ما هو نوع المحرك الموجود في جهاز التوجيه؟ الفرق بين محركات التيار المستمر ذات الفرشاة وبدون فرش

أيها الأصدقاء، عندما تحصل علىمضاعفاتسواء كنت تصنع روبوتًا أو نموذجًا أو نموذجًا أوليًا للمنتج، هل سبق لك أن شعرت بالفضول بشأن نوع المحرك الذي يمثل المكون الأساسي المخفي في تلك القشرة الصغيرة؟ غالبًا ما يعرف العديد من الأصدقاء الجدد في مجال أجهزة التوجيه أنه يمكن أن يتحول إلى زاوية محددة، لكنهم لا يعرفون الكثير عن سر "القلب" الذي يحركه. إذا اخترت الخطأ، فقد يتسبب ذلك في ضعف الاهتزاز في أحسن الأحوال، أو حرق الدائرة في أسوأ الأحوال، وهو ما يمثل صداعًا حقًا. اليوم سنناقش هذه القضية الأساسية بدقة.

ما هو نوع محرك تروس التوجيه؟

وبعبارة بسيطة ومباشرة، معظممضاعفاتاستخدم محركات DC المصقولة. هذا هو الخيار الأكثر شيوعًا وفعالية من حيث التكلفة. قد تسأل، لماذا لا يكون محرك التيار المتردد مثل المروحة الكهربائية في المنزل؟ نظرًا لأن جهاز التوجيه يعمل بقوة التيار المستمر، فإنه يحتاج إلى التحكم الدقيق في الدوران. يتميز محرك الفرشاة بهيكل بسيط ويحتاج فقط إلى توصيله بقوة التيار المستمر للتدوير. إنها مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات مثل الحجم الصغير ودقة التحكم العالية مثلمضاعفاتق. إذا قمت بتفكيك سيرفو عادي، فإن ما ستراه على الأرجح هو هذا المحرك الأسطواني الصغير ذو طرفين.

بالطبع، مع تقدم التكنولوجيا، بدأت بعض الماكينات المتطورة في استخدام محركات التيار المستمر بدون فرش. هذا النوع من المحركات لا يحتوي على احتكاك بالفرشاة، وهو أكثر كفاءة، وله عمر أطول، وأقوى. ومع ذلك، فهو يتطلب دوائر تحكم أكثر تعقيدًا، لذلك يظهر عادةً في الروبوتات أو نماذج الطائرات ذات المتطلبات العالية. بالنسبة لمعظم تطبيقاتنا ذات المستوى المبتدئ أو المتوسط، لا تزال المحركات المصقولة هي العمود الفقري المطلق.

كيف نحكم على ما إذا كان محرك تروس التوجيه جيدًا أم لا؟

عندما تحصل على جهاز توجيه وترغب في الحكم بسرعة على ما إذا كان محركه جيدًا أم سيئًا، فإن الطريقة الأكثر مباشرة هي النظر إلى معلماته: الجهد الكهربي وسرعة عدم التحميل. إذا فكرت في الأمر، فهو مثل النظر إلى إزاحة السيارة وسرعتها القصوى. يحدد الجهد عدد البطاريات التي يمكن تشغيلها بها، وتخبرك سرعة عدم التحميل بمدى سرعة الدوران عندما لا يكون هناك حمل. على سبيل المثال، بالنسبة للماكينات العادية، قد تكون سرعة عدم التحميل حوالي 0.1 ثانية/60 درجة تحت جهد 6 فولت. كلما كان الرقم أصغر، كلما كانت الاستجابة الحركية أكثر حساسية.

