اهتزاز وطنين محرك سيرفو: الأسباب وكيفية الإصلاح

إجابة سريعة

معظم ارتجاف وطنين السيرفو يأتي من مشاكل الطاقة، وليس من السيرفو نفسه. قم بتزويد السيرفو بالطاقة من مصدر جهد 5-6 فولت منفصل بقدرة لا تقل عن 1 أمبير لكل سيرفو صغير، وشارك الأرضي مع الأردوينو، وحافظ على قصر أسلاك الإشارة. إذا استمر الارتجاف، فقد يكون السيرفو تالفًا أو أن الحمل ثقيل جدًا بالنسبة لتصنيف عزم الدوران الخاص به.

لماذا يرتجف السيرفو: الأسباب الحقيقية الثلاثة

السيرفو هو محرك حلقة مغلقة: فهو يقارن إشارة PWM بمقياس الجهد الداخلي ويحرك المحرك حتى يتطابق الاثنان. يحدث الارتجاف والطنين عندما يختل توازن تلك الحلقة. لا يوجد سوى ثلاثة أسباب عملية: طاقة غير مستقرة، أو إشارة مزعجة، أو حمل ميكانيكي زائد. الطاقة هي السبب الأكثر شيوعًا بفارق كبير. منظم الجهد 5 فولت المدمج في الأردوينو يوفر عادةً 500 مللي أمبير فقط، ويمكن للسيرفو الصغير سحب 700 مللي أمبير أو أكثر في اللحظة التي يبدأ فيها التحرك. هذا الانخفاض في الجهد يعيد ضبط المنطق الداخلي للسيرفو وينتج عنه ارتجاف سريع. مشاكل الإشارة تأتي بعد ذلك: الأسلاك الطويلة، أو ضعف التوصيل الأرضي، أو PWM من دبوس يقوم أيضًا بتشغيل LED أو جرس. الحمل الميكانيكي الزائد هو الأخير: إذا كان القرن يقاوم حملاً ثقيلاً أو وصلة مقيدة، فإن السيرفو يبحث باستمرار ويصدر طنينًا عند تيار التوقف.

ضوضاء مصدر الطاقة: الإصلاح الأكثر شيوعًا

افصل سلك طاقة السيرفو عن الأردوينو وقم بتغذيته من مصدر جهد 5-6 فولت منفصل. تعمل حزمة بطاريات 4xAA أو مصدر طاقة مخبري للاختبار. قم بتوصيل أرضي السيرفو بكل من أرضي المصدر وأرضي الأردوينو. هذا التغيير البسيط يصلح معظم حالات الارتجاف لأن منظم الأردوينو لم يعد يعاني من انخفاض الجهد. إذا كنت تستخدم بالفعل مصدر طاقة منفصلًا وما زلت تسمع طنينًا، أضف مكثفًا إلكتروليتيًا بقيمة 470 ميكروفاراد إلى 1000 ميكروفاراد عبر طرفي الطاقة والأرضي للسيرفو، بالقرب من السيرفو. يمتص المكثف زيادات التيار التي تحدث في كل مرة يبدأ فيها المحرك. لمشاريع محركات التيار المستمر حيث تحتاج أيضًا إلى التحكم في السرعة، يمكن لوحدة التحكم في سرعة محرك PWM مثل 1203BK عزل ضوضاء المحرك عن مصدر المنطق، على الرغم من أنها ليست مشغل سيرفو بحد ذاتها. حافظ على فصل أسلاك طاقة المحرك والمنطق وقم بلف زوج الطاقة لتقليل الضوضاء المشعة.

فحص الإشارة والأسلاك لطنين سيرفو الأردوينو

إذا كانت الطاقة نظيفة وما زال السيرفو يرتجف، انظر إلى مسار الإشارة. استخدم سلك توصيل قصير، أقل من 20 سم، بين دبوس الأردوينو وسلك إشارة السيرفو. تلتقط أسلاك الإشارة الطويلة الضوضاء من المحركات ومصادر الطاقة التبديلية. تجنب الدبابيس 0 و 1 على لوحة Uno إذا كنت تستخدم المنفذ التسلسلي؛ مكتبة Servo تعطل PWM على الدبابيس 9 و 10 على بعض اللوحات، لذا تحقق من وثائق لوحتك. في الكود، تأكد من أنك لا تقوم بتحديث موضع السيرفو أسرع مما يمكنه التحرك. الخطأ الشائع هو كتابة موضع جديد في كل تكرار للحلقة بقيمة تتغير قليلاً بسبب ضوضاء المستشعر. أضف نطاقًا ميتًا: استدعِ servo.write() فقط عندما يتغير الهدف بأكثر من 2 درجة. إذا كنت تستخدم مستشعرًا خارجيًا لأمر السيرفو، فقم بتصفية قراءة المستشعر. على سبيل المثال، وحدة RTC مثل DS1302 ليست مستشعرًا، ولكن إذا كان مشروعك يحرك سيرفو بناءً على الوقت، فاقرأ الوقت مرة واحدة في الثانية، وليس في كل حلقة.

الأسباب الميكانيكية: عندما يحارب السيرفو نفسه

افصل قرن السيرفو وقم بتشغيل السيرفو بدون حمل. إذا اختفى الطنين، تكون المشكلة ميكانيكية. تحقق من وجود احتكاك في الوصلة، أو قرن مضغوط بشدة على العمود المسنن، أو حمل يتجاوز عزم دوران السيرفو. السيرفو الصغير مثل SG90 لديه عزم توقف حوالي 1.8 كجم-سم عند 4.8 فولت؛ دفعه إلى ما بعد ذلك يسبب بحثًا مستمرًا وحرارة. تحقق أيضًا من تثبيت السيرفو بإحكام. التثبيت غير المحكم يسمح للسيرفو بالاهتزاز، وهو ما يقرأه مقياس الجهد الداخلي كخطأ في الموضع، مما يخلق حلقة تغذية مرتدة. إذا كان السيرفو يصدر طنينًا حتى بدون حمل ومصدر طاقة نظيف، فقد يكون مقياس الجهد الداخلي أو مجموعة التروس مهترئة. في هذه الحالة، الاستبدال هو الحل العملي.

متى تتوقف عن استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتستبدل السيرفو

إذا جربت مصدر طاقة منفصلًا، ومكثفًا، وأسلاك إشارة قصيرة، واختبار بدون حمل، وما زال السيرفو يرتجف أو يصدر طنينًا، فمن المحتمل أن السيرفو نفسه تالف. تآكل مقياس الجهد الداخلي شائع في السيرفو غير المكلف بعد الاستخدام المطول. قبل الاستبدال، تحقق من الإشارة باستخدام جهاز اختبار سيرفو أو دبوس أردوينو معروف الجودة. إذا كان سيرفو جديد يعمل في نفس الإعداد، فالمشكلة في السيرفو القديم. إذا كان السيرفو الجديد يرتجف أيضًا، فالمشكلة في مسار الطاقة أو الإشارة لديك، وليس في السيرفو. لا تستمر في تشغيل سيرفو يصدر طنينًا تحت الحمل؛ يمكن أن يؤدي تيار التوقف إلى ارتفاع حرارة المحرك وإتلاف المشغل أو مصدر الطاقة.

جدول تشخيص ارتجاف السيرفو

• طنين أو ارتجاف عند بدء تحرك السيرفو: منظم الجهد 5 فولت في الأردوينو يعاني من انخفاض الجهد بسبب تيار الاندفاع للسيرفو. قم بتزويد السيرفو بالطاقة من مصدر جهد 5-6 فولت منفصل بقدرة لا تقل عن 1 أمبير لكل سيرفو صغير، واربط الأراضي معًا. إذا توقف الارتجاف، فالحل هو مصدر طاقة مخصص للسيرفو.
• طنين مستمر منخفض المستوى بدون أمر حركة: يتلقى السيرفو إشارة مزعجة أو أنه محمل ميكانيكيًا. تحقق من أسلاك الإشارة الطويلة، أو التوصيل الأرضي المشترك، أو وصلة مقيدة. أضف نطاقًا ميتًا في الكود بحيث لا تؤدي التغييرات الصغيرة في المستشعر إلى تحديث السيرفو. إذا توقف الطنين عند فصل القرن، فالمشكلة ميكانيكية.
• ارتجاف مستمر مع مصدر طاقة نظيف وبدون حمل: من المحتمل أن مقياس الجهد الداخلي أو التروس في السيرفو مهترئة. اختبر باستخدام سيرفو معروف الجودة. إذا كان السيرفو الجديد يعمل، فاستبدل القديم. توقف عن استكشاف الأخطاء وإصلاحها واستبدل السيرفو إذا كانت الوحدة الجديدة تعمل بشكل صحيح في نفس الإعداد.

قطع غيار تساعد في طاقة وإشارة السيرفو

• وحدة تحكم في سرعة محرك PWM DC 6 فولت-28 فولت 3 أمبير 1203BK – مقياس جهد قابل للتعديل: وحدة تحكم في سرعة محرك PWM DC 6 فولت-28 فولت 3 أمبير 1203BK مع مقياس جهد قابل للتعديل، وقدرة 80 واط، وتصميم مضغوط بأبعاد 50×32×15 مم. مفيدة لمشاريع محركات التيار المستمر حيث تحتاج إلى عزل ضوضاء المحرك عن مصدر المنطق الخاص بك؛ إنها ليست مشغل سيرفو، ولكنها يمكن أن تساعدك في اختبار ما إذا كانت ضوضاء المحرك تسبب الارتجاف.
• وحدة الساعة الزمنية الحقيقية -DS1302: توفر وحدة الساعة الزمنية الحقيقية DS1302 حفظ الوقت بالثواني والدقائق والساعات واليوم والتاريخ والشهر والسنة مع بلورة مدمجة وبطارية احتياطية CR2032، وتتواصل عبر واجهة تسلسلية ذات 3 سلك. إذا كان مشروع السيرفو الخاص بك يعتمد على الوقت، فإن قراءة الوقت مرة واحدة في الثانية بدلاً من كل حلقة يقلل من تحديثات السيرفو غير الضرورية التي يمكن أن تسبب الارتجاف.