مبدأ زاوية ترس التوجيه للتحكم في PWM العلاقة المقابلة بين عرض النبض والزاوية

لا تفهم العلاقة بين PWM ومضاعفاتزاوية؟ رؤيةمضاعفاتلم أتحول أو أتحول بشكل عشوائي، شعرت بالقلق. لا تقلق، سنفصلها ونشرحها بوضوح اليوم، حتى لا تعرف كيفية تعديلها فحسب، بل ستفهم أيضًا المبادئ التي تكمن وراءها.

لماذا لا يتحرك عندما أعطي إشارة إلىمضاعفات?

لقد واجه العديد من الأصدقاء هذا الموقف عندما لعبوا مع الماكينات لأول مرة: بعد توصيل الأسلاك ونسخ البرنامج، لن تتحرك الماكينات. يحدث هذا عادة لأنك لا تفهم ما هي إشارة PWM. بكل بساطة، يوجد محرك صغير في جهاز التوجيه ومجموعة من دوائر التحكم. فهو لا ينظر إلى الجهد أو التيار، ولكنه يتعرف فقط على إشارة نبضية خاصة، وهي PWM.

تشبه هذه الإشارة قائدًا صارمًا، يرسل أمرًا إلى جهاز التوجيه كل 20 مللي ثانية (أي تردد 50 هرتز). عرض هذا الأمر، أي مدة المستوى العالي، يحدد بشكل مباشر مقدار دوران المؤازرة. إشارتك إما ذات تردد خاطئ أو عرض نبض خاطئ. لا يستطيع الخادم فهم ذلك وسيتجاهلك بشكل طبيعي.

ما هي العلاقة بين عرض النبضة والزاوية؟

نحن بحاجة إلى توضيح هذه العلاقة الأساسية بوضوح. يتراوح عرض النبضة لإشارة التحكم المؤازرة القياسية عمومًا بين 0.5 مللي ثانية و2.5 مللي ثانية. يمكنك التفكير في الأمر كمقياس زمني. عندما يستمر المستوى العالي لمدة 1.5 مللي ثانية، سيتوقف عمود الإخراج الخاص بالسيرفو عند الموضع الأوسط، وهو 90 درجة.

إذا تم تقصير وقت المستوى العالي إلى 0.5 مللي ثانية، فسوف يتحول المؤازرة إلى أقصى اليسار، عادة 0 درجة. وعلى العكس من ذلك، إذا امتدت إلى 2.5 مللي ثانية، فإنها ستتجه إلى أقصى اليمين، وهي 180 درجة. ولذلك فإن التحكم في زاوية ترس التوجيه هو في الأساس التحكم الدقيق في مدة هذا المستوى العالي، وهو ما نطلق عليه غالباً "دورة العمل".

كيفية حساب دورة العمل المطلوبة بدقة

بعد فهم العلاقة بين عرض النبضة والزاوية، علينا أن نعرف كيفية الحصول على هذا الوقت الدقيق. نستخدم إشارة 50 هرتز بفترة 20 مللي ثانية. وللحصول على مستوى عالٍ يبلغ 1.5 مللي ثانية، تكون دورة العمل 1.5 مقسومة على 20، أي ما يعادل 7.5%. وبالمثل، فإن 0.5 مللي ثانية تتوافق مع دورة عمل تبلغ 2.5%، و2.5 مللي ثانية تتوافق مع دورة عمل تبلغ 12.5%.

هذا الحساب مهم عند البرمجة. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدمه، فإن وظيفته تقوم بإخراج قيمة من 0 إلى 255، وهو ما يتوافق مع دورة العمل من 0% إلى 100%. تحتاج إلى تحويل 7.5% إلى القيمة المقابلة، وهي حوالي 19. إذا لم يكن الحساب دقيقًا، فلن يتمكن المؤازرة من التحول إلى الموضع الدقيق الذي تريده.