مؤشر رئيسي آخر هو توقف عزم الدوران. يمكنك فهم مدى قوة المحرك عندما يكون عالقًا ولا يمكنه الدوران. يرتبط هذا ارتباطًا وثيقًا بحجم المغناطيس الموجود داخل المحرك وعدد لفات الملف. عند اختيار جهاز مؤازر، إذا كنت تريد صنع ذراع آلية، فعليك اختيار ذراع ذات عزم دوران مرتفع؛ إذا كنت تتحكم فقط في محور الكاميرا، فإن الحساسية أكثر أهمية من القوة القوية. من خلال النظر إلى هذه المعلمات، يمكنك الحكم بشكل أساسي على ما إذا كان هذا المحرك مناسبًا لمشروعك.

تأثير المعلمات الحركية على أداء جهاز التوجيه

تحدد سرعة المحرك بشكل مباشر سرعة استجابة جهاز التوجيه. تعتقد أنه إذا كان المحرك نفسه يدور ببطء، بغض النظر عن مدى قوة شريحة التحكم، فسيكون من الصعب على المؤازرة الوصول إلى الموضع المحدد بسرعة. وهذا يشبه العداء الذي تردد ساقيه بطيء ولا يستطيع الجري بسرعة مهما تدرب بقوة. لذلك، في السيناريوهات التي تتطلب استجابة عالية السرعة، مثل الروبوتات التنافسية، يجب عليك اختيار سيرفو ذو سرعة محرك عالية.

بالإضافة إلى ذلك، تؤثر قوة المحرك على سعة تحميل جهاز التوجيه. إذا كانت قوة المحرك غير كافية وكان الحمل المدفوع أثقل قليلاً، فسوف يهتز المؤازرة أو يسخن أو حتى يحترق. إنه مثل حصان صغير يجر عربة كبيرة، سيحدث خطأ ما عاجلاً أم آجلاً. لذلك، عند اختيار نموذج، عليك تقدير وزن ما سيدفعه السيرفو، ثم اترك هامشًا معينًا واختر سيرفوًا بقوة محرك أكبر قليلاً، حتى يكون النظام مستقرًا وموثوقًا ولن يسقط السلسلة في اللحظات الحرجة.

أيهما تختار بين المحركات المصقولة أو بدون فرش؟

لنتحدث أولاً عن مزايا المحركات المصقولة: فهي رخيصة الثمن وسهلة التحكم. يمكنك شراء جهاز مؤازر عادي مقابل بضع عشرات من اليوانات، ويمكن تشغيله بواسطة أي وحدة تحكم دقيقة. إذا انكسر، سيكون عليك استبداله. لذلك بالنسبة لمعظم مشاريع DIY أو العروض التوضيحية التعليمية أو التحقق من النموذج الأولي للمنتج، فإن أجهزة المحركات المصقولة هي ملك أداء التكلفة. استخدمت الروبوتات الصغيرة ذات الأرجل الستة التي صنعتها في الأيام الأولى أجهزة مؤازرة مصقولة، وكانت تعمل بسعادة تامة.

دعونا نتحدث عن مزايا المحركات بدون فرش: الدقة العالية، وانخفاض مستوى الضجيج، والعمر الطويل. نظرًا لأنه لا يحتوي على احتكاك بالفرشاة وينتج القليل من التداخل الكهرومغناطيسي، فهو مناسب للاستخدام في الأدوات الدقيقة أو المعدات الطبية. ومع ذلك، فإن العيب هو أنها باهظة الثمن ودائرة التحكم معقدة، وعادة ما تتطلب سائقًا خاصًا. لذلك، ما لم يكن لمشروعك متطلبات شديدة للأداء وطول العمر، أو ما لم يكن لديه ميزانية كافية، فإن المؤازرة المصقولة العملية تكون كافية تمامًا.

