كيفية التحكم في مشغلاتنا من خلال الشبكات البديلة

عالم الحركة الخطية سريع التطور ومتغير باستمرار. وتلتزم شركة بروجريسيف أوتوميشنز بالبقاء في طليعة هذه التغيرات التكنولوجية. يتم التحكم عن بعد المشغلات أصبحت أكثر تنوعًا وديناميكية. وانطلاقًا من هذا، قرر أحد مهندسينا، جيك، إجراء تجربة لتحديد ما إذا كان... المحركات الخطية يمكن التحكم بها من شبكات بديلة، وهذا ممكن بالفعل. لذا، ستقدم هذه المقالة شرحًا تفصيليًا لكيفية تحقيق ذلك، بالإضافة إلى مثال برمجي والأدوات اللازمة لإنشاء اتصال ناجح والتحكم في المشغل (المشغلات) عبر الإنترنت.

قائمة المنتجات

• المحرك الخطي الصغير PA-14
• راسبيري باي 4
• وحدة الترحيل LC-201
• مزود الطاقة PS-20-12

 

المحرك الخطي الصغير PA-14

 

 

 

يُعدّ المحرك الخطي المصغر PA-14 أحد أكثر الطرازات شيوعًا التي تقدمها شركة Progressive Automations، وهو المثال الذي استخدمناه في هذه التجربة. يمكن استخدام أي طراز آخر من Progressive Automations بجهد 12/24/36/48 فولت تيار مستمر ومحرك تيار مستمر ذي فرش بدلاً من المحرك PA-14. لا يتطلب الكود المرفق، والموضح أدناه، أي تعديلات في حال اختيار محرك مختلف، ولكن يجب مراعاة تصنيف التيار والجهد للمحرك. مزود الطاقة يجب التحقق من ذلك قبل المتابعة.

الجديد والمحسّن مشغل صغير PA-01 (ترقية PA-14) هي الطراز الحالي الذي نقدمه مع مجموعة متنوعة من المزايا الإضافية. للمقارنة، اطلع على الجداول أدناه وقم بالترقية بثقة!

	PA-01	PA-14
خيارات التحميل الديناميكي	16، 28، 56، 112، 169، 225 رطل	35، 50، 75، 110، 150 رطل
أعلى حمولة	225 lb	150 lb
أسرع سرعة	3.54 "/sec	2.00"/sec
الحماية من دخول الأجسام الغريبة	IP65	IP54
خيارات علاج السكتة الدماغية	من بوصة واحدة إلى 40 بوصة	من بوصة واحدة إلى 40 بوصة
التغذية الراجعة لتأثير هول	خياري	لا

محرك خطي لجهاز راسبيري باي

ستوضح تفاصيل التجربة كيفية التحكم في محرك خطي باستخدام Raspberry Pi. يُستخدم Raspberry Pi 4 لتشغيل برنامج الخادم واستقبال أوامر التحكم في المحرك. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام جهاز كمبيوتر مكتبي ولوحة Arduino. في هذه الحالة، سيحتاج جهاز الكمبيوتر إلى استقبال الأوامر وإرسالها إلى لوحة Arduino عبر منفذ تسلسلي.

جهاز راسبيري باي عبارة عن حاسوب لوحي صغير، بحجم بطاقة الائتمان تقريبًا. طُوّر هذا الحاسوب الصغير في المملكة المتحدة لاستخدامه في تدريس أساسيات الحاسوب.

 

مبدأ تشغيل راسبيري باي

يتمتع جهاز Raspberry Pi بجميع خصائص الحاسوب الحقيقي، بما في ذلك معالج مخصص، وذاكرة، وبرنامج تشغيل رسومات لإخراج HDMI. كما أنه يعمل بنظام تشغيل Linux بنسخة خاصة. وهذا يُسهّل تثبيت معظم برامج Linux. قم بتوصيل المحركات الخطية بـ راسبيري باي. يتيح هذا استخدام راسبيري باي للمحركات، كخادم وسائط متكامل، أو كمحاكي لألعاب الفيديو.

لا يحتوي جهاز Raspberry Pi على وحدة تخزين بيانات داخلية، ولكن يمكن استخدام بطاقة ذكية كذاكرة فلاش تخدم النظام بأكمله. يتيح ذلك تنزيل إصدارات مختلفة من نظام التشغيل أو تحديثات البرامج بسرعة لأغراض تصحيح الأخطاء. وبما أن هذا الجهاز يوفر اتصالاً مستقلاً عبر الشبكة، فيمكن تهيئته أيضاً للوصول عبر SSH أو نقل الملفات عبر FTP.

