سایت دانلود

یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
فیزیک

پروژه رشته فیزیک درباره علم رباتیک – قسمت دوم

ساختار موتور پله ای
موجود در داخل موتور پله ای می شود البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتو ر مطابق میل شما نخواهد چرخید یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش 7درجه باشد این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند 7 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند خو اهد چرخید این 7 درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود با این تعریف متوجه شدید که یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است.،100تا 200 پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور خواهد داشت.شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند در واقع منظور حرکت خیلی ریز ودقیق است. وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنید

نحوه کنترل
این موتور به صورت 1 بیتی یا دو بیتی حرکت می کند در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند ودر حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریا فت می کنند اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شو د موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد. بیایید نحو ه کنترل موتور پله ای را در دو حالت یک بیتی یا دو بیتی بررسی کنیم

نحوه کنترل 1 بیتی
در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم .سیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند جهت حرکت موتور پله ای در سمت حرکت عقربه های ساعت بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شو د اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.

نحوه کنترل 2 بیتی
در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ بار دار می شو ند مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2و3 سپس 3و4 ودر نهایت 4و 1 برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا موقعییکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند

حرکت در جهت عقربه های ساعت (تحریک 2 بیتی) حرکت در جهت خلاف عقربه های ساعت (تحریک 2 بیتی)
کلید فهمیدن اینکه موتورهای الکتریکی چگونه کار می کنند فهمیدن نحوه عملکرد آهن ربای الکتریکی است آهن ربای الکتریکی مبنای کار موتورهای الکتریکی است.
اگر سیمی حدود 10 سانتی متر بردارید و به دور میخی بپیچید و دو سر آنرا به دو سر یک باطری وصل کنید زمانیکه جریان از سیم عبور می کند یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم ایجاد می شود و آن میخ تبدیل به آهنربا می شود این میدان تا زمانییکه جریان از سیم عبور میکند وجود دارد یعنی تا زمانییکه دو سر سیم به باطری متصل باشد و زمانییکه این اتصال قطع شود این میدان نیز از بین می رود آن سر میخ که به قطب مثبت باطری وصل شده S وسر دیگر را که به قطب منفی باطری وصل شده N می نامییم حال اگر یک آهن ربای نعلی شکل بردارید و این میخ را به صورت معلق در وسط این آهن ربا قرار دهید به طورییکه میخ کاملا افقی قرار گیرد در صورتیکه قطب N میخ در مقابل قطب N آهن ربا ی نعلی شکل قرار بگیرد
وقطب دیگر میخ نیز به همین صورت در این وضعییت میخ 180 درجه خواهد چرخد تا قطب N میخ در مقابل قطب S آهنربا و قطب S میخ در مقابل قطب N آهن ربا قراربگیرد همانطور که میدانید دو قطب متضاد همدیگر را جذب ودو قطب همسان همدیگر را دفع می کنند که حرکت میخ نیز در آهن ربای نعلی شکل به همین صورت است حرکت موتورهای الکتریکی نیز در واقع از همین قانون پیروی می کند ما هر بار که در یک موتور پله ای یک سیم پیچ را تحریک می کنیم در واقع قطبهای N , S را در داخل موتور ایجاد میکنیم و روتور نیز مثل آن میخ و با استفاده از قانون جذب ودفع قطبها به حرکت در مآید واین حرکت همان چیزی است که ما به صورت فیزیکی از موتور مشاهده می کنیم
مزایای موتور پله ای:
• ساختار ساده آن
• کم هزینه بودن آن
• قابلیت اعتماد بالای آن
• عدم نیاز به نگهداری
• عدم نیاز به فید بک برای کنترل موقعیت یا سرعت
• سازگاری با تجهیزات دیجیتال مدرن

معایب موتور پله ای:
نیاز به زمان نسبتا زیاد برای راه اندازی
• کارایی نا مناسب در سرعت های پایین،مگر آنکه از درایو MicroStep استفاده شود.
• جریان مصرفی بالا
• تلفات حرارتی زیاد در سرعت های بالا و ایجاد تداخل در کارایی موتور

انواع موتور های پله ای
اساسا سه نوع موتور پله ای وجود دارد:
• رلوکتانس متغیر VARIABLE RELUCTANCE
• آهنر بای دایمی PERMANENT MAGNET
• هیبرید HYBRID
تفاوت آنها بر حسب آنست که در ساختارشان از “آهنربای دایمی” یا “روتور آهنی با استاتور فولاد نرم لایه لایه” استفاده کرده باشند.
رلوکتانس متغیر VARIABLE RELUCTANCE
• موتور V.R. از آهنربای دایمی استفاده نمی کند.
• روتور موتور می تواند بدون محدودیت گشتاور حرکت کند.
• این نوع ساختار برای کاربرد های غیر صنعتی که نیاز به گشتاور موتور با درجه بالا ندارند مناسب است.

