كيفية اختيار معدات التوجيه؟ صيغة حساب عزم الدوران وطريقة اختيار النموذج

لا بد أن الأصدقاء الذين عملوا على الروبوتات أو نماذج الطائرات قد مروا بهذه التجربة: لقد كانوا متحمسين لبدء العمل، ولكن انتهى بهم الأمر إلى الانبهار بمجموعة من معلمات جهاز التوجيه. عزم الدوران، السرعة، الحجم، طريقة التحكم...ما هي الطريقة التي يجب أن أختارها لجعل مشروعي يعمل بشكل مثالي؟ لا تقلق، سنوضح هذا الأمر اليوم حتى لا تقلق بعد الآن بشأن اختيارمضاعفاتفي المستقبل.

كيفية اختيار أمضاعفاتعلى أساس حساب عزم الدوران

أول شيء يجب مراعاته عند اختيار أمضاعفاتهو عزم الدوران، والذي يحدد بشكل مباشر ما إذا كان ذراعك الآلي يمكنه رفع الأشياء أو ما إذا كانت السيارة يمكن أن تعمل بشكل طبيعي. إذا لم يكن عزم الدوران كافيًا، فسوف يتعطل المؤازرة أو حتى يحترق. كيفية حساب ذلك؟

علينا أولاً أن نقدر مقدار القوة التي ستتطلبها آليتك. على سبيل المثال، إذا كنت تريد إنشاء انحراف بدرجتين من الحرية وإعداد كاميرا، فأنت بحاجة إلى حساب المسافة من مركز ثقل الكاميرا إلى المحور المؤازر، ثم ضربها في وزن الكاميرا والقوس. عادة ما يكون هناك حاجة إلى هامش من 1.5 إلى 2 مرة لأنه سيكون هناك تأثير بالقصور الذاتي أثناء بدء التشغيل والحركة.

احسب عزم الدوران المطلوب، ثم انظر إلى وحدة عزم الدوران في جدول معلمات جهاز التوجيه، والتي عادة ما تكون كجم · سم (قوة الكيلوجرام · السنتيمتر). على سبيل المثال، إذا حسبت أنك تحتاج إلى 2 كجم · سم، فمن الأفضل أن تختار جهازًا مؤازرًا بتقدير اسمي يبلغ 3 كجم · سم أو أكثر. بهذه الطريقة، أثناء التشغيل الفعلي، لن يعمل جهاز التوجيه عند التحميل العالي لفترة طويلة وسيكون عمر الخدمة أطول.

ما هو الفرق بين الماكينات الرقمية والماكينات التناظرية؟

قد يكون هذا أحد الأسئلة الأكثر إرباكًا للعديد من المبتدئين. ببساطة، الفرق الأساسي بين الماكينات التناظرية والماكينات الرقمية هو طريقة معالجة الإشارة. يعمل المؤازرة التناظرية من خلال استقبال إشارة PWM بتردد 50 هرتز. يحتوي على مقارنة داخلية تقارن باستمرار إشارة الإدخال مع إشارة التغذية الراجعة لمقياس الجهد.

يحتوي المؤازرة الرقمية على معالج دقيق إضافي بالداخل، يمكنه تشغيل المحرك بتردد أعلى (مثل 300 هرتز). وهذا يجلب فائدتين: أولاً، سرعة الاستجابة أسرع، دون أي تأخير تقريبًا؛ ثانيًا، يكون عزم الدوران عند بدء التشغيل أكبر، وتكون قوة التثبيت بالقرب من النقطة المحايدة أقوى، وليست عرضة لاهتزازات صغيرة مثل الماكينات التناظرية.

ومع ذلك، فإن الماكينات الرقمية لها أيضًا عيوب، أي أنها أكثر تكلفة، ولأنها تعمل بترددات عالية، فإنها تستهلك طاقة أكبر في وضع الاستعداد من الماكينات التناظرية. لذا، إذا قمت فقط بصنع سيارة بسيطة تعمل بالتحكم عن بعد، فإن المؤازرة التناظرية كافية تمامًا وفعالة من حيث التكلفة. ولكن إذا كنت ترغب في لعب روبوتات FPV أو أذرع آلية عالية الدقة، فإن الماكينات الرقمية هي ما يناسبك.