 

تعليمات التجربة

يوضح ما يلي الخطوات الدقيقة التي اتخذها جيك عند اختبار هذا الإعداد، بدءًا من الإعداد الأولي وحتى جهاز التحكم عن بعد اللاسلكي للمشغل الخطي.

بما أن لوحة Raspberry Pi يمكن تعيين عنوان IP لها وتحتوي على دبابيس GPIO، إلى جانب وظائفها المذكورة أعلاه، فإنها تعمل كأفضل جهاز لمثل هذه التجربة.

إعداد جهاز Raspberry Pi باستخدام محرك خطي

1. تأكد من تثبيت نظام التشغيل Raspbian على جهاز Raspberry Pi الخاص بك. انقر هنا للحصول على تعليمات خطوة بخطوة حول كيفية تثبيت نظام التشغيل هذا على جهاز Raspberry Pi الخاص بك.
2. قم بتوصيل لوح التزلج الخاص بك بشبكة الواي فاي. انقر هنا للحصول على هذه التعليمات.
3. قم بتعيين عنوان IP ثابت لجهاز Raspberry Pi الخاص بك. انقر هنا للحصول على تفاصيل حول كيفية القيام بذلك.
4. أنشئ ملفًا جديدًا بامتداد .py على جهاز Raspberry Pi الخاص بك، وانسخ الكود التالي إليه. عند تشغيل هذا الكود، سيصبح جهاز Pi الخاص بك خادمًا يستمع إلى أوامرك على المنفذ "6166 inch.

 

 import socket import sys # إنشاء مقبس TCP/IP sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # ربط المقبس بالمنفذ server_address = ('', 6166) print ('بدء التشغيل على المنفذ ', server_address) sock.bind(server_address) # الاستماع للاتصالات الواردة sock.listen(True) GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(18, GPIO.OUT) GPIO.setup(27, GPIO.OUT) while (True): # انتظار اتصال print ('انتظار اتصال') connection, client_address = sock.accept() print ('اتصال من', client_address) # استقبال البيانات على دفعات صغيرة وإعادة إرسالها data = connection.recv(16) print ("تم الاستلام:", data) # إخراج إشارة على GPIO بناءً على الأمر المستلم if إذا كانت البيانات تساوي b"ext": GPIO.output(18, GPIO.HIGH) إذا كانت البيانات تساوي b"ret": GPIO.output(27, GPIO.HIGH) إذا كانت البيانات تساوي b"close connection": break # إغلاق الاتصال connection.close() 

الأسلاك

للحصول على تعليمات واضحة حول توصيل الأسلاك لهذا المشروع، يتوفر مخطط توضيحي على الرابط التالي: مرحل رقمي رباعي القنوات + توصيل أردوينو لمحرك خطي.

 

إعداد جهاز التوجيه

بعد توصيل جهاز Raspberry Pi بشبكة Wi-Fi الخاصة بك وتعيين عنوان IP ثابت له كما قمتَ بتكوينه في الخطوة السابقة، يمكنك البدء في إعداد توجيه المنافذ وتصفية عناوين IP في جهاز التوجيه (الراوتر). يُمكّنك توجيه المنافذ من إعداد جهاز التوجيه لنقل البيانات الواردة إلى منفذ مُحدد على جهاز مُعين في شبكتك المحلية (LAN). لنفترض أن خادم Raspberry Pi الخاص بك لديه عنوان IP ثابت 192.168.1.69 ويستمع للأوامر على المنفذ 6166. ستحتاج إلى إعداد جهاز التوجيه لنقل البيانات الواردة على المنفذ 6166 إلى جهاز يحمل عنوان IP 192.168.1.69.

تعليمات:

ملاحظة: قد تختلف واجهة جهاز التوجيه الخاص بك عن هذا المثال. في هذه الحالة، يرجى الاطلاع على التعليمات الخاصة بكيفية تنفيذ هذه الخطوة لطراز جهاز التوجيه الخاص بك.

1. أدخل عنوان IP الخاص بجهاز التوجيه الخاص بك وقم بتسجيل الدخول للوصول إلى واجهة جهاز التوجيه الخاص بك.

    

   
2. ابحث عن إعادة توجيه المنافذ خيار.

    

   

 

1. أدخل عنوان IP الثابت لخادم Raspberry Pi الخاص بك ونطاق المنافذ العامة. تأكد من أن المنفذ 6166 يقع ضمن هذا النطاق.

