محركات السيرفو أنواعها وميزاتها
تعريف بمحرّكات السّيرفو
محرّكات السّيرفو هي مفعّلات دورانيّة أو خطّيّة، تشتهر بأنّها تحتوي على حسّاس للموضع مدمج معها لتعطي تحكّماً دقيقاً بالموضع (سواء كان دوراني أو خطّيّ).
أنواع السيرفو:
- محرّكات سيرفو مكروية Micro: تستخدم عادة في التّطبيقات الصغيرة والتّعليمية، فعزومها وأحجامها صغيرة جدّاً. تطبيق تعليمي على محرّك Micro.
- محرّكات سيرفو صغيرة Small: تستخدم في الروبوتات المخبرية أو متوسطة الحجم وذلك حسب العزوم الّتي تقدّمها، ويتميّز هذا النّوع بأوزان وأحجام صغيرة مقابل عزوم متوسّطة أو مرتفعة. تطبيق عملي يحتوي على محرّك small
- محرّكات سيرفو كبيرة Large: وهي المحرّكات الأكبر حجماً ووزناً، وتعطي عزوماً عالية تستخدم في المعامل المؤتمتة وفي آلات التشغيل المؤتمتة. تطبيقات عملية
جميع محرّكات السيرفو المتوافرة في متجرنا (حتى الآن) هي من النوع الصغير أو المكروي، تتركّز استخداماتها في الرّوبوتات المخبرية أو ذات الأوزان الصّغيرة، كالرّوبوتات النّقالة، والأذرعة الرّوبوتيّة. مشاريع واستخدامات.
بعض أنواع محرّكات السيرفو الصّغيرة تكون ذات عزوم عالية يمكن استخدامها في التّطبيقات العمليّة الكبيرة المعتمدة على الأمثلة السّابقة.
يختار المهندس المصمّم المحرّك الملائم لمشروعه بناءً على العزوم والسّرع ومجالات الحركة المطلوبة، فكلّ محرّكات السّيرفو يمكن استخدامها في نفس التّطبيقات باختلاف الأحجام.
| جهد التّغذية (فولت) | العزم الاسمي (كجم.سم) | سرعة الدّوران (دورة في الدقيقة) | الوزن (جرام) | زاوية الدّوران (درجة) | |
|---|---|---|---|---|---|
| SG90 | 4.8 | 1.2 | 100 | 9 | 180 |
يتميّز المحرّك SG90 بخفّة الوزن، لذلك يُعدذ الخيار الأمثل لإنجاز المشاريع التّعليميّة صغيرة الحجم، ولا سيّماالأذرعة الرّوبوتيّة صغير الحجم.
| جهد التّغذية (فولت) | العزم الاسمي (كجم.سم) | سرعة الدّوران (دورة في الدقيقة) | الوزن (جرام) | زاوية الدّوران (درجة) | |
|---|---|---|---|---|---|
| SG5010 | 4.8 | 5 | 55 | 41 | 180 |
| 6 | 6.2 | 62.5 |
يشيع استخدام هذا المحرّك في الرّوبوتات النقّالة الصّغيرة والتّطبيقات خفيفة الوزن.
| جهد التّغذية (فولت) | العزم الاسمي (كجم.سم) | سرعة الدّوران (دورة في الدقيقة) | الوزن (جرام) | زاوية الدّوران (درجة) | |
|---|---|---|---|---|---|
| SMS4303R | 4.8 | 3.3 | 34 | 41 | 360 |
| 6 | 5.1 | 53 |
يشيع استخدام هذا المحرّك في عجلات الرّوبوتات النقّالة الصّغيرة والتّطبيقات خفيفة الوزن.
| جهد التّغذية (فولت) | العزم الاسمي (كجم.سم) | سرعة الدّوران (دورة في الدقيقة) | الوزن (جرام) | زاوية الدّوران (درجة) | |
|---|---|---|---|---|---|
| MG996R | 4.8 | 9.4 | 58.8 | 55 | 360 |
| 6 | 11 | 71.4 |
يستخدم المحرّك في المشاريع والتّطبيقات الّتي تتطلّب عزماً أكبر من المحرّكات السّابقة مع مجال حركة كامل.
