🤲🏼 😥 🏻 التحكم المؤازر SG90 بدون متحكم 🕵🏼 🐨 🚵🏽

اشتعلت في متناول اليد أجهزة رخيصة الثمن SG90. وفكرت في إدارتها ، ولكن بدون متحكم. في هذه المقالة ، سأوجز عقلية المطور عند تنفيذ أحد خيارات الحل.

من يهتم ، من فضلك ، تحت القطة.

فكرة

من الضروري التحكم في المؤازرة ، ولكن بدون متحكم.

المعرفة

يعلم الجميع أن الخبرة والمعرفة تساعدان على إيجاد الحلول وإيجادها. هناك الكثير من الأمثلة على استخدام محرك سيرفو باستخدام وحدات تحكم على صفحات Giktims. يصفون بالتفصيل حول نظام التحكم المؤازر. سنأخذ هذه التجربة من المطورين الآخرين للمعرفة التي نحتاجها لحل المشكلة. يتم التحكم في محرك سيرفو SG90 بواسطة إشارة PWM تحدد معلماته موضع الدوار. فترة PWM حوالي 20 مللي ثانية ، ومدة إشارة التحكم من 500 إلى 2100 μS.

التحدي

الفكرة والمعرفة تثيران مشكلة يجب حلها. نقوم بصياغة المشكلة لتحقيق الفكرة. هذا شيء مثل الشروط المرجعية. يبدو أن كل شيء بسيط ، تحتاج إلى أخذ مولد نبضي بدورة عمل متغيرة ، وتوصيل الطاقة بمحرك سيرفو ، وتطبيق إشارة تحكم من المولد. نؤكد أن هناك تغييرات في دورة العمل في المتطلبات - أي يجب أن تكون هناك ضوابط أو واجهة مستخدم.

التنفيذ

من هنا يبدأ عذاب الإبداع: ما الذي يجب أخذه وأين يمكن الحصول عليه؟ يمكنك العثور على مولد نبض مختبر جاهز ، على سبيل المثال ، G5-54 مع مقابض وأزرار وتعيين المعلمات اللازمة وربط المولد بمحرك سيرفو. ومع ذلك ، فهي مرهقة ولا يمكن لأي شخص تحمل مثل هذه الرفاهية. لذلك ، يحاول المطورون ، بالاعتماد على خبرتهم ومعرفتهم ، الجمع بين الرغبة (فكرة المهمة) والفرص (المادية والإبداعية) لتنفيذ المهمة. الاحتمالات المادية هي ~~أن "الضفدع"~~"كم وماذا أريد أن أنفق على تنفيذ فكرة؟" الإبداع هو ، "سأرى ما لدي بالفعل". هذه ليست بالضرورة بعض القيم المادية ، ولكن تجربة ومعرفة التطورات السابقة التي يمكن تكييفها مع التنفيذ. أيضًا ، لن يكون من غير الضروري البحث (google) أن شخصًا ما قد نفذ شيئًا مشابهًا بالفعل. لتقليل خيارات الحل ، أنت بحاجة إلى إضافة متطلبات إضافية تحد من تخيلات التنفيذ. على سبيل المثال ، نضيف شرطًا آخر للمتطلبات ، فدعه يكون قيدًا ماديًا ، ويجب أن يكون التنفيذ غير مكلف .

ابحث عن بدائل

باستخدام الإنترنت ، نبحث عن الخيارات التي توفرها الشبكة. وضعنا في البحث: "مولد نبض مستطيل مع دورة عمل متغيرة". سنحصل على الكثير من الخيارات ، سواء باستخدام أجهزة ضبط الوقت المدمجة NE555 (التناظرية المحلية لـ KR1006VI1) ، وفي الدوائر المنطقية. من جميع الأنواع ، اخترت خيار المولد على العاكس مع مشغل Schmitt عند الإدخال. أولاً ، هو الأبسط ، وثانيًا ، يتطلب الحد الأدنى من التفاصيل والأكثر إثارة للاهتمام يستخدم عنصرًا منطقيًا واحدًا من ستة ، إذا كنت تستخدم ، على سبيل المثال ، شريحة 74HC14.

