التحكم بسرعة واتجاه دوران محركات التيار الثابت

 التحكم بسرعة واتجاه دوران محركات التيار الثابت

00

في هذا المشروع سيتم تصميم دارة للتحكم بالمحرك بشكل كامل من خلال الحاسوب.


تقديم

بسم الله الرحمن الرحيم. نحتاج في العديد من المشاريع و التطبيقات الى استخدام محرك DC، فيتوجب علينا التحكم بسرعته واتجاه دورانه، ونظراً لتوجه التطبيقات نحو الأتمته (Automatic systems) يجب علينا التفكير بطرق غير الطرق اليدوية.


الأجزاء الرئيسية

العربية
إنجليزية
فرنسية

القيمة أو الصيغة

مقاومة
Resistor
Resistance

كيلوأوم

صمام ثنائي 
Diode


 

مقحل (ترنزستورTransistor
TIP121 أو TIP120
 للتحكم بسرعة المحرك
محرك DC
DC Motor
Moteur DC
فولط

متحكم بالمحرك
Motor Controller
Controleur de Moteur

L293D

للتحكم باتجاه الدوران

اردوينو
Arduino

أيا كانت

اسلاك
Wires
Cables

بطاقة التجارب
Breadboard

برنامج لابــڤـيو
Labview Software
​Logiciel de Labview


القنطرة الإليكترونية L293D

هي شريحة متكاملة، عبارة عن قنطرة H (أي H-Bridgeتمكننا من تطبيق جهد وعكسه على حمل ما، وبالتالي ينعكس التيار المار بالحمل (كـما هو الشأن إذا أردنا عكس اتجاه دوران المحرك مثلا).

تتحمل هذه القطعة جهدا كهربائيا يصل الى 36 فولـط وشدة كهربائية تساوي 600 ميليأمبير. صمم هذا المركب الإليكتروني للتحكم في محركين كأقصى حد من خلال اشارات رقمية.

يوضح الشكل جانبه صورة هذا المركب وأسماء مرابطه، وفي ما يلي شرح لوضائف بعضها:

01

  • مصدر فرق الجهد للمحرك (0v إلى 36v) يتم توصيله بالمربط Vs.

  • الطرف Vss مسئول عن تغذية الشريحة، ويجب ان يكون الجهد الداخل على الشريحة منتظماً لتعمل بشكل سليم. كما أننا لن نهتم بمسألة تنظيم الجهد لأننا سوف نصله من خلال بطاقة اردوينو التي تحتوي على منظم جهد داخلي (built-in voltage regulator).

  • يتم وصل جميع اطراف GND ومصدر الجهد لهذا المركب بمثيلاتها على بطاقة اردوينو.

  • يوصل المحرك على الخرجين 6 و3.

  • يتم التحكم باتجاه الدوران من خلال المرابط 1 و2 و7.

سوف نصل هذا المركب الإليكتروني ببطاقة اردوينو من خلالالمرابط 12 و11 و10، وستكون وظائفها حسب الجدول التالي:

المربط 1

المربط 2

المربط 7

حالة المحرك

مرتفع

منخفض

مرتفع

دوران في اتجاه عقارب الساعة

مرتفع

مرتفع

منخفض

دوران عكس اتجاه عقارب الساعة

مرتفع

منخفض

منخفض

يتوقف المحرك

مرتفع

مرتفع

مرتفع

يتوقف المحرك

منخفض

لا يهم

لا يهم

يتوقف المحرك

ملاحظة 1: كلمة مرتفع تعني High و Haut بالإنجليزية والفرنسية على التوالي. وتعني رقميا القيمة 1 وكهربائيا جهدا كهربائيا مختلفا عن 0 فولط.

ملاحظة 2: كلمة منخفض تعني Low و Bas بالإنجليزية والفرنسية على التوالي. وتعني رقميا القيمة 0 وكهربائيا الجهد الكهربائي 0 فولط في الغالب.


الدارة الكهربائية

بما أننا سنستخدم محركا صغيرا يتطلب جهدا كهربائيا بقيمة 5 فولط، فـسيكون مصدر فرق الجهد من بطاقة أردوينو نفسه (مخرج 5 فولط)، وتكون الـدارة الكهربائية النهائية كما في الخطاطة التالية:

02

اصبحت دارة التحكم باتجاه الدوران جاهزة. لكن سيبقى السؤال هو كيف سنتحكم بسرعة المحرك؟

للتحكم بسرعة المحرك سوف نتحكم بمقدار التيار الكهربائي المار فيه (المار في الدراة كاملة) من خلال المقحل (الترانزستور). يجب وصل قاعدة هذا الأخير بالمربطPWM لبطاقة اردوينو.