كيفية اختيار محرك تروس التوجيه وفقًا لمتطلبات المشروع

الخطوة الأولى هي حساب الحمل. ما مدى ثقل الشيء الذي تريد قيادته؟ ما هو نصف قطر الدوران؟ يحدد هذا بشكل مباشر مقدار عزم الدوران الذي تحتاجه للمؤازرة. على سبيل المثال، لصنع مخلب ميكانيكي بسيط، فإن عزم الدوران المطلوب لتثبيت كرة تنس الطاولة يختلف تمامًا عن عزم الكتلة الحديدية. يمكنك إجراء تقدير تقريبي واختيار أجهزة مؤازرة بعزم دوران أكبر بنسبة 20%-30% من الطلب، وهو أكثر أمانًا.

الخطوة الثانية هي إلقاء نظرة على مصدر الطاقة. هل بطارية مشروعك أو USB مدعومة؟ ما هو جهد البطارية؟ يحدد هذا أنه يجب عليك اختيار أجهزة ذات جهد تشغيل مطابق. على سبيل المثال، إذا تم استخدام بطاريتي ليثيوم لإمداد الطاقة وكان الجهد حوالي 7.4 فولت، فسيتعين عليك العثور على مؤازرة تدعم نطاق الجهد هذا، وإلا فسوف تعمل ببطء أو تحترق. في الوقت نفسه، يجب علينا أيضًا النظر في الماكينات المتعددة الحالية التي تتحرك في نفس الوقت، وما إذا كان مصدر الطاقة يمكنه تحملها. ويجب أن تحسب هذه بوضوح.

المزالق الأكثر شيوعًا للمبتدئين على الطريق

لقد رأيت العديد من الأصدقاء الذين اتبعوا السرعة العالية في البداية واختاروا جهازًا سريع الدوران للغاية، فقط ليجدوا أنه يهتز بشدة حتى مع أقل حمل. كان هذا بسبب تجاهل عزم الدوران. غالبًا ما تكون سرعة المحرك وعزم الدوران متناسبين عكسيًا، وعادة ما تكون تلك التي تدور بشكل أسرع لديها طاقة أقل. يجب عليك إيجاد توازن بين السرعة والقوة، أو ضبطه من خلال مجموعة التروس خارج المؤازرة، ولكن مجموعة التروس لها حدود أيضًا.

مأزق آخر هو تجاهل جهد التشغيل. يأخذ بعض الأشخاص جهازًا مؤازرًا بجهد 5 فولت ويوصلونه مباشرة بمصدر طاقة 12 فولت، وينبعث منه الدخان على الفور. إنه مثل شحن الهاتف المحمول بجهد عالي، سيتم التخلص منه بالتأكيد. تأكد من التحقق من نطاق الجهد الاسمي للمؤازرة للتأكد من أن نظام إمداد الطاقة الخاص بك يمكنه توفير هذا الجهد بشكل ثابت. بالإضافة إلى ذلك، انتبه إلى تبديد الحرارة أثناء التثبيت. من الطبيعي أن يسخن المحرك عند التشغيل لفترة طويلة تحت حمل ثقيل، ولكن ارتفاع درجة الحرارة سيؤدي إلى إزالة المغناطيسية وتدهور الأداء، لذلك لا تزال تدابير تبديد الحرارة الضرورية ضرورية.

بعد أن قلت الكثير، في الواقع، فإن اختيار المحرك في جهاز التوجيه يشبه اختيار القلب المناسب للمشروع. بمجرد فهم المبادئ والمعايير، سيكون لديك فكرة جيدة. أود أن أسألك ما هي أكثر مشكلة مزعجة واجهتك في اختيار جهاز التوجيه في المشاريع التي قمت بها؟ أو في المشروع الذي تعمل عليه حاليا، هل لديك أي مخاوف خاصة بشأن عزم وسرعة السيرفو؟ مرحبًا بك لمشاركة تجاربك وارتباكاتك في منطقة التعليق، ودعنا نناقشها ونحلها معًا. إذا وجدت المحتوى مفيدًا، فلا تنسَ الإعجاب به ومشاركته مع أصدقائك الذين هم أيضًا صانعون، حتى نتمكن جميعًا من تجنب الانعطافات معًا!