أنظمة رفع التلفاز المؤتمتة بالمشغلات الخطية

تُستخدم آليات الرفع اليوم على نطاق واسع في الأتمتة المنزلية والصناعية على حدٍ سواء. وببناء بسيط يُتحكَّم به بضغطة زر، تستطيع المصاعد المؤتمتة إنجاز طيف واسع من المهام مثل نقل الحمولة، وتحسين المواضع، والفتح/الإغلاق المؤتمت للأبواب والنوافذ، وغير ذلك. في هذا المقال، سنناقش كيفية صنع آلية رفع والأدوات المطلوبة لذلك. كما سنسلّط الضوء على أفضل ثلاث حلول افعلها بنفسك (DIY) لدينا التي تستخدم وسائل الأتمتة المذكورة.

ما هي آلية الرفع؟

هناك طرق كثيرة لتوليد الحركة الخطية، وهي جوهر أي آلية رفع. أكثر الخيارات شيوعاً يعتمد قضيباً (منزلقاً) يتحرك خطياً في اتجاه محدد. هذا البناء يشكّل جسم المشغل الخطي. عادةً ما تُستخدم آلية البرغي-الترس لإحداث الحركة الخطية في بنية المشغل الخطي؛ إذ يدور البرغي الذكري مع عقارب الساعة أو عكسها، وتؤدي هذه الدوران إلى حركة خطية لمنزلق متصل بالبرغي الأنثوي على طول البرغي الذكري. أما المحركات المستخدمة في المشغلات الخطية فهي غالباً أجهزة تعمل بالتيار المستمر (DC)، مع وجود محركات هوائية وهيدروليكية أيضاً.

لتغيير اتجاه حركة منزلق المشغل الخطي، أي لجعل الآلية تتحرك إلى الأسفل بدلاً من الأعلى، يجب تغيير اتجاه حركة المحرك. وإذا تحدثنا عن محرك يعمل بالتيار المستمر، فيلزم تغيير قطبية التغذية عبر تبديل سلكي طاقة المحرك. أبسط حل لهذه المهمة هو استخدام مفتاح خاص لتكوين القطبية. ولإيقاف القضيب عند النهايات، يكون المشغل مزوداً بمفاتيح حدّية مدمجة تعمل عند وصول البرغي إلى الموضع الأقصى داخل جسم المشغل. في آلية الرفع يعني ذلك إيقاف الحركة وتثبيت الآلية في موضع معين. تكون هذه المفاتيح الدقيقة مزودة بمؤشرات خاصة، يُثبت أحدها عند الموضع الأقصى والآخر عند الطرف المقابل.

تساعد هذه المؤشرات على فصل طاقة المحرك عندما يلمس البرغي النقاط القصوى. كما تستخدم المشغلات عناصر مثل علبة تروس مخفِّضة (مخفض) لتحقيق سرعة كافية للعزم الدوراني. يمكن لهذا العنصر تغيير سرعة الدوران في القضيب، ما يؤثر في نهاية المطاف على السرعة النهائية للحركة الخطية. كما يؤثر أيضاً على القوة التي يتحرك بها القضيب؛ فكلما كان معامل تخفيض علبة التروس أكبر زادت القوة وقلت السرعة. ومع ذلك، حتى إن كانت بنية محركك بدائية ولا تستخدم مخفضاً، تبقى سرعة القضيب معتمدة على القوة المبذولة لتحريكه: كلما زادت السرعة قلت القوة والعكس صحيح.

أنواع المشغلات الخطية

كما ذكرنا، أسهل طريقة لبناء آلية رفع هي وضع مشغل خطي في جوهرها. يمكن تقسيم المحركات الخطية إلى كهربائية وهوائية.

 

تحوّل المشغلات الخطية الكهربائية التيار الكهربائي العادي إلى حركة تُعرَّف بقوانين الميكانيكا. فهي تستخدم محركات كهربائية دوّارة لتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية تقدمية. وهكذا يحرك عنصرٌ دوّارٌ قضيباً بمساعدة محوِّل ميكانيكي مثل مجموعة البرغي الكروي أو البرغي الدّوّار. كما يتيح ذلك حركة مستقيمة سلسة. وتتميّز المشغلات الخطية الهوائية بوجود دافع داخل أسطوانة مجوفة يُفعَّل بواسطة ضغط يولده ضاغط أو مضخة خارجية. ومع زيادة الضغط يتحرك الدافع باتجاه الطرفين. ولإرجاع الدافع إلى الوضع الابتدائي، يُحقن نبض أو غاز مضغوط من الجهة الأخرى للدافع. وتعمل آلية الرفع الهيدروليكية القائمة على محرك خطي هيدروليكي بصورة مشابهة لمخطط المشغل الهوائي، لكنها تستخدم سائلاً يُضخ خارجياً.

يجدر بالذكر أن أكثر أنواع المشغلات شيوعاً هو الكهربائي؛ فهي نادراً ما تتعرض للأعطال ويمكن وضعها ضمن عامل شكل مدمج للغاية. علاوة على ذلك، يُعد هذا النوع الأكثر كفاءة من حيث سرعة الحركة والدقة وقوة الدفع/السحب.

كيفية إنشاء آلية رفع

لتنفيذ البناء بمفردك، ستحتاج إلى أمرين: أولاً، اختيار مشغل خطي مناسب، وثانياً مفتاح للتحكم به. ستعتمد الأجزاء الأخرى، مثل مكونات التثبيت لآلية الرفع، مباشرة على الخصائص البنائية للجهاز أو العتاد الذي يستخدم المشغل الخطي.

يُعد اختيار المشغل الخطي الصحيح مهمة أساسية. فهذه الأجهزة هي محركات مدمجة واقتصادية تتكوّن من مسار توجيه وبرغي من نوع المسنن الدّودي (worm gear). يحتاج المنزلق عادةً إلى قدرة 12 فولت أو 24 فولت للحركة، مع وجود نماذج بمواصفات تقنية مختلفة. تكفي هذه القدرة لتحريك جسمٍ موصول بالعنصر المنزلق صعوداً وهبوطاً وفق مسار التوجيه. تتوفر هذه المشغلات بمجموعة واسعة من الخصائص مثل سعة الحمل، وطول مسارات التوجيه، والقدرة. يعني ذلك أنك تستطيع اختيار الخيار الملائم وفق السرعة المطلوبة للحركة أو حسب الوزن المراد رفعه.

من المهم اختيار نموذج يستطيع تحمّل وزناً يزيد بنحو مرة ونصف عن أقصى وزن مُخطط حمله. كما يجب أن تكون مسافة الحركة أطول بما يقارب 1 in من المطلوب. وأخيراً، ضع سرعة الحركة بالحسبان؛ ففي بعض الحالات تتحرك الأجهزة بشكل حاد، خصوصاً مع المعدات عالية الدقة. وبالنسبة لاختيار المفتاح، يُستخدم عادة مفتاح تبديل مزدوج القطب مزدوج الرمي (DPDT) يسمح بتغيير الاتجاه وإيقاف الحركة بدفعة على الذراع. ولتيسير بناء آلية الرفع لديك بشكل كامل، نوصي بشدة بالنظر في أجهزة التحكم عن بُعد، فهي تغنيك عن الحاجة إلى تمديد كابلات زائدة.

 

تطبيقات آليات الرفع

مجالات التطبيق هنا واسعة ومتنوعة جداً. يمكن استخدام آليات الرفع المعتمدة على المشغلات الخطية بشكل عام، بدءاً من ضبط موضع التلفاز ورفع منحدرات الكراسي المتحركة وصولاً إلى أتمتة المعدات الصناعية. هناك العديد من التطبيقات المنزلية أيضاً، مثل رافع المقص أو رافع الطاولات. سيلقي هذا المقال نظرة على استخدام رافع التلفاز.

بناء نظام رافع تلفاز

ستحتاج إلى 1 أو 2 مشغل، ونوابض غازية، وحاملات تثبيت، وقضبان توجيه، ومواد خشبية. ويمكن إعداد النظام باستخدام طاقة متناوبة AC أو مستمرة DC. إذا استُخدمت طاقة AC فستحتاج إلى PA-30 مع محول طاقة AC أو صندوق تحكم PA-20. يتيح لك ذلك التحكم بالنظام عبر جهاز تحكم لاسلكي أو سلكي. أما إذا استُخدمت طاقة DC فستحتاج إلى مزود طاقة 12 فولت ومفتاح متأرجح للتحكم بالنظام.

يمكن بناء نوعين مختلفين من أنظمة رافع التلفاز المُدارة بمحرك. بإمكان أحد النظامين إنزال التلفاز من السقف، بينما يرفع الآخر التلفاز من داخل خزانة أو قطعة أثاث مشابهة. إن بناء نظام رافع تلفاز يعدّ خياراً أقل تكلفة من شراء نظام مُركّب بالكامل.

المنتجات المطلوبة

• 1 أو 2 مشغل خطي، بحسب حجم التلفاز.
• 2 × حاملة تثبيت (BRK-14)، اثنتان لكل مشغل.
• PA-30 أو PA-20 صندوق تحكم إذا كانت طاقة AC مطلوبة.

يوضح الفيديو أدناه كيفية عمل مثل هذا النظام.

الخلاصة

كما ترى، ليس من الصعب جداً بناء آلية رفع للاستخدام المنزلي. يمكنك اختيار الخيار الأنسب لحالتك مباشرةً من متجرنا الإلكتروني. نقرن جميع نماذجنا بضمان لمدة 18 شهراً ونكوّنها وفق متطلباتك واحتياجاتك الفردية. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك الاختيار من آليات رفع جاهزة للطاولات والتلفزيونات وغيرها.