03

وسيبقى السؤال في لم لا يتم وصل المحرك مباشرة مع المربط PWM الموجود في بطاقة اردوينو؟

الجواب هو أنه في حال تغيير المحرك بـمحرك آخر اكبر، فإنه قد لا يمكن التحكم به من خلال بطاقة اردوينو مباشرة لأن الجهد الكهربائي محدود بالقيمة5 فولط. لكن، مع اضافة المقحل (الترانزستوريمكننا اضافة محرك (او اي جهاز آخر) بجهد حتى 60 فولط وتيار يصل الى 5 امبير. ويتم توصيله (كما في الشكل) مع اضافة مقاومة بين قاعدته (Baseوالمربط PWM لبطاقة اردوينو. وسيكون الشكــل النهـائــي للدارة كما يلي:

04


التركيب

بالإعتماد على الدارة الكهربائية الأخيرة يمكن إنجاز المشروع كما يلي:

05


استخدام

سوف نستخدم برنامج لابــڤيو (Labviewلعملية التحكم بالمحرك. لكن في حالة اذا لم ترغب باستخدام البرنامج،فيمكنك حينئذ استخدام ازرار كهربائية ومقاومة متغيرة للتحكم ببطاقة اردوينو او أي طريقة اخرى (كـاستخدام اجهزة التحكم عن بعد مثلاً). سنحتاج مع البرنامج ما يلي: 

  • زر كهربائي لإيقاف وتشغيل المحرك: سيتم هذا من خلال المربط 12 لبطاقة أردوينو المتصل مع المربط 1 للـقنطرة الإليكترونية L293D. 

  • زر كهربائي لعكس اتجاه دوران المحرك: سيتم هذا من خلال المربطين11و10لـبطاقة أردوينو المتصلينبالمربطين 2 و7 في للـقنطرة الإليكترونية L293D. 

  • مقاومة متغيرة لتحديد سرعة المحرك: سيتم هذا من خلال المربط 9 لبطاقة أردوينو المتصل مع قاعدة المقحل (الترانزستور). 

  • مؤشر لقياس سرعة المحرك (ليس ضروريا):لم نستخدم اي مجسات لقياس سرعة المحرك في المشروع، لكن يمكن اضافته بسهولة.

بعد تحويل الـشيفرة البرمجية (الكود،Firmwareلـبطاقة أردوينو، نكتب البرنامج كما في المخطط التالي:

06

وتكون واجهة البرنامج كالتالي:

07

 


تحميل Firmware

لتحميل Firmware الخاص باللابفيو على بطاقة اردوينو من خلال تتبع المسار التالي :


C:\Program Files►National Instruments►LabVIEW 2010►vi.lib►LabVIEW Interface for Arduino►Firmware►LVIFA_Base

08

 


معلومات عن المشروع

 

الجامعة

الجامعة الهاشمية،

قسم هندسة الميكاترونيكس،

مادة الآلات الكهربائية،

الفصل الأول 2012/2013

09

المؤلف

علي الهضابين (البلقاء - الاردن)

البريد

عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

المشرف

الدكتور محمد صلاح

نوع البحث

مشروع نهاية المادة

الملفات

النسخة الأصلية بصيغة docx

{jumi [*3]}


المراجع

http://bildr.org/2011/03/high-power-control-with-arduino-and-tip120/
http://luckylarry.co.uk/arduino-projects/control-a-dc-motor-with-arduino-and-l293d-chip/
http://www.arduino.cc/
https://decibel.ni.com
http://www.alldatasheet.com

 

التعليقات   

 
Khalifa_LY
+1 # Khalifa_LY 2016-06-25 09:50
مشكورين و مزيدا من التقدم .. و اتمني لكم التوفيق
رد | رد مع اقتباس | اقتباس | تقرير إلى المدير
 
 
# Guest 2015-06-03 08:03
قام المدير بحذف هذا التعليق
 
 
# Guest 2015-04-29 19:39
قام المدير بحذف هذا التعليق
 
 
# Guest 2015-03-11 08:25
قام المدير بحذف هذا التعليق
 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top