ما هو متحكم محرك السيرفو؟

ما هو مُتحكم محرك السيرفو؟

تعريف مُتحكم محرك السيرفو

يُعرف مُتحكم محرك السيرفو (أو سائق محرك السيرفو) بأنه دارة تستخدم لتحكم في موقع محرك السيرفو.

دارة سائق محرك السيرفو

تشمل دارة سائق محرك السيرفو وحدة تحكم دقيقة، مصدر طاقة، مقاومة متغيرة، ووصلات، مما يضمن التحكم الدقيق في المحرك.

دور الوحدة الدقيقة للتحكم

تقوم الوحدة الدقيقة بإنشاء نبضات PWM في فترات زمنية محددة لتوفير التحكم الدقيق في موقع محرك السيرفو.

مصدر الطاقة

يعتمد تصميم مصدر الطاقة لمُتحكم محرك السيرفو على عدد المحركات المتصلة. عادةً ما يستخدم محركات السيرفو مصدر طاقة يتراوح بين 4.8 فولت إلى 6 فولت، مع اعتبار 5 فولت المعيار. يمكن أن يؤدي تجاوز جهد الطاقة إلى تلف المحرك. يختلف استهلاك التيار حسب العزم ويكون أقل عند الراحة وأعلى أثناء التشغيل. يمكن أن يصل الاستهلاك الأقصى للتيار، المعروف باسم التيار عند الإغلاق، إلى 1 أمبير لبعض المحركات.

للحكم على محرك واحد، استخدم مُنظم الجهد مثل LM317 مع مبرد حراري. للمحركات المتعددة، يكون من الضروري استخدام مصدر طاقة عالي الجودة بقدرة تيار أعلى. يعد مصدر الطاقة ذو وضع التحويل (SMPS) خيارًا جيدًا.

المخطط الكتلوي أدناه يوضح الاتصالات في سائق محرك السيرفو

التحكم في محرك السيرفو

يحتوي محرك السيرفو على ثلاثة أطراف.

• إشارة الموقع (نبضات PWM)

• Vcc (من مصدر الطاقة)

• الأرضي

يتم التحكم في الزاوية الموضعية لمحرك السيرفو عن طريق تطبيق نبضات PWM بعرض محدد. تتراوح مدة النبضة من حوالي 0.5 ميلي ثانية للدوران بزاوية صفر درجة إلى 2.2 ميلي ثانية للدوران بزاوية 180 درجة. يجب إعطاء النبضات بترددات حوالي 50 هرتز إلى 60 هرتز.

لإنشاء موجة PWM (تعديل عرض النبضة)، كما هو موضح في الشكل أدناه، يمكن استخدام وحدة PWM الداخلية في الوحدة الدقيقة أو استخدام المؤقتات. استخدام كتلة PWM أكثر مرونة لأن معظم عائلات الوحدات الدقيقة تم تصميمها بحيث تكون هذه الكتلة أفضل تناسبًا لاحتياجات التطبيقات مثل محرك السيرفو. بالنسبة لعرض النبضات المختلفة، يجب برمجة السجلات الداخلية بشكل متناسب.

الآن، نحتاج أيضًا إلى إخبار الوحدة الدقيقة بمقدار الدوران المطلوب. لهذا الغرض، يمكن استخدام مقاومة متغيرة بسيطة واستخدام ADC للحصول على زاوية الدوران أو استخدام مقياس تسارع لأغراض أكثر تعقيدًا.

خوارزمية البرنامج

دعونا نصمم البرنامج للتحكم في محرك سيرفو واحد والدخل الموضعي يتم تقديمه عبر مقاومة متغيرة متصلة بأحد أطراف الوحدة الدقيقة.

• قم بتهيئة أطراف المنفذ للدخلي/الخارجي.

• اقرأ ADC للحصول على الموضع المطلوب لمحرك السيرفو.

• برمج سجلات PWM للقيمة المطلوبة.

• فور تشغيل وحدة PWM، يصبح ماسورة القناة المختارة عالية (منطق 1) وبعد الوصول إلى العرض المطلوب، يعود مرة أخرى إلى منخفض (منطق 0). لذلك بعد تشغيل PWM، يجب بدء مؤقت بتأخير حوالي 19 ميلي ثانية والانتظار حتى يفيض المؤقتاذهب إلى الخطوة 2

هناك العديد من أنماط PWM المتاحة التي يمكنك استخدامها اعتمادًا على الوحدة الدقيقة التي تختارها. يجب إجراء بعض مستوى من التحسين في الكود للتحكم في محرك السيرفو.

إذا كنت تخطط لاستخدام أكثر من محرك سيرفو واحد، فستحتاج إلى قنوات PWM متعددة. يمكن تقديم إشارة PWM لكل محرك بشكل متسلسل. ولكن يجب عليك الحفاظ على معدل تكرار النبضات لكل محرك. وإلا سيخرج المحرك عن المزامنة.