تبدو دائرة هذا المولد على النحو التالي:

جزء من النظرية

تقول النظرية أن تردد هذا المولد هو f = 1 / T = 1 / (0.8 * R * C). للحصول على التردد المطلوب ، تحتاج إلى تحديد القيمة الاسمية لأحد العناصر التي تحدد التردد. نظرًا لأن العنصر المنطقي مصنوع وفقًا لتقنية CMOS ، فإنه يتمتع بمقاومة كبيرة للمدخلات ، وبالتالي ، يمكن استخدام العناصر التي تحدد تيارات التشغيل الصغيرة. نختار السعة C1 من عدد من الطوائف الشائعة ، على سبيل المثال 0.47 μF. بعد ذلك ، للحصول على التردد المطلوب (50 هرتز) ، يجب أن يكون المقاوم حوالي 53 كيلو أوم ، ولكن لا يوجد مثل هذا المقاوم في السلسلة القياسية ، لذلك نختار 51 كيلو أوم.

يتم إنشاء إشارة قريبة من المتعرج عند إخراج مثل هذا المولد ، لذلك نحتاج إلى ضبط الدائرة بحيث تلبي متطلبات المهمة. للحصول على مدة نبضة قابلة للتعديل عند الخرج ، من الضروري تغيير وضع إعادة شحن المكثف من مستوى عال عند الخرج ، أي تقليل وقت إعادة الشحن. للقيام بذلك ، أضف عنصرين آخرين إلى الدائرة: الصمام الثنائي والمقاوم المتغير. أي صمام تحويل منخفض الطاقة مناسب.

ثم تتخذ الدائرة الشكل التالي:

يبدو أن: كل شيء ، يتم حل المشكلة ، ولكن في المواقف المتطرفة للمقاوم المتغير ، فإن سلوك المؤازرة غير مستقر. هذا يرجع إلى حقيقة أن قيمة مدة النبض ، في المواضع المتطرفة للمقاوم المتغير ، لا تتوافق مع تلك المطلوبة. أنا شخصياً لا أحب استخدام مقاوم متغير ، لذلك أريد تغيير واجهة التحكم عن طريق إضافة قائمة أمنيات جديدة إلى الاختصاصات ، على سبيل المثال ، بحيث تتغير دورة العمل حسب الضوء. هناك حل بسيط وغير مكلف لذلك: تطبيق GL55xx photoresistor (المستخدم في مشاريع Arduino) كعنصر منظم ، ويكمن التغيير في مقاومته في نطاق واسع.

ثم يبدأ المرح. لا توجد صيغ حسابية للحصول على قيم المقاومة التي توفر فترات النبض المطلوبة ، وبالتالي ، على مستوى الحدس (تجريبيًا ، باستخدام المقاوم المتغير) ، نحدد قيم المقاومة التي يتم عندها تعيين القيم المطلوبة لفترات النبض. ثم نغير الدائرة بحيث عندما تتغير مقاومة المقاومة الضوئية ، تتغير المقاومة الكلية ، وتضع القيم المطلوبة لفترات النبض.

يتخذ المخطط النهائي الشكل التالي:

تفسيرات للمخطط النهائي

يحدد المكثف C1 بقيمة اسمية تبلغ 0.47 μF وقت إعادة الشحن. يعمل المقاوم 51 كيلو أوم R1 على تعيين معدل تكرار النبض الأساسي في منطقة 50 هرتز. سيختلف مزيج مقاومات R2-R4 إجمالاً في المدى من 2.5 كيلو أوم إلى 24 كيلو أوم اعتمادًا على الإضاءة. جنبا إلى جنب مع الصمام الثنائي D1 ، ستؤثر هذه المقاومات على وقت إعادة شحن المكثف C1 تحت تأثير نبضة موجبة عند إخراج العنصر المنطقي ، وبالتالي تحديد مدته.

النتيجة

من خلال توصيل هذا المولد بإدخال التحكم في محرك سيرفو ، سنتمكن من التحكم فيه عن طريق تغيير إضاءة المقاوم الضوئي. على الفيديو يمكنك أن ترى ما جاء منه:

سيكون هذا كل شيء ، ولكن يمكنني أن أقدم تطوير هذا التطور. نظرًا لأننا استخدمنا واحدًا فقط من العناصر المنطقية الستة المدرجة في غلاف الدائرة المصغرة ، فيمكننا تجميع خمسة مولدات أخرى وربطها بمخدمات أخرى. من خلال توصيل اللوحات بالرافعات المشغلة للمكابح ، والتي ستعيق التدفق المضيء للمقاومات الضوئية التي تتحكم في الماكينات الأخرى ، يمكنك الحصول على سلوك مضحك للمكابح ، لكنني أقترح إجراء هذه التجربة لوحدي.

اذهب له وحظا سعيدا!

التحكم المؤازر SG90 بدون متحكم