Web
	Analytics
كيف تصنع روبوتك - الدرس 5: كنترولور المحرك

كيف تصنع روبوتك - الدرس 5: كنترولور المحرك 

image000

أول سؤال يأتي في ذهن العديد من المبتدئين عندما يباشرون في صنع أول روبوت لهم هو ”كيف أتحكم بالمحركات؟”  ومن هنا وجب التكلم عن ما نسميه المتحكم (أو الدارة المتحكمة) بالمحرك وحتى لا يضيع القارئ في المصطلحات دعنا نسميه “كنترولور المحرك”. فماذا نعني بكنترولور المحرك؟


تعريف كنترولور المحرك 

001 

 

كنترول المحرك هو دارة كهربائية مجهزة بمركبات اليكترونية تساعد على التحكم في حركة المحرك. وتكون الواسط بين الميكروكنترولور والمحرك ومنبع الطاقة الكهربائية.

 

رغم أن الميكروكنترولور ( العقل الاليكتروني للروبوت) يقرر سرعة واتجاه المحركات إلا أنه لا يستطيع تزويدهم بالطاقة الكافية نظرا لقدرته الكهربائية المحدودة. من جهة أخرى، باستطاعة كنترولور المحرك أن يزود المحرك بالتيار الكهربائي المناسب لكن لا يسطيع التحكم بمقدار سرعة المحرك. وبالتالي فلكليهما (أي الميكروكنترولور وكنترولور المحرك) عملية مشتركة من أجل ضمان عمل جيد للمحركات. 

 

تجدر الاشارة إلى أن كنترولور المحرك يأتي بأحجام وأوزان مختلفة تتراوح من حجم أصغر من أنملة أصبعك يستعمل في صناعة روبوتات صغيرة القد إلى أحجام كبيرة توزن بالكيلوغرامات. وغالبا ما يتناسب حجم المحرك مع قيمة التيار الكهرابئي القصوى.


أنواع كنترولور المحرك

 

بما أن هناك عدة أنواع من المحركات فكذلك الأمر بالنسبة لكنترولورات المحركات.

         ·     كنترولور المحركات DC المفروشة (Brushed DC motor controllers): تستعمل مع المحركات DC المفروشة ومع محركات DC الموجهة والعديد من المحركات الخطية.

         ·      كنترولور المحركات DC اللامفروشة (Brushless DC motor controllers)

         ·      كنترولور المحركات سيرفو (Servo motor controllers)

         ·      كنترولور المحركات الخطوية (Stepper motor controllers)

 


الاختيار الانسب لكنترولور المحرك

 

كنترولور المحرك DC 

      1.       القيمة الدنوية للتيار الكهربائي: وهي أول ما يجب أخده في الاعتبار، ﻷن كنترولورات المحركات DC مصممة لتزويدك بمجال تحكم في نسبة التيار الكهربائي. مثلا، إذا كان المحرك يعمل على 3 فولط كقيمة دنوية لا يستحب منك أن تختار كنترولور محرك يعمل في المجال المحدد بين 6 فولط و 9 فولط.

002

      2.       تيار متتالي: تحتاج لإيجاد كنترولور محرك قادر على تزويدك بتيار يساوي أو أكبر من الاستهلاك المتتالي للتيار عندما يكون المحرك في أوج استعماله. فمثلا تحتاج لكنترولور محرك يزودك بـ 5 أومبير (5A) إذا أردت أن تستخدم محركا ذي 3A. واعلم أن المحركات لا تستهلك إلا ما تحتاجه. ومن جهة أخرى فمحرك ذي 5A قد يقوم بإتلاف كنترولور محرك يستوعب فقط 3A.

003

      3.       طريقة التحكم: قم بفحص أنواع مداخل (pins) الميكروكنترولور الذي ستستعمله. إذا كان الميكروكنترولور مزودا بمدخل من نوع PWM ففي هذه الحالة ستحتاج للقناة PWM لكل محرك. (تجدر الاشارة أنه توجد طرق اتصال أخرى كـ I2C و R/C  وUART a.k.a serial و  PWM)

      4.       فردي أو زوجي: (dual vs. single) يمكن لكنترولور محرك زوجي من التحكم في سرعة واتجاه محركين DC بشكل مستقل. وليس من الضروري أن يكون المحركين متطابقين في معظم الحالات. في حالة اختيار كنترولور زوجي يجب أن يستوعب جهد المحرك اﻷقوى.

 

كنترولور المحرك سيرفو 

اختيار كنترولور المحرك سيرفو بسيط.

معظم الانواع من هذه المحركات تعمل بجهد 4.8 فولط إلى 6 فولط واستهلاكها للتيار متساوي.

تحتاج لايجاد محرك سيرفو 12 فولط من النوع التقليدي أي المزود بثلاث أسلاك (أرضي ground، جهد voltage وإشارة signal)

004

      1.        وسيلة التحكم: البعض من كنترولورات هذه المحركات يعمل بتحكم يديوي بينما توجد أخرى تتواصل باستعمال واجهة UART أو وسائل أخرى.

      2.       حدد عدد محركات سيرفو التي تود التحكم فيها.تستطيع كنترولورات سيرفو التحكم بعدد مهم من المحركات (غالبا 8 و 16 و 32 و 64 وأكثر). من الافضل ان تختار كنترولورا قادر على التحكم بعدد أكبر من المحركات التي تحتاجها.

      3.        طريقة التحكم كما هو مشار إليها عند المحركات DC

 

كنترولور المحرك الخطوي

          هل المحرك الذي اخترته أحادي أو ثنائي القطب (unipolar أو bipolar

           اختر الكنترولور المناسب حينئذ. إذا كان المحرك ثنائي القطب فهو يملك 4 مخارج وإذا كان مدعوما بـ 6 مخارج أو أكثر فهو عندئد أحادي القطب. ومع هذا فإن الانواع الاخيرة من كنترولور المحرك الخطوي تتلائم مع كليهما.

005

      1.      اعتبار القيمة الدنوية للجهد الكهربائي كما هو الشأن أعلاه.

      2.      حدد مقدار التيار المستهلك من طرف وشيعة المحرك الخطوي وبعدها جد الكنترولور المناسب لهذا الاستهلاك.

      3.       طريقة التحكم كما هو مشار إليها عند المحركات DC

 

كنترولور المحرك الخطي

تأتي المحركات الخطية في ثلاثة أصناف حسب طريقة التحكم

      1.       DC

      2.       R/C

      3.       position feedback

معظم المحركات DC الخطية تتناسب مع كنترولور محرك DC. بعضها قد يتطلب استعمال كنترولور R/C سيرفو.

006


مثال حي

 

قمنا في الدرس اﻷول من تحديد هدف وتكلفة الروبوت الذي نود إنشاءه كما قررنا أنا مشروعنا هذا سيقتصر على تطوير مدرعة التي بإمكانها العمل فوق الطاولات في الدرس الثاني. وتكلمنا عن المحركات في الدرس الثالث وكذلك عن الميكروكنترولور في الدرس الرابع. أما اليوم فبالنسبة لمثالنا هذا سنحتاج إلى كنترولور محرك ذي المميزات التالية:

 

   جهد كهربائي بين 3 و 6 فولط

   تيار كهربائي متتالي (على الأقل 300 ميلي أومبير)

   طريقة الاتصال: PWM أو I2C أو analog.

  ثنائي القطب (سيكون أحسن) dual.

 

من خلال هذه المميزات يمكننا إيجاد العديد من كنترولات المحرك كـ:

 

  1. RB-Dim-19 (6-18V, 5A, dual. Analogue & Serial interfaces)
  2. RB-Pol-16 (1.5-6V, 5A, dual.)
  3. RB-Pol-22 (6-16V, 9A, dual,  PWM interface)
  4. RB-Spa-397 (5-16V, 2A, dual,  serial interface)
  5. RB-Ada-02 (4.5-36V, 0.6A,  dual. Arduino shield & PWM interface)
  6. RB-Cri-15 (6-58V, 10A, single, PWM)
  7. RB-Cri-14 (6-58V, 10A, single, PWM)
سنختار من بينها RB-Pol-16 لأن له مجال جهد كهربائي واسع من 1.5 إلى 6 فولط. حتى اختيار RB-Ada-02 سيكون مناسبا أيضا. 

008  


تأليف 

ترجمة: محمد السهلي

تدقيق : محمد السيد (مصر)

 


 مراجع

 

http://www.robotshop.com/gorobotics/how-to-make-a-robot/how-to-make-a-robot-lesson-5-motor-controller


 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top