    

   

ننصحك بإعداد تصفية عناوين IP في هذه المرحلة لأغراض أمنية. تتيح لك تصفية عناوين IP تحديد عناوين IP للأجهزة المسموح لها بالوصول إلى جهاز Raspberry Pi الخاص بك وإرسال الأوامر إليه عبر الإنترنت. ابحث عن إعدادات تصفية العناوين الواردة، ثم حدد عناوين IP للأجهزة المسموح لها بالوصول إلى المشغل (المشغلات) في هذا الإعداد.

إعداد العميل

1. لتشغيل برنامج العميل على جهازك، قم بتثبيت Python 3.8 من موقعهم الإلكتروني. الموقع الرسمي.
2. قد ترغب أيضًا في تثبيت باي تشارم وهو بيئة تطوير متكاملة سهلة الاستخدام.
3. انسخ الكود التالي:

import socket
import sys # Create a TCP/IP socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # Connect the socket to the port where the server is listening
server_address = ('Enter IP address of router in your pi’s LAN', 6166)
print ('connecting to %s port', server_address)
sock.connect(server_address) try: # Send data message = b'ret' print ('sending "%s"',message) sock.sendall(message) # Look for the response amount_received = 0 amount_expected = len(message) while amount_received < amount_expected: data = sock.recv(16) amount_received += len(data) print ('received: ', data) finally: print ('closing socket') sock.close()

 

مقارنة بين راسبيري باي وأردوينو

كما ذكرنا في بداية المقال، يُمكن استخدام لوحة أردوينو بدلاً من راسبيري باي. بدايةً، من المهم معرفة ماهية لوحات أردوينو. هذه المتحكمات الدقيقة تُنفّذ أكوادًا تُفسّرها البرامج الثابتة. وهي ليست حواسيب متكاملة، وبالتالي لا تحتوي على نظام تشغيل خاص بها. قد لا تتوفر الأدوات الأساسية التي يُوفّرها نظام التشغيل، لكنها تُسهّل تنفيذ الأكواد البسيطة مباشرةً.

لا توجد أي تكاليف مرتبطة بنظام التشغيل هذا. يتمثل الغرض الرئيسي من لوحة أردوينو في التفاعل مع أجهزة الاستشعار والأجهزة الأخرى، مما يجعلها مثالية لمشاريع الأجهزة التي تهدف إلى الاستجابة لإشارات الاستشعار المختلفة والمدخلات اليدوية. كما أنها مناسبة تمامًا للتحكم في الأجهزة والمحركات الأخرى، حيث لا يتطلب الأمر نظام تشغيل متكامل.

يعتمد الاختيار بين Raspberry Pi و Arduino بشكل كبير على المشروع المطلوب.

سيكون من الأفضل اختيار أردوينو إذا كانت المهمة الرئيسية هي قراءة البيانات من أجهزة الاستشعار أو تغيير القيم في المحرك والأجهزة الأخرى. مع الأخذ في الاعتبار متطلبات مصدر طاقة أردوينو و سهولة صيانة هذا النظام، يمكن تشغيل الجهاز دون إيقاف تشغيله مع عدم وجود أي تداخل تقريبًا في تشغيله.

من ناحية أخرى، يُعدّ جهاز Raspberry Pi أكثر عمليةً عند إنجاز المهام التي تُنفّذ عادةً على جهاز كمبيوتر شخصي. يُبسّط Raspberry Pi إدارة سير العمل في سيناريوهات مختلفة، مثل الحاجة إلى الاتصال بالإنترنت لقراءة البيانات أو كتابتها، أو تشغيل الوسائط، أو توصيله بشاشة خارجية.

نظرًا لأن أردوينو وراسبيري باي يؤديان مهامًا مختلفة، فإنه من المفيد في بعض الحالات استخدامهما معًا. عند توصيل هذين الجهازين، يُمكن للمستخدم الوصول إلى الإعدادات والبرمجيات عبر راسبيري باي، بينما يتحكم أردوينو في المحركات ويجمع البيانات من الحساسات. يُمكن توصيل الجهازين عبر منفذ USB أو LAN أو من خلال توصيل منافذ الإدخال/الإخراج الخاصة بأردوينو براسبيري باي.

 

الكلمة الأخيرة

في هذه المرحلة، كل شيء جاهز للتحكم بأي مشغل ضمن المعايير المذكورة من شركة Progressive Automations عبر الإنترنت! بتشغيل الكود، ستحصل على أقصى درجات الراحة في التحكم بمشغلاتك عن بُعد، أو كما نسميها "المشغلات التي يتم التحكم بها عبر الواي فاي". شكرًا لقراءتك هذه المقالة - إذا كانت لديك أي استفسارات أو إذا كنت ترغب في مشاهدة تجربة عملية قام بها أحد مهندسينا، اتصل بنا وسنسعد بالتواصل معك!