۲۰ بلوک کاربردی و ساده برای کنترل حرکت (قسمت اول)

5 (100%) 1 vote

بلوک ۱: کنترل DC ساده

ساده ترین روش کنترل یک موتور DC ( یا هر نوع بار دیگر ) اضافه نمودن یک کلید SPST به صورت سری در مدار است.

هنگامی که کلید باز است، جریانی وجود ندارد و موتور خاموش است.

هنگامی که کلید بسته می شود، جریان از موتور عبور می کند و موتور روشن می شود.

توجه داشته باشید که کلید را می توان به صورت سری در خط مثبت یا در خط منفی قرار داد.


بلوک ۲: معکوس نمودن جهت

جحت چرخش محور یک موتور DC به جهت جریان عبوری از آن بستگی دارد.

همانگونه که در شکل زیر میبینید، جحت جریان را میتوان با استفاده از یک کلید DPDT معکوس نمود.

منبع تغذیه نشان داده شده در این شکل یک باتری است، ولی میتوان از هر منبع ولتاژ DC استفاده نمود.


بلوک ۳: کنترل از دو مسیر

مدار ساده نشان داده شده در شکل بالا برای کاربرد های روباتیک و مکاترونیک بسیار جالب است.

با این بلوک، می توان یک موتور را از دو نقطه یا سنسور متفاوت کنترل کرد.

هر کدام از کلید ها ( رله ها یا سنسور ها ) می توانند به طور مستقل موتور را روشن یا خاموش کنند.

این مدار همان مداری است که در ساختمان ها برای کنترل یک چراغ توسط دو کلید استفاده می شود.

همانگونه که در شکل زیر پیشنهاد شده است، برای استفاده در این مورد ( کنترل موتور ) کلید های دو حالته خواصی باید استفاده شود.

در یک روبات متحرک، یک سنسور را می توان در قسمت جلو و دیگری را در قسمت عقب قرار داد.

از این کلید ها می توان برای تشخیص موانع و ارسال اطلاعات به بلوک تصمیم گیری استفاده نمود.


بلوک ۴: کنترل دو موتور با یک کلید (I)

از این بلوک می توان برای کنترل دو موتور با یک کلید یا سنسور استفاده نمود.

هنگامی که گلید در وضعیت A باشد، موتور M1 روشن است و وقتی کلید در وضعیت B باشد، موتور M2 روشن می شود.

با ترکیب این بلوک با بلوک ۱ و ۲، می توان یک مدار کنترلی کامل برای دو موتور – متغییر جهت موتور ها، روشن و خاموش نمودن آن ها و انتخاب موتور مورد نظر – بدست آورد.

همانگونه که در شکل زیر میبینید، بلوک ۴ از یک کلید تک پل دو حالته استفاده می کند.


بلوک ۵: کنترل دو موتور با یک کلید (II)

تفاوت این مدار با بلوک ۴ در این است که برای کنترل دو موتور به جای سه سیم در بلوک ۴، فقط از یک زوج سیم در این بلوک استفده می شود.

مدار نشانداده شده در این تصویر از دیود ها استفاده می کند و با بهره گیری از دیود ها، موتور مورد نظر بر اساس جهت عبور جریان انتخاب می شود.

هنگامی که کلید S1 در وضعیت ۱ باشد، دیود D1 بایاس مستقیم می شود و موتور M1 روشن می گردد.

وقتی S1 در وضعیت ۲ باشد، دیود D2 بایاس مستقیم می شود و موتور M2 روشن می گردد.

دیود ها در کنار موتور ها قرار گرفته اند و جهت آن ها باید مطابق جهت چرخش مورد نظر برای هر موتور انتخاب شود.

دیود های ۱N4002 یا دیود های دیگر از همان سری برای موتور های با جریان حداکثر ۱A مناسب می باشند.


بلوک ۶: یکسوساز نیم موج (Half-Wave Rectifier)

برای تغذیه یک موتور DC با یک منبع AC ( به عنوان مثال از ثانویه یک ترانسفورمر ولتاژ پایین ) لازم است که مدار یکسوساز به مدار مورد نظر اضافه شود.

بلوک دیاگرام کامل یک یکسوساز نیم موچ دارای فیلتر به صورت زیر می باشد.

در این مدار دیود فقط نیمی از سیکل های ولتاژ خط  AC را هدایت می کند.

خازن موجود در پالس های ولتاژ را فیلتر می کند ( یکنواخت می کند ) و بدین ترتیب سطح ولتاژ اعمالی به موتور را تا حد امکان ثابت نگه میدارد.

در این گونه کاربرد ها، مقدار خازن به جریان کشیده شده توسط موتور بستگی دارد.

