهزة التحكم في الراديو من خلال اتصال قياسي بثلاثة أسلاك: سلكان لمصدر طاقة تيار مستمر وآخر للتحكم ، ويحمل إشارة تعديل عرض النبضة (PWM). الجهد القياسي هو 4.8 فولت تيار مستمر ، ومع ذلك يتم استخدام 6 فولت و 12 فولت أيضًا في عدد قليل من الماكينات. إشارة التحكم هي إشارة PWM رقمية بمعدل إطارات 50 هرتز. في كل إطار زمني 20 مللي ثانية ، يتحكم نبضة رقمية عالية نشطة في الموضع. النبضة تتراوح اسمياً من 1.0 مللي ثانية إلى 2.0 مللي ثانية مع 1.5 مللي ثانية دائمًا مركز النطاق.

لا تحتاج إلى متحكم أو كمبيوتر للتحكم في المؤازرة. يمكنك استخدام المؤقت 555 IC الموقر لتوفير النبضات المطلوبة لمؤازرة.

تتوفر العديد من الدوائر القائمة على وحدات التحكم الدقيقة على الشبكة. هناك أيضًا عدد قليل من الدوائر المتاحة لاختبار المؤازرة بناءً على 555 مفردة ، لكنني أردت توقيتًا دقيقًا دون تغيير التردد على الإطلاق. ومع ذلك ، يجب أن تكون رخيصة وسهلة البناء.

الخطوة 1: PWM ماذا؟

كما يوحي اسمها ، يعمل التحكم في سرعة تعديل عرض النبضة عن طريق تشغيل المحرك بسلسلة من نبضات "ON-OFF" وتغيير دورة العمل ، وهي جزء من الوقت الذي يكون فيه جهد الخرج "ON" مقارنةً عندما يكون "OFF". "، من النبضات مع الحفاظ على التردد ثابتًا.

المفهوم الكامن وراء هذه الدائرة هو أنها تستخدم مؤقتين لتوليد إشارة PWM (تعديل عرض النبض) لدفع المؤازرة بها.

يعمل الموقت الأول بمثابة هزاز متعدد مستقر ويولد "تردد الموجة الحاملة" ، أو تردد النبضات. تبدو محيرة؟ حسنًا ، بينما يمكن أن يختلف عرض النبضة للإخراج ، فإننا نريد أن يكون الوقت من بداية النبضة الأولى إلى بداية النبضة الثانية هو نفسه. هذا هو تكرار حدوث النبض. وهذا هو المكان الذي تتغلب فيه هذه الدائرة على التردد المتغير لمعظم دوائر 555 الفردية.

يعمل الموقت الثاني بمثابة هزاز متعدد أحادي. هذا يعني أنه يلزم تشغيله لتوليد نبضة خاصة به. كما ذكرنا أعلاه ، سوف يقوم الموقت الأول بتشغيل الثانية بفاصل زمني ثابت يمكن تحديده من قبل المستخدم. ومع ذلك ، يحتوي المؤقت الثاني على وعاء خارجي يستخدم لضبط عرض نبضة الخرج ، أو تحديد دورة العمل وبالتالي دوران المؤازرة. دعنا ننتقل إلى التخطيطي …

الخطوة الثانية: القليل من الرياضيات … التردد

تستخدم الدائرة LM556 أو NE556 ، والتي يمكن استبدالها باثنين من 555. لقد قررت للتو استخدام 556 لأنه مزدوج 555 في حزمة واحدة. تم إعداد دارة المؤقت الأيسر ، أو مولد التردد ، على شكل هزاز متعدد مستقر. تكمن الفكرة في جعله ينتج تردد ناقل يبلغ حوالي 50 هرتز ، حيث ستتم إضافة دورة عمل من خلال مؤقت اليد اليمنى ، أو مولد عرض النبض.

رسوم C1 عبر R1 و R4 (المستخدمة لضبط التردد) و R2. خلال هذا الوقت ، يكون الناتج مرتفعًا. ثم يتم تفريغ C1 من خلال R1 ، ويكون الناتج منخفضًا.

F = 1.44 / ((R2 + R4 + 2 * R1) * C1)

F = 64 هرتز لـ R1 = 0

F = 33 هرتز لـ R1 = 47 كيلو

في الدائرة المحاكاة المبسطة ، يتم حذف R1 ، ويكون التردد ثابتًا 64 هرتز.