كيفية مطابقة جهد وسرعة جهاز التوجيه

يقوم العديد من الأشخاص بإعادة شراء المؤازرة وتوصيلها مباشرة بالبطارية، ليجدوا أنها إما تدور ببطء أو تدخن مباشرة. وذلك لأنني لا أفهم العلاقة بين الجهد والسرعة. تتناسب سرعة جهاز التوجيه بشكل أساسي مع الجهد. كلما زاد الجهد الكهربي، زادت سرعة دوران جهاز التوجيه وزاد عزم الدوران قليلاً.

لكن انتبه إلى أن كل نوع من أنواع الماكينات لديه نطاق جهد تشغيل مقدر. على سبيل المثال، الماكينات الشائعة هي 4.8 فولت إلى 6 فولت. إذا قمت بوضع بطارية ليثيوم 7.4 فولت عليها، فقد تحترق في لحظة. لذلك، تأكد من قراءة دليل المؤازرة أولاً لتأكيد نطاق الجهد، ثم حدد وحدة تثبيت الجهد أو البطارية المطابقة. على سبيل المثال، إذا كنت بحاجة إلى جهاز توجيه سريع الاستجابة، فيمكنك اختيار جهد أعلى قليلاً ضمن النطاق المسموح به.

وبالإضافة إلى ذلك، كلما كانت السرعة أسرع، كلما كان ذلك أفضل. بالنسبة للمفاصل التي تتطلب تحكمًا دقيقًا، فإن السرعة الأبطأ قليلاً ستجعل من السهل التحكم دون تجاوز الحد. يجب أن يعتمد الرصيد على سيناريو التطبيق الفعلي الخاص بك. على سبيل المثال، يجب أن يدور طراز السيارة بسرعة، في حين يجب أن تكون خطوة المحورين لطيفة.

كيفية قراءة جدول المعلمات المؤازرة

عند مواجهة جدول معلمات المؤازرة، يركز الكثير من الأشخاص فقط على عزم الدوران. في الواقع، هناك الكثير من المعلومات الأساسية. يسرد جدول المعلمات عادة سرعة عدم التحميل بالثواني/60 درجة، وهو ما يعني عدد الثواني التي يستغرقها المؤازرة لتدوير 60 درجة. كلما كانت هذه القيمة أصغر، كلما كان السيرفو أسرع.

هناك أيضًا المنطقة الميتة للمعلمة، والتي تشير إلى الحد الأدنى من تغيير إشارة الإدخال التي يمكن للمؤازرة تمييزها. كلما كانت المنطقة الميتة أصغر، زادت حساسية استجابة المؤازرة للتعليمات الصغيرة وأصبح تحديد المواقع أكثر دقة. على سبيل المثال، إذا كانت المنطقة الميتة 1μs، فيمكنها تمييز التغييرات الصغيرة في الزاوية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن مادة العتاد مهمة جدًا أيضًا. الأسنان البلاستيكية رخيصة الثمن ولكن من السهل كنسها. الأسنان المعدنية قوية ولكنها ثقيلة وقد يكون بها فجوة صغيرة.

تعتمد طريقة التحكم أيضًا على طريقة التحكم. يتم التحكم في معظم الماكينات بواسطة إشارات PWM عادية، ولكن هناك أيضًا بعض الماكينات الذكية التي تدعم الاتصال التسلسلي ويمكنها تقديم معلومات مثل الزاوية ودرجة الحرارة والجهد وما إلى ذلك. يجب عليك الاختيار بناءً على لوحة التحكم الرئيسية الخاصة بك وقدرة البرمجة. لا تشتريه فقط لتكتشف أنك لا تعرف كيفية استخدامه.

