شرح المحرك المؤازر SG-90
يعد المحرك المؤازر SG90 من محركات السيرفو الأكثر انتشاراً، والأكثر سهولة في التعامل معها خاصة في المشاريع البسيطة مثل الروبوتات المتصلة ببورد الأردوينو. سنقوم بالشرح التفصيلي لهذا المحرك المؤازر مع توضيح مبدأ عمله بالكامل.
أطراف أسلاك التوصيل الخاصة بمحرك السيرفو SG-90
الشكل التالي
يوضح أرقام ألوان أسلاك التوصيل الخاصة بالمحرك المؤازر SG-90
الجدول التالي
يوضح وصف ووظيفة كل سلك من أسلاك التوصيل الخاصة بالمحرك المؤازر SG-90
رقم السلك |
لون السلك |
وصف السلك |
1 |
بني Brown |
سلك أرضي متصل بأرض النظام |
2 |
أحمر Red |
يتم استخدام المحرك بشكل نموذجي + 5 فولت |
3 |
برتقالي Orange |
يتم إدخال إشارة PWM من خلال هذا السلك لقيادة المحرك |
ميزات محرك السيرفو TowerPro SG-90
- جهد التشغيل النموذجي هو 5 فولت.
- مقدار العزم: 2.5 كجم / سم طول.
- سرعة التشغيل 0.1 ثانية / 60 درجة.
- نوع العتاد: بلاستيك.
- الدوران: من 0 درجة حتى 180 درجة.
- وزن المحرك: 9 جرام.
- تتضمن العبوة بلاستيكيات التروس والبراغي.
طريقة اختيار محرك سيرفو الخاص بك
هناك الكثير من المحركات المؤازرة المتوفرة في السوق
ولكل منها تخصصه وتطبيقاته الخاصة. ستساعدك الفقرتان التاليتان على تحديد النوع الصحيح
من محرك سيرفو لمشروعك / نظامك.
تعمل معظم محركات الهواية المؤازرة من 4.8 فولت إلى
6.5 فولت، وكلما زاد الجهد الذي يمكننا تحقيقه ازداد مقدار العزم، لكن الأكثر شيوعاً
منها هي تلك التي تعمل عند + 5 فولت. يمكن أن تدور جميع محركات الهواية المؤازرة تقريباً
فقط من 0 درجة إلى 180 درجة بسبب ترتيب التروس الداخلية الخاص بها، لذا تأكد من أن
المشروع المطلوب تصميمه يمكن أن يتوافق مع نصف دائرة على الأكثر. وإذا لم يكن كذلك،
يمكنك أن تستخدم محرك آخر من 0 درجة إلى 360 درجة أو تعديل المحرك المؤازر
(السيرفو) لجعله يلتف ويدور بمقدار دائرة كاملة. تتعرض التروس الموجودة في المحركات
بسهولة للتلف، لذلك إذا كان التطبيق الخاص بك يتطلب محركات أقوى وطويلة التشغيل، فيمكنك
استخدام التروس المعدنية. أما إذا كان المشروع بسيطاً ولا يتطلب الديمومة في العمل
والجهد، فيمكن التمسك بمعدات محرك السيرفو المؤازر البلاستيكية العادية.
يأتي بعد ذلك العامل الأكثر أهمية، وهو عزم الدوران
Torque الذي يعمل
عنده المحرك. مرة أخرى، هناك العديد من الخيارات هنا، ولكن الخيار المتاح بشكل شائع
هو عزم الدوران 2.5 كجم / سم والذي يأتي مع محرك السيرفو (المؤازر) Towerpro SG90. يعني عزم الدوران 2.5 كجم
/ سم أن المحرك يمكنه سحب وزن 2.5 كجم عندما يتم تعليقه على مسافة 1 سم. لذلك، إذا
قمت بتعليق الحمولة عند 0.5 سم، فيمكن للمحرك سحب حمولة 5 كجم. وبالمثل إذا قمت بتعليق
الحمل عند 2 سم، فيمكنه سحب 1.25 كجم فقط. بناءً على الحمل الذي تستخدمه في المشروع،
يمكنك اختيار المحرك بعزم دوران مناسب. ستوضح الصورة أدناه مبدأ عمل عزم محرك
السيرفو المؤازر.
محركات سيرفو مكافئة لمحرك
السيرفو SG-90
هنالك العديد من المحركات المؤازرة أو السيرفو التي تكافئ في عملها محرك السيرفو SG-90، وهي على النحو التالي:
MG90S Metal Gear ، MG995 High Torque Metal Gear ، VTS-08A Analog Servo.
كيفية وطريقة استخدام محرك السيرفو SG-90
بعد اختيار محرك السيرفو المناسب للمشروع، يأتي السؤال
عن كيفية استخدامه. كما نعلم، هناك ثلاثة أسلاك تخرج من هذا المحرك. وتم وصف تلك
الأسلاك في الجدول الذي في الأعلى. لجعل هذا المحرك يدور، يتعين علينا تشغيل المحرك
بـ + 5 فولت باستخدام السلك الأحمر والبني وإرسال إشارات PWM إلى سلك
اللون البرتقالي. ومن ثم فإننا بحاجة إلى شيء يمكن أن يولد إشارات PWM لجعل هذا المحرك يعمل، وهذا شيء يمكن أن
يكون مثل التايمر 555 Timer أو منصات متحكم أخرى مثل الأردوينو Arduino أو PIC أو
ARM أو حتى معالج دقيق مثل الرازبري باي Raspberry Pie.
كيف يتم التحكم في اتجاه دوران محرك
السيرفو SG-90؟
لفهم ذلك، دعونا نلقي نظرة على الصورة الواردة في
ورقة البيانات الخاصة بالمحرك المؤازر SG-90.
من الصورة التي في الأعلى، يمكننا أن نفهم أن إشارة
PWM المنتجة
يجب أن يكون لها تردد 50 هرتز وأن فترة PWM يجب أن تكون
20 مللي ثانية. يمكن أن يختلف وقت التشغيل من 1 مللي ثانية إلى 2 مللي ثانية. لذلك
عندما يكون وقت التشغيل 1 مللي ثانية سيكون المحرك في 0 درجة وعندما يكون 1.5 مللي
ثانية سيكون المحرك 90 درجة، وبالمثل عندما يكون 2 مللي ثانية سيكون 180 درجة. لذلك،
من خلال تغيير الوقت من 1 مللي ثانية إلى 2 مللي ثانية، يمكن التحكم في المحرك من
0 درجة إلى 180 درجة.
تطبيقات واستخدامات محرك السيرفو SG90
- تستخدم كمحركات في العديد من الروبوتات مثل Biped Robot و Hexapod والذراع الآلية وما
إلى ذلك.
- يشيع استخدامها لنظام التوجيه في ألعاب RC.
- الروبوتات التي تتطلب التحكم في الموضع دون رد فعل.
- يستخدم في حال طلب الوزن الأقل كما في الروبوتات
ذات درجات الحرة المتعددة DoF
مثل الروبوتات البشرية.
أبعاد محرك السيرفو SG-90
الشكل التالي
يوضح أبعاد محرك السيرفو (المؤازر) بوحدة الملي متر