• موتور نشان داده شده دارای4 مجموعه استاتور پل (A,B,C) با زاویه 30 درجه میباشد.
• جریان وارد شده به پل A از طریق رشته موتور، یک جاذبه مغناطیسی ایجاد می کند که دندانه های روتور را با پل A همردیف می کند.
• نیروی استاتور پل B باعث می شود تا روتور به اندازه 30 درجه چرخش کند و همردیف با پل B شود.
• این رویه ادامه خواهد داشت تا پل C هم همردیف شود و دوباره در جهت عقربه های ساعت به پل A برگردد.
• این رویه را می توان به صورت معکوس و در جهت پاد ساعتگرد هم انجام داد.

آهنربای دایمی PERMANENT MAGNET

• به موتور P.M. که CanStack هم گفته می شود،دارای یک روتور با آهنربای دایمی است.
• این نوع موتورها برای وسایلی با سرعت پایین،گشتاور پایین و زاویه پله بالا مانند 45 یا 90 درجه مناسب است.
• ساختار ساده و هزینه کم این نوع موتور ها آنها را برای کاربرد های غیر صنغتی به یک انتخاب ایده آل تبدیل کرده است.مانند پرینتر خطی

بر خلاف بقیه موتور های پله ای روتور موتور های P.M. دندانه ندارند.و برای مغناطیس شدن در جهت راست محور قطب خود طراحی شده اند

• شکل فوق یک موتور P.M. ساده با زاویه 90 درجه که دارای 4 فاز A,B,C,D را نشان می دهد.
• جریان وارد شده به هر فاز باعث می شود که روتور مغناطیس شده و بچرخد.
• اگر چه این موتور دارای سرعت نسبتا کمی است ولی گشتاور بالایی دارد.

HYBRID هیبرید
• موتور های هیبرید از بهترین ویژگی های V.R. و P.M. تشکیل شده اند.
• آنها از پل های استاتور چند دندانه ای و یک روتور آهنربای دایمی ساخته شده اند.
• موتور هیبرید استاندارد دارای 200 دندانه است که تحت زاویه 1.8 درجه می چرخد.
• سایر موتورهای هیبرید تحت زاویه پله 0.9 و 3.6 ساخته شده اند.
• این موتورها دارای
– گشتاور استاتیک و دینامیکی بالایی هستند
– و سرعت پله بالایی دارند.
• موتورهای هیبرید به صورت گسترده در کاربردهای صنعتی مختلفی استفاده می شوند.

سنسورها
مقاومت نوریlight dependent resistor ( LDR)
مقاومت نوری المانی الکترونیکی است.، که با تابش نور به آن مقاومتش تعقییر می کند. تا قبل از تابش نور به آن جریانی از آن عبوی نخواهد کرد.در واقع در این حالت مقاومت زیادی دارد.هر چه میزان شدت نور بیشتر باشد مقدار مقاومت آن کمتر می شود.،درواقع مقدار مقاومت با تابش نور ارتباط عکس دارد. در واقع مانند.مقاومت متفییر یا همان پتانسیومتر است.در پتانسیومتر شما با پیچ کوشتی مقدار مقاومت را تنظیم می کردید.اما در اینجا شدت نور است که میزان مقاومت را تنظیم میکند.هرچه میزان شدت نور بیشتر باشد مقدار مقاومت حاصل از مقاومت نوری کمتر می شود.ودر صورت نبودن نور،مقاومت نور ی مدار باز عمل می کند .

برای استفاده از این سنسور در ربات مسیر یاب در کنار هر سنسور باید یک دیود نوری یا LED قرار گیرد بطوری که LED به زمین بتابد و انعکاس نور آن به سنسور بازتابش کند . با استفاده از مدار ساده زیر میتوانید خروجی 0 ولت برای زمین سفید و خروجی 5 ولت برای زمینه سیاه بدست آورید . البته این کار نیاز به تنظیم دارد که با استفاده از پتانسیومتر k 10 میتوانید این کار را انجام دهید . با تحریک مقاومت نوری توسط نور بازگشتی از زمین مقاومت آن کم شده و جریان مورد نیاز برای تحریک بیس ترانزیستور از آن عبور میکند و خروجی 0 ولت میشود . ( این مدار برای درک بهتر این سنسور آورده شده و پیشنهاد نمیشود)
مدار زیر را میتوانید برای قسمت سنسور ربات استفاده کنید . که از اپ امپ استفاده شده آی سی 741 یک اپ امپ میباشد شما میتوانید از آیسی324 LM نیز استفاده نمایید که شامل 4 اپ امپ می باشد

Lm324
این آی سی شامل یک اپ امپ میباشد مشخصات پایه های آن را در زیر میبینید .

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل با فرمت ورد

پاسخ دهید

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