ما هو جهاز التوجيه الذي يجب اختياره في سيناريوهات التطبيق المختلفة؟

بالنسبة لأنواع مختلفة من المشاريع، يكون التركيز على اختيار جهاز التوجيه مختلفًا تمامًا. على سبيل المثال، إذا كنت تصنع روبوتًا إلكترونيًا، مثل الروبوت السداسي أو ذو القدمين، والذي يحتوي على العديد من المفاصل وحساس للوزن، فأنت بحاجة إلى اختيار سيرفو رقمي ذو وزن خفيف وعزم دوران متوسط، ويفضل أن يكون مزودًا بتروس معدنية، لأن هذا النوع من الروبوتات سيكون له تأثير كبير عند السقوط.

إذا كنت تقوم ببناء روبوت تحت الماء أو معدات استكشاف، فيجب عليك التفكير في معدات توجيه مقاومة للماء أو حتى معدات توجيه مخصصة مضادة للتآكل. بالنسبة للألعاب المطبوعة ثلاثية الأبعاد أو الأدوات التعليمية، فإن التكلفة هي الأولوية الأولى. الماكينات التناظرية العادية كافية، ولن تشعر بالسوء إذا تعطلت.

السيناريو الآخر هو السباقات عالية السرعة، مثل السيارات والقوارب التي يتم التحكم فيها عن بعد. يتطلب جهاز التوجيه استجابة سريعة وعزم دوران كاف، وبالتالي فإن معلمة السرعة مهمة جدًا. تركز تطبيقات مثل الأذرع الآلية والمحورين بشكل أكبر على دقة تحديد المواقع المتكررة وحجم المنطقة الميتة للمؤازرة لضمان حركات سلسة ودقيقة.

انتبه إلى أبعاد التثبيت وطرق تثبيت جهاز التوجيه

من السهل التغاضي عن هذه النقطة الأخيرة. كان من الصعب حساب عزم الدوران واختيار الطراز، ولكن عندما اشتريته، وجدت أن فتحات المسامير غير متطابقة، أو أن المؤازرة كانت كبيرة جدًا بحيث لا تتناسب مع الأجزاء الهيكلية لديك. هناك معايير لأبعاد الماكينات. تشمل الماكينات الشائعة الماكينات الصغيرة 9 جرام، والماكينات القياسية، والماكينات عالية عزم الدوران.

قبل الطباعة ثلاثية الأبعاد أو شراء الأجزاء، تأكد من مراجعة الرسومات ثلاثية الأبعاد أو رسومات أبعاد التثبيت المقدمة من الشركة المصنعة لجهاز التوجيه. انظر إلى عرض العروة المتصاعدة وقطر فتحة المسمار والمسافة بين الفتحات. بالإضافة إلى ذلك، يجب عليك أيضًا الانتباه إلى شكل عمود إخراج المؤازرة. هناك ذات حواف واحدة ومتقاطعة الشكل. يجب أن تتطابق عجلة القيادة التي تختارها معها.

نقطة أخرى هي أنه يجب أيضًا رؤية تسلسل خط المؤازرة بوضوح. قد يكون للعلامات التجارية المختلفة لخطوط الإشارة المؤازرة وخطوط الكهرباء والأسلاك الأرضية طلبات مختلفة. إذا تم توصيلها بشكل غير صحيح، فقد لا يعمل المؤازرة، أو قد يتم حرق المؤازرة أو حتى لوحة التحكم الرئيسية. إن تطوير عادة جيدة لقراءة الدليل يمكن أن يوفر عليك الكثير من المتاعب.

حسنًا، لقد تحدثنا تقريبًا عن كيفية اختيار المؤازرة. أريد أن أسألك، بعد قراءة هذا المقال، هل تعرف الآن ما هو نوع المؤازرة التي تحتاجها لمشروعك؟ هل هناك أي معلمة لم تلاحظها على الإطلاق من قبل؟ مرحبًا بك لمشاركة أفكارك في منطقة التعليقات. إذا وجدتها مفيدة، فلا تنسَ الإعجاب بها وإرسالها إلى أصدقائك الذين يلعبون الروبوتات من حولك!