تـوصيل محرّك السيرفو
يوجد ثلاث منافذ لمحرّكات السيرفو، في الغالب يتمّ تمييزها بألوان معيّنة:
1- السّلك الأحمر هو منفذ التّغذية للمحرّك.
2- السّلك الأسود هو نقطة الأرضي.
3- السّلك الأبيض(يمكن أن يكون برتقالي أو أصفر) هو مدخل إشارة التّحكّم بالمحرّك.
وجميعها يتم وصلها مع المنافذ الملائمة في المتحكّم بشكل مباشر.
التّحكّم بمحرّكات السيرفو
يمكن التّحكّم بمحرّكات السيرفو بمختلف أنواع المتحكّمات، ومن أشهرها الأردوينو والراسبيري، وتعتمد عمليّة التّحكّم على إجراء تعديلات على إشارة PWM المتحكّمة بالمحرّك، إلّا أنّ استخدام المتحكّمات مثل الأردوينو والراسبيري يوفّر سهولة في التّحكّم، إذ توجد مكاتب مخصّصة للتّحكّم بالسّيرفو تسهّل إعطاء أوامر واضحة تؤدي ضمنيّاً لتعديل إشارة PWM.
يتمّ توصيل المحرّك مع أردوينو كما هو موضّح في الشّكل المجاور:
– سلك التّغذية إلى منفذ 5v
– سلك الأرضي إلى الأرضي
– السّلك الخاصّ بالتّحكّم يتمّ توصيله مع أحد المنافذ الرّقميّة الّتي تعطي إشارة PWM (البنات الّتي يوجد بجانها إشارة ~).
مثال تحكّم بالأردوينو
يمكن استخدام الكود المجاور لاختبار حركة المحرّك في الاتّجاهين، فتطبيق هذا الكود سيؤدي إلى حركة محور المحرّك إلى الزّاوية 30 والانتظار لمدّة ثانية ثمّ إلى 150 والانتظار ثمّ 100 والانتظار، ويكرّر العمليّة، يتمّ ذلك باتسخدام الأمر servo.write(value) ، والّذي يحتاج إلى تضمين مكتبة Servo.h لتنفيذه.
مكتبة Servo.h من المكاتب الأساسيّة الموجودة في برنامج أردوينو، أو يمكن تحميلها كما هو موضّح عبر الرّابط. Arduino
الكود
#include <Servo.h>
Servo servo
// when defining a variable as servo then you can apply the functions from servo library on it
void setup() {
servo.attach(9);
// link the servo with pin 9
}
void loop() {
servo.write(30); //Go to position 30 degrees
delay(1000);
servo.write(150); //Go to position 150 degrees
delay(1000);
servo.write(100);
delay(1000);
}
مثال تحكّم بالراسبيري
استخدام الكود المجاور يؤدي إلى دوران محور المحرّك إلى الوضع الزّاوي الأصغر ثمّ المتوسّط ثمّ الأكبر وذلك باستخدام التّعليمات servo.min() و servo.mid() و servo.max() والّتي تحتاج إلى تضمين مكتبة Servo لتنفيذه، و ذلك باستخدام التّعليمة from gpiozero import Servo.
مرجع.
sudo apt-get install python3-rpi.gpio
sudo pip3 install gpiozero
from gpiozero import Servo
from time import sleep
servo = Servo(25) # Number of pin connected to servo
try:
while True:
servo.min() # rotate to minimum position
sleep(0.5)
servo.mid() # rotate to middle position
sleep(0.5)
servo.max() # rotate to maximum position
sleep(0.5)
except KeyboardInterrupt:
print("Program stopped")