كيف يجب أن أكتبه في الكود حتى يعمل؟

والآن بعد أن أصبحت النظرية واضحة، فلنبدأ في كتابتها. لنأخذ المثال الأكثر شيوعًا، لا يمكن استخدامه بمفرده لأن تردده الافتراضي ليس 50 هرتز. نحن بحاجة إلى استخدام مكتبة Servo.h، والتي يمكن أن تساعدنا في التعامل مع جميع حسابات PWM المعقدة. ما عليك سوى كتابة .(9)، وتوصيل خط الإشارة بالدبوس 9، ثم كتابة .write(90)، وسيتحول المؤازرة إلى 90 درجة.

إذا كنت تستخدم لوحات تطوير أخرى، مثل STM32، فإن المبدأ هو نفسه. المفتاح هو العثور على الوظيفة التي تتحكم في تردد PWM وعرض النبضة. الفكرة الأساسية هي: تكوين المؤقت، وضبط تردد PWM على 50 هرتز، ثم تغيير قيمة سجل المقارنة لضبط عرض النبضة للتحكم في الزاوية.

لماذا يهتز السيرفو في بعض الأحيان؟

يعد اهتزاز المؤازرة مشكلة مزعجة. هناك سببان الأكثر شيوعا. أولا، إمدادات الطاقة غير كافية. تتطلب المؤازرة تيارًا كبيرًا نسبيًا للتدوير. إذا كان منفذ USB الخاص بلوحة التطوير الخاصة بك لا يحتوي على مصدر طاقة كافٍ، فسيتسبب ذلك في عدم استقرار الجهد الكهربي، واضطراب الإشارة، وسوف يهتز المؤازرة بشكل طبيعي. الحل هو توصيل مصدر طاقة خارجي منفصل بالمؤازرة، وتوصيل الأسلاك الأرضية للوحة التطوير والمؤازرة بنفس الأرض.

سبب آخر هو تدخل الإشارة. إذا كانت خطوط التحكم وخطوط تشغيل المحرك متشابكة معًا، أو كانت إشارة PWM نفسها غير مستقرة بدرجة كافية، فقد يتسبب ذلك أيضًا في الارتعاش. تحقق من الأسلاك، وحاول إبقاء خطوط الإشارة بعيدة عن خطوط التيار العالي، وتأكد في الكود من أن مقاطعة المؤقت الناتجة عن إشارة PWM لا تتم مقاطعتها بشكل متكرر بواسطة برامج أخرى.

كيفية استخدام السيرفو الذي يتجاوز 180 درجة

إذا كنت تشعر أن المؤازرة القياسية 180 درجة ليست كافية وترغب في تشغيل شيء أكثر برودة، فعليك إلقاء نظرة على مؤازرة الدوران المستمر 360 درجة أو استخدام محرك بدون فرش مع ESC. على الرغم من أن مبدأ التحكم الخاص بهم لا يزال PWM، إلا أن المنطق مختلف. بالنسبة لمؤازرة 360 درجة، فإن عرض النبضة 1.5 مللي ثانية يجعلها تتوقف. إذا كانت أقل من 1.5 مللي ثانية، فسوف تدور في اتجاه واحد. إذا كانت أكبر من 1.5 مللي ثانية، فسوف تدور في الاتجاه المعاكس. كلما انحرف عرض النبضة، كلما زادت سرعة دورانها.

يمنحك هذا مساحة أكبر للإبداع، ويمكنك بسهولة صنع عجلة سيارة أو روبوت. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا النوع من أجهزة التوجيه لا يمكنه التحكم بدقة في الزاوية، ولكن يمكنه فقط التحكم في السرعة والاتجاه. إذا كان مشروعك يتطلب تحديد موضع دقيق، مثل الذراع الآلية، فلا يزال يتعين عليك استخدام الماكينات القياسية.

آمل أن يساعدك ما تحدثت عنه اليوم على فهم PWM والتحكم المؤازر بشكل كامل. ما هي المشاكل الغريبة الأخرى التي واجهتها عند ضبط جهاز التوجيه؟ على سبيل المثال، هل سبق لك أن واجهت موقفًا حيث ينعكس سيرفو أو يصبح ساخنًا للغاية؟ مرحبًا بكم في مشاركتها في منطقة التعليقات، فلنناقشها ونحلها معًا! إذا وجدت المقال مفيدًا، فلا تنس الإعجاب به ومشاركته مع أصدقائك الذين يلعبون أيضًا.