درس إحترافي عدد 8: المحرّك الكهربائي (المستمر و الإهتزازي)

تختلف المحرّكات حسب النوع و الحجم و الطاقة و الوظيفة….

محرّك بالتيّار المستمر Moteur à courant contunue

قد نحتاج في مشاريعنا مثل لعب أطفال (السيّارة ,شاحنة…) إلى محرك كهربائي يشتغل بالمصدر تغذية منخفض و مستمر

تحتوي هذه المحرّكات إلى قطبين(قطب يوصل بالموجب و قطب يوصل بالسالب). كلّم غيّرنا تركيب القطبين يتغيّر إتجاه الدوار ن المحرّك

كما يمكن تغير في سرعة المحرّك بإستعمال المقاوم المتغيّر.

و هذه الطريقة غير محبْذة لأن الطاقة المستهلك من طرف المقاوم المتغيّر تعتبر طاقة ضائعة

كما نلاحظ في التجربة الموالية و رغم المنفذ رقم 3 عيّنّاه كمنفذ رقمي مرتفع (مساوي إلى 5 فولط ) بإستعمالنا إلى جهاز الفولطمتر (يركّب بالتوازي بين طرفي المحرّك)
نجد الجهد بين طرفي المكرّك 2.78 فولط فقط) و سرعتة ضعيفة 5555 دورة في الدقيقة

كود البرمجة

void setup()
{
pinMode(3, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(3,HIGH);
}

و عندما قمنا بالقيس الشدّة الكهربائيّة لنفس الدّارة بإستعمالنا إلى جهاز الأمبيرمتر(يركّب بالتسلسل في الدّارة الكهربائيّة)
نجد القيمة 44.4mA

إنّ الشدّة القصوى للمنفذ الواحد للوحة أردوينو Uno المسموح بها هي 20mA
و إنّ الشدّة المسموح بها لجميع المنافذ 40mA
نستنتج لقد تجاوزنا الشدّة المسموح بها بالنسبة للمنفذ الواحد ويجب البحث عن طرق أخرى لتشغيل المحرّك و التحكّم فيه عبر لوحة الأردوينو


أكثر الطرق إستعمال بإنجاز دارة كهربائيّة ثانية و يكون التحكّم فيها عبر مكوّن إلكتروني مثل الترنزيستو (Transistor) و الوشيعة الكهربائيّة (Relais magnétique)

الترنسيستور (Transistor)

يختلف الترنسيستر حسب الشكل و الحجم و والظيفة
سنقوم في هذا الدرس بإستعمال Transistor nMos (MOSFET)

نقوم بإنجاز دارة كهربائيّة مستقلّة و ندرج فيها المكوّن بالتسلسل مع ربط Drain في الموجب Source في السالب.
في هذه الحالة المكوّن MOSFET يقوم بدور قاطع مفتوح
بتوفير التيّار الكهربائي في القطب Gate يقوم المكوّن MOSFET بغلق الدارة الكهربائيّة (في هذه الحالة المكوّن MOSFET يقوم بدور قاطع مغلق ) يشتغل المحرّك
سنضيف إلى الدّارة السابقة مقاومات كربونيّة للحماية

في ما يلي الدّارة الكهربائيّة بإستعمال لوحة الأردوينو

نلاخظ إنّ الشدّة الكهرابائيّة المستخرجة من لوحة الأردوينو أصبحت منعدمة بعد وضع المنفذ 3 في حالة مرتفع
يشتغل المحرّك بجهد 8.75 فولط و بسرعة الدّوران 17485دورة في الدقيقة
بالنسبة إلى البرمجة إستعملنا منفذ 13 مرتفع

void setup()
{
pinMode(3, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(3, HIGH);
}

يمكنك مشاهدة هذا التمرين على موقع TinKerCad

و بالتعديل على الكود و إستعمال المنافذ الخاصّة بـPWM يمكن تححكّم في سرعة المحرّك

void setup()
{
pinMode(3, OUTPUT);
}
void loop()
{
for (int i = 0; i <= 255; i=i+50) {

analogWrite(3,i); delay(100);
}
delay(500);
for (int i = 255; i >= 0; i=i-50) {
analogWrite(3,i);
delay(100);
}
delay(500);
}

سوف يشتغل المحرّك تدريجيّا إلى أن يصل أقصى حدّه ثم تنقص تدريجّا

يمكنك مشاهدة كيفيّة إشتغال المحرّك عبر هذا الفيديو

يمكنك مشاهدة هذا التمرين على موقع TinKerCad

ما هو PWM

إنّ بعض المنافذ فقط تستعمل تقنيّة PWM و المتمثّلة بتجزءة التيّار الكهربائي(قيمته 5 فولط) مع ترك مدّة زمنيّة (0 فولط)بيهما.
كلّما زادت المدّة الزمنيّة الفاصلة (0 فولط) إنخفض التيّار الكهربائي
وكلّما تقلّصت المدّة الزمنيّة إرتفع التيّار الكهربائي

هذا المخطّط متوفّر في الموقع الرسمي للأردوينو

عند إستعمالنا analogWrite(3,0) فإن الطاقة المتوفّرة 0% ما يعادلها 0 فولط
عند إستعمالنا analogWrite(3,64) فإن الطاقة المتوفّرة 25% ما يعادلها 1.75 فولط
عند إستعمالنا analogWrite(3,127) فإن الطاقة المتوفّرة 50% ما يعادلها 2.5 فولط
عند إستعمالنا analogWrite(3,191) فإن الطاقة المتوفّرة 75% ما يعادلها 3.75فولط
عند إستعمالنا analogWrite(3,255) فإن الطاقة المتوفّرة 100% ما يعادلها 5 فولط

المحرّك الإهتزازي (Moteur vibrateur)

وظيفة المحرّك الإهتزازي (Moteur vibrateur) بإنشاء إهتزازات (مثل إهتزازات الهاتف الجوّال)
وهو يستعمل مثل المحرّك المستمر.
بما إن جهده لا يتجاوز 5 فولط و بدون إستعمال مقاوم متغيّر قمنا بإستعمال PWM بدرجة 127 أي نصف

void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop()
{
analogWrite(3,127);
}

يمكنك مشاهدة التمرين على موقع Tinkercad

أي إستفسار أو تعليق حول هذا الدرس إضغط على هذا الرابط