یک قانون ساده برای موتور های با ولتاژ ۳V تا ۱۵V، انتخاب مقدار ظرفیت خازن ۱۰۰۰μF به ازای هر آمپر جریان می باشد.

مثلا برای یک موتور با جریان ۵۰۰mA، از یک خازن ۵۰۰μF) 470μF) استفاده می شود.

با استفاده از این مدار می توان برای تغذیه پروژه مورد نظر، منابع تغذیه AC نظیر ترانسفورمر های کوچک را به کار برد.


بلوک ۷: مدار کنترل تمام موج (Full-Wave)

مدار نشان داده شده در بلوک ۶ فقط از نیمی از سیکل های ولتاژ AC استفاده می کند.

اگر قصد استفاده از نیم سیکل های باقی مانده را  رد قسمت های دیگر مدار ( مثلا برای کنترل یک موتور دیگر ) نداشته باشید، بهتر است که از آرایش نشان داده شده اسفاده نمایید.

مقدار خازن فیلتر به همان صورت که در بلوک ۶ توضیح داده شد، انتخاب می شود.

همچنین، همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده است، از این مدار می توان در مدارات DC نیز استفاده نمود تا جهت موتور مستقل از پلاریته منبع ولتاژ باشد.

در این شکل مداری نشان داده شده است که در آن از یک کلید برای معکوس کردن جهت منبع تغذیه استفاده شده است که این امر باعث معکوس شدن جهت موتورM1 می شود ولی بر روی موتور M2 تاثیری ندارد.

هر چند M2 نیز به همان منبع تغذیه متصل است ولی به واسطه نحوه طراحی این بلوک ، موتور M2 فقط در یک جهت می چرخد.


بلوک ۸: بلوک کنترل دو سرعته با استفاده از دیود ها

استفاده از یک دیود باعث افت ولتاژی در حدود ۰٫۷V می گردد ( مستقل از مقدار جریان گذرنده از آن ).

اگر بخواهیم به هنگام کنترل موتور های تغذیه شده با منابع ۶V تا ۱۵V افت ولتاژ بیشتری ایجاد کنیم، از بیش از یک دیود در مسیر استفاده می کنیم.

همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده است، دیود ها باید به صورت سری متصل شوند.

هر دیود باعث افت ولتاژ حدود ۰٫۷V میگردد.

این بدان معنی است که تعداد سه دیود، ولتاژ اعمالی را به اندازه ۲٫۱V کاهش می دهند.

با در نظر گرفتن یک منبع تغذیه ۶V می توان یک موتور را در یک سیستم دو سرعته با ولتاژ ۶V یا ۳٫۹V تغیه نمود.

دیود ها از نوع ۱N4002 می باشند که برای موتور های با جریان حداکثر ۱A مناسب هستند.


بلوک ۹: کنترل چند سرعته با استفاده از دیود ها

اگر چندین دیود به صورت سری با موتور قرار گیرند، ضریب کاهش سرعت را می توان به وسیله یک کلید یا سنسور های مدار انتخاب نمود.

تعداد دیود های به کار رفته در هر قسمت از مدار مقدار گام کاهشی ( Reducition Step ) سیستم را تعیین می کند.

به عنوان مثال اگر در هر گام سه دیود استفاده شود، می توان سرعت را با تغییر ولتاژ با گام های ۲V  کنترل نمود.

کلید به کار رفته یک کلید یک پل n حالته است که در آن تعداد سرعت هایی ( موقعیت های کلید ) است که می خواهیم کنترل کنیم.

توجه داشته باشید که در موقعیت اول، موتور با حداکثر سرعت کار می کند، چراکه هیچ دیودی در مسیر عملکر مدار قرار ندارد.


بلوک ۱۰: مدار کنترل دو سرعته با تغییر ولتاژ منبع

مدار نشان داده شده برای کنترل سرعت یا توان موتور در یک پروژه رباتیک یا مکاترونیک از منبع ولتاژ استفاده می نماید.

همانگونه که در شکل مشاهده می شود، منبع تغذیه به کار رفته از نوع منبع تغذیه با ولتاژ دو گانه می باشد.

با انتخاب ولتاژ اعمالی، کنترل سرعت یا گشتاور موتور امکان پذیر می شود.

به عنوان مثال، می توان یک موتور ۱۲V را با استفاده از یک منبع ۹V و ۳V تغزیه نمود.

هنگامی که کلید در موقعیت ۱A باشد، ۱۲V به موتور اعمال می شود و در موقعیت B، ولتاژ ۹V به موتور اعمال می گردد.

در صورتی که از چندین باتری و یک کلید تک پل چند حالته استفاده شود، می توان ولتاژ اعمالی را با گام های ۱٫۵V کنترل نمود.


 

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *