اس ٹیوٹوریل میں ہم فورس سینسر ، اردوینو یونو اور ایک سرو موٹر کا استعمال کرتے ہوئے ایک سرکٹ تیار کریں گے۔ یہ ایک سروو کنٹرول سسٹم ہوگا جہاں امدادی شافٹ پوزیشن کا تعین فورس سینسر پر موجود وزن کے ذریعہ کیا جاتا ہے۔ آگے جانے سے پہلے آئیے امدادی اور دیگر اجزاء کے بارے میں بات کریں۔
سروو موٹرز کا استعمال کیا جاتا ہے جہاں شافٹ کی درست حرکت یا پوزیشن کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ تیز رفتار درخواستوں کے لئے تجویز کردہ نہیں ہیں۔ یہ کم رفتار ، درمیانے ٹورک اور درست پوزیشن کی درخواست کے لئے تجویز کیے گئے ہیں۔ یہ موٹرز روبوٹک آرم مشینوں ، فلائٹ کنٹرول اور کنٹرول سسٹم میں استعمال ہوتی ہیں۔ امدادی موٹریں کچھ پرنٹرز اور فیکس مشینوں میں بھی استعمال ہوتی ہیں۔
امدادی موٹریں مختلف اشکال اور سائز میں دستیاب ہیں۔ ایک سرو موٹر میں بنیادی طور پر تاروں ہوں گی ، ایک مثبت وولٹیج کے لئے ہے دوسرا زمین کے لئے اور آخری پوزیشن کی ترتیب کے لئے ہے۔ سرخ تار بجلی سے منسلک ہے ، سیاہ تار زمین سے منسلک ہے اور پیلے تار سگنل سے منسلک ہے۔
ایک सर्वो موٹر ڈی سی موٹر ، پوزیشن کنٹرول سسٹم ، گیئرز کا ایک مجموعہ ہے۔ پی ڈی ڈبلیو ایم سگنل کے سگنل پن کے ڈیوٹی تناسب کی بنیاد پر ، ڈی سی موٹر کے شافٹ کی پوزیشن کو سروو میں کنٹرول الیکٹرانکس کے ذریعہ ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ محض کنٹرول الیکٹرانکس سے ڈی سی موٹر کو کنٹرول کرکے شافٹ پوزیشن کو ایڈجسٹ کریں۔ شافٹ کی پوزیشن کے بارے میں یہ ڈیٹا سگنل پن کے ذریعے بھیجا گیا ہے۔ کنٹرول میں پوزیشن کا ڈیٹا سرو موٹر کے سگنل پن کے ذریعہ پی ڈبلیو ایم سگنل کی شکل میں بھیجا جانا چاہئے۔
پی ڈبلیو ایم (پلس کی چوڑائی ماڈیولیٹڈ) سگنل کی فریکوینسی सर्वो موٹر کی قسم کی بنیاد پر مختلف ہوسکتی ہے۔ یہاں اہم بات PWM سگنل کی ڈیوٹی تناسب ہے۔ اس ڈیوٹی راشن کی بنیاد پر کنٹرول الیکٹرانکس شافٹ کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔
جیسا کہ نیچے کی شکل میں دکھایا گیا ہے ، شافٹ کو 9o گھڑی میں لے جانے کے ل R ٹرن آن RATION 1 / 18.ie ہونا ضروری ہے۔ 18 منٹ کے سگنل میں 'آف ٹائم' سے 1 ملی سیکنڈ اور 'آف ٹائم' سے 17 ملی سیکنڈ۔
شافٹ کو 12o گھڑی میں منتقل کرنے کے لئے سگنل کا اوقات وقت 1.5 ملی میٹر ہونا چاہئے اور وقت کا فاصلہ 16.5 سیکنڈ ہونا چاہئے۔
اس تناسب کو سروو میں کنٹرول سسٹم کے ذریعہ ضابطہ کشائی کی گئی ہے اور وہ اس کی بنیاد پر اس کی پوزیشن کو ایڈجسٹ کرتی ہے۔
یہاں کا یہ PWM آرڈینو UNO کے استعمال سے تیار کیا گیا ہے۔
لہذا اب ہم جانتے ہیں کہ ، ہم UNO کے ذریعہ تیار کردہ PWM سگنل کے ڈیوٹی تناسب میں فرق کرکے SERVO MOTOR شافٹ کو کنٹرول کرسکتے ہیں۔
اب بات کرتے ہیں فورس سینسر یا ویٹ سینسر کے بارے میں۔
آرڈینو یو این او کے ساتھ کسی فارورس سینسر کو انٹرفیس کرنے کے لئے ، ہم ارڈونو اونو میں 8 بٹ اے ڈی سی (ڈیجیٹل تبادلوں کے مطابق ینالاگ) خصوصیت استعمال کر رہے ہیں۔
فورس سینسر ایک ٹرانس ڈوئزر ہے جو سطح پر دباؤ ڈالنے پر اپنی مزاحمت کو تبدیل کرتا ہے۔ فورس سینسر مختلف سائز اور اشکال میں دستیاب ہے۔
ہم ایک سستا ورژن استعمال کرنے جارہے ہیں کیونکہ ہمیں یہاں زیادہ درستگی کی ضرورت نہیں ہے۔ ایف ایس آر 400 مارکیٹ میں سب سے سستا فورس سینسر میں سے ایک ہے۔ FSR400 کی تصویر نیچے والے اعداد و شمار میں دکھائی گئی ہے۔
اب یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ FSR 400 لمبائی کے ساتھ حساس ہے ، سینسر کی آنکھ کے وسط میں بھولبلییا پر طاقت یا وزن مرتب کیا جانا چاہئے ، جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔
اگر غلط اوقات پر طاقت کا اطلاق ہوتا ہے تو آلہ مستقل طور پر نقصان پہنچا سکتا ہے۔
یہ جاننے کے لئے ایک اور اہم چیز ، سینسر اعلی حد کے دھارے کو چلا سکتا ہے۔ لہذا انسٹال کرتے وقت ڈرائیونگ کرنٹ کو دھیان میں رکھیں۔ نیز سینسر کی طاقت کی ایک حد ہوتی ہے جو 10 نیوٹن ہے۔ لہذا ہم صرف 1Kg وزن کا استعمال کرسکