مشغلات خطية كهربائية مزودة بإلكترونيات تغذية راجعة موضعية قادرة على تنفيذ حركات مدهشة في تطبيقات متعددة. ولكن ما هو بالضبط المشغل الخطي المزود بتغذية راجعة، وما أمثلة التطبيقات التي استُخدم فيها بأقصى إمكاناته؟ في هذه المقالة، سنتعمق في تفاصيل مشغلات التغذية الراجعة ونستعرض بعض التطبيقات النموذجية مثل نافذة مؤتمتة، ومركبة تعمل بالطاقة البشرية، ومنصة بستة محاور.
ما هي مشغلات التغذية الراجعة؟
المشغل المزود بتغذية راجعة هو نوع من المشغلات الخطية يدمج تغذية راجعة موضعية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تحتاج إلى نظام حلقة مغلقة. يتضمن النظام ذو الحلقة المغلقة قراءة إشارة الخرج للنظام باستخدام حساس وتمرير تلك الإشارة إلى وحدة تحكم. تقوم وحدة التحكم بتحديد قيمة الخطأ للإشارة وترسل إشارة تصحيحية عبر النظام. يستمر هذا التصحيح بالتغذية الراجعة حتى تصبح إشارة الخطأ ضمن نطاق مقبول.
يُستخدم المشغل الخطي المزود بتغذية راجعة من نوع مقياس الجهد لقراءة موضع المشغل (النظام) أثناء دورته. يمكن أن تكون وحدة التحكم منصة Arduino على سبيل المثال. من نماذجنا PA-04-HS الذي يستخدم تغذية راجعة بتأثير هول، وكذلك PA-14P وPA-17-POT اللذان يستخدمان مقاييس جهد تتطلب جهد دخل 5 VDC. تنتج نماذج مقياس الجهد إشارة جهد ترتفع عند تمدد المشغل وتنخفض عند ارتداده. قد يُشار إلى المشغل الخطي المزود بتغذية راجعة أيضًا باسم مشغل تأثير هول، أو مشغل بمقياس جهد، أو مشغل خطي مع تغذية راجعة من مقياس الجهد.
أسباب استخدام التغذية الراجعة
قد تتطلب العديد من التطبيقات نظام حلقة مغلقة لتصحيح الاضطرابات غير المتوقعة عند التحكم بالمشغلات ذاتيًا. كما ذُكر سابقًا، يلزم وجود جهاز لنقل المعلومات الموضعية لتحقيق نظام حلقة مغلقة. تسمح التغذية الراجعة هنا بإيصال المعلومات إلى نظام التحكم وتوفير تكرارية أعلى.
على سبيل المثال، تشغيل مشغل باستخدام مؤقتات للوصول إلى أوضاع محددة بدقة ممكن فقط إذا لم توجد اضطرابات قد تغيّر مقدار حركة المشغل بمرور الوقت. في بعض الحالات قد يزوّد بطارية 12 VDC محمولة جهدًا أقل قليلًا من البداية، ما يُقلل من سرعة المشغل بينما لا يُعدّل المؤقت توقيته لتعويض هذا الاضطراب. كما أن التغيرات المفاجئة في الحمولة ومقاومة الرياح يمكن أن تسبب اضطرابًا في سرعة حركة المشغل لا تستطيع المؤقتات المبرمجة مسبقًا أخذها في الحسبان.
التغذية الراجعة ضرورية لنقل إشارة المشغل للتحكم في موضع المشغل الخطي وتصحيح الاضطرابات. من خلال قراءة الموضع، سيتمكن نظام التحكم من تحديد ما إذا تم الوصول إلى الموضع المطلوب وسيقوم بتشغيل المشغلات طالما لزم الأمر للوصول إلى النتيجة المطلوبة. مقاييس الجهد الموجودة في PA-14P (انظر أدناه) هي أمثلة على أجهزة توفر تغذية راجعة بإخراج إشارات ضمن نطاق 0 إلى 5 VDC.
مجموعة مقياس الجهد - نماذج PA-14P (PRT-14P-50)
تطبيقات لمشغلات التغذية الراجعة
يمكن العثور على استخدامات المشغل الخطي المزود بتغذية راجعة في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل أتمتة المنازل، والنمذجة الأولية، والروبوتات.
عرض نافذة مؤتمتة
في أتمتة المنازل، يمكن الاستفادة من التغذية الراجعة الموضعية من PA-14P لضمان أن المشغل يفتح ويغلق النافذة بدقة وفق الموضع الذي يريده المستخدم. كما تضمن التغذية الراجعة الموضعية ألّا يفرط المشغل في التمدد ويكسر النوافذ إذا كان طول الشوط أطول قليلًا من المناسب. شاهد الفيديو أدناه لإعداد نافذة مؤتمتة توضيحي.
مركبة تعمل بالطاقة البشرية
أحد مشاريعنا الراعية التي استخدمت مشغلًا خطيًا مع تغذية راجعة من مقياس الجهد هو نموذج مركبة تعمل بالطاقة البشرية. من خلال إرسال معلومات الموضع إلى Arduino Uno، يتمكن المشغل من الارتداد والتمدد إلى أفضل الأوضاع اللازمة لتغيير شدّ النابض وتعظيم كفاءة نموذج المركبة.
منصة بستة محاور
استُخدم في هذا المشروع مشغل خطي عالي السرعة مع تغذية راجعة. يتيح المشغل الخطي المزود بتغذية راجعة من مقياس الجهد دقة وموثوقية وتكرارية محسّنة كما في منصة ستيوارت مثل المنصة ذات الستة محاور. يتيح هذا المشروع من قسم فيزياء الهندسة بجامعة UBC تجربة شيقة وتفاعلية لتعلم التحكم في الحركة الخطية وكذلك الفيزياء المرتبطة بالروبوتات.
شاهد البناء الكامل هنا: Instructables
الخلاصة
باختصار، يتيح المشغل الخطي المزود بتغذية راجعة للتطبيقات الحصول على دقة وموثوقية وتكرارية أعلى. تكون التغذية الراجعة مفيدة خصوصًا في التطبيقات التي تتعرض لاضطرابات غير متوقعة أو تحتاج إلى معلومات موضعية لإعادة الضبط وفقًا لذلك.
إذا كنت بحاجة إلى مساعدة إضافية أو لديك مزيد من الأسئلة حول مشغلات التغذية الراجعة، يمكنك الاتصال بنا على 1-800-676-6123 أو مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني على sales@progressiveautomations.com.