مهم جدا! نريد أن يكون الوقت الذي يكون فيه الإخراج منخفضًا أقصر من الحد الأدنى لعرض النبضة لمولد عرض النبض.

الخطوة 3: القليل من الرياضيات … النبض

تم إعداد مولد عرض النبض ، أو مؤقت اليد اليمنى ، في الوضع الأحادي الثابت. هذا يعني أنه في كل مرة يتم فيها تشغيل المؤقت ، فإنه يعطي نبضة خرج. يتم تحديد وقت النبض بواسطة R3 و R5 و R6 و C3. يتم توصيل مقياس جهد خارجي (100k LIN POT) لتحديد عرض النبضة ، والذي سيحدد الدوران وتمديد الدوران على المؤازرة. يتم استخدام R5 و R6 للضبط الدقيق للمواضع الخارجية للمؤازرة ، وتجنب الثرثرة. الصيغة المستخدمة هي كما يلي:

ر = 1.1 * (R3 + R5 + (R6 * POT) / (R6 + وعاء)) * C4

لذا ، فإن الحد الأدنى لوقت النبض عندما يتم ضبط جميع المقاومات المتغيرة على صفر هو:

ر = 1.1 * R3 * C4

ر = 0.36 مللي ثانية

لاحظ أن هذا الحد الأدنى لوقت عرض النبضة أطول من نبضة الزناد للتأكد من أن مولد عرض النبض لا يولد باستمرار نبضات 0.36 مللي ثانية واحدة تلو الأخرى ، ولكن بتردد ثابت + - 64 هرتز.

عندما يتم ضبط مقاييس الجهد على الحد الأقصى ، يكون الوقت

ر = 1.1 * (R3 + R5 + (R6 * POT) / (R6 + وعاء)) * C4

ر = 13 مللي ثانية

دورة العمل = عرض النبض / الفاصل الزمني.

لذلك عند تردد 64 هرتز ، يكون الفاصل الزمني للنبض 15.6 مللي ثانية. لذلك تتراوح دورة التشغيل من 2٪ إلى 20٪ ، مع كون المركز 10٪ (تذكر أن النبضة 1.5 مللي ثانية هي الموضع المركزي).

من أجل الوضوح ، تمت إزالة مقاييس الجهد R5 و R6 من المحاكاة واستبدالها بمقاوم واحد ومقياس جهد واحد.

الخطوة 4: كفى مع الرياضيات! الآن هيا نلعب

يمكنك تشغيل المحاكاة هنا: فقط انقر فوق الزر "محاكاة" ، وانتظر أثناء تحميل المحاكاة ثم انقر فوق الزر "بدء المحاكاة": انتظر حتى يستقر الجهد ، ثم انقر مع الاستمرار فوق زر الماوس الأيسر على مقياس الجهد. اسحب الماوس وحرك مقياس الجهد للتحكم في المؤازرة.

يمكنك ملاحظة تغيير عرض النبضة على راسم الذبذبات العلوي ، بينما يظل تردد النبضة كما هو على راسم الذبذبات الثاني.

الخطوة 5: أخيرًا وليس أقل … الشيء الحقيقي

إذا كنت ترغب في الذهاب إلى أبعد من ذلك وبناء الدائرة نفسها هنا ، يمكنك العثور على تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور تخطيطي (إنه ثنائي الفينيل متعدد الكلور من جانب واحد يمكنك تصنيعه بسهولة في المنزل) وتخطيط المكونات والتخطيط النحاسي وقائمة الأجزاء.

ملاحظة صغيرة حول أدوات التشذيب:

• يحدد جهاز الانتهازي الأزرق تردد الإشارة
• أداة الانتهازي الأسود الأوسط تحدد حد الدوران السفلي
• ضبط أداة التشذيب السوداء المتبقية حد الدوران العلوي

ملاحظة سريعة مفيدة لمعايرة الدائرة لمؤازرة معينة:

1. اضبط مقياس الجهد الرئيسي على الصفر
2. اضبط أداة الحلاقة السوداء الوسطى حتى يتم ضبط المؤازرة بثبات على الحد الأدنى دون الثرثرة
3. الآن قم بتعيين مقياس الجهد الرئيسي إلى الحد الأقصى
4. اضبط أداة التشذيب السوداء المتبقية حتى يتم ضبط المؤازرة بثبات على الحد الأعلى دون الثرثرة

إذا كنت قد استمتعت بهذه التعليمات ، يرجى التصويت لي في المسابقة!:)

جائزة الحكام في تحدي النصائح والحيل الإلكترونية