السيرفو (آلية السيرفو) هو جهاز كهرومغناطيسي يقوم بتحويل الكهرباء إلى حركة دقيقة يتم التحكم فيها باستخدام آليات التغذية الراجعة السلبية.
يمكن استخدام محركات السيرفو لتوليد حركة خطية أو دائرية، حسب نوعها. يتكون السيرفو النموذجي من محرك تيار مستمر، ومجموعة تروس، ومقياس جهد، ودائرة متكاملة (IC)، وعمود خرج. يتم إدخال موضع السيرفو المطلوب، ويصل كإشارة مشفرة إلى الدائرة المتكاملة. توجه الدائرة المتكاملة المحرك، وتدفع طاقته عبر تروس تحدد السرعة والاتجاه المطلوبين للحركة، حتى تصل إشارة من مقياس الجهد تُشير إلى الوصول إلى الموضع المطلوب، فتُوقف الدائرة المتكاملة المحرك.
يجعل مقياس الجهد التحكم في الحركة ممكنًا من خلال نقل الموضع الحالي مع السماح بالتصحيح من القوى الخارجية المؤثرة على أسطح التحكم: بمجرد تحريك السطح، يوفر مقياس الجهد إشارة الموضع ويرسل IC إشارة إلى حركة المحرك اللازمة حتى يتم استعادة الموضع الصحيح.
يمكن تنظيم مجموعة من المحركات المؤازرة والمحركات الكهربائية متعددة التروس معًا لأداء مهام أكثر تعقيدًا في أنواع مختلفة من الأنظمة بما في ذلك الروبوتات والمركبات والتصنيع وشبكات المستشعرات والمحركات اللاسلكية.
كيف يعمل السيرفو؟
تحتوي المؤازرات على ثلاثة أسلاك تمتد من الغلاف (انظر الصورة على اليسار).
لكل من هذه الأسلاك غرض محدد. هذه الأسلاك الثلاثة مخصصة للتحكم، والطاقة، والتأريض.
سلك التحكم مسؤول عن تغذية النبضات الكهربائية. يدور المحرك في الاتجاه المناسب بناءً على أوامر النبضات.
عند دوران المحرك، تتغير مقاومة مقياس الجهد، مما يسمح لدائرة التحكم بتنظيم مقدار الحركة واتجاهها. عند وصول العمود إلى الوضع المطلوب، ينقطع التيار الكهربائي.
يوفر سلك الطاقة للمحرك المؤازر الطاقة اللازمة للعمل، بينما يوفر سلك التأريض مسار توصيل منفصلًا عن التيار الرئيسي. هذا يحميك من الصدمات الكهربائية، ولكنه ليس ضروريًا لتشغيل المحرك المؤازر.
شرح محركات التحكم عن بعد الرقمية
يتمتع محرك المؤازرة الرقمي RC Servo بطريقة مختلفة لإرسال إشارات النبضة إلى محرك المؤازرة.
إذا تم تصميم المؤازر التناظري لإرسال جهد نبضي ثابت يبلغ 50 نبضة في الثانية، فإن المؤازر RC الرقمي قادر على إرسال ما يصل إلى 300 نبضة في الثانية!
مع هذه الإشارات النبضية السريعة، ستزداد سرعة المحرك بشكل كبير، وسيصبح عزم الدوران أكثر ثباتًا؛ مما يقلل من كمية النطاق الميت.
ونتيجة لذلك، عندما يتم استخدام المؤازرة الرقمية، فإنه يوفر استجابة أسرع وتسارعًا أسرع لمكون RC.
بالإضافة إلى ذلك، مع انخفاض نطاق التردد الميت، يوفر عزم الدوران قدرة تثبيت أفضل. عند التشغيل باستخدام سيرفو رقمي، يمكنك الشعور بالتحكم فورًا.
دعني أقدم لك سيناريو حالة. لنفترض أنك تريد ربط سيرفو رقمي وتناظري بجهاز استقبال.
عندما تقوم بتدوير عجلة المؤازرة التناظرية بعيدًا عن المركز، ستلاحظ أنها تستجيب وتقاوم بعد فترة من الوقت - التأخير ملحوظ.
ومع ذلك، عندما تقوم بتدوير عجلة المؤازرة الرقمية خارج المركز، فسوف تشعر أن العجلة والعمود يستجيبان ويحافظان على الموضع الذي قمت بتعيينه بسرعة وسلاسة كبيرة.
شرح محركات التحكم عن بعد التناظرية
محرك المؤازرة RC التناظري هو النوع القياسي من المؤازرة.
يقوم بتنظيم سرعة المحرك عن طريق إرسال نبضات تشغيل وإيقاف ببساطة.
عادةً، يتراوح جهد النبضة بين 4.8 و6.0 فولت، ويبقى ثابتًا عند هذا الحد. يستقبل الجهاز التناظري 50 نبضة في الثانية، وعندما يكون في وضع السكون، لا يُرسَل إليه أي جهد.
كلما طالت مدة إرسال نبضة "التشغيل" إلى السيرفو، زادت سرعة دوران المحرك وزاد عزم الدوران الناتج. من أهم عيوب السيرفو التناظري تأخر استجابته للأوامر الصغيرة.
لا يُمكّن هذا المحرك من الدوران بالسرعة الكافية. كما يُنتج عزم دوران بطيئًا. تُسمى هذه الحالة "النطاق الميت".
وقت النشر: 1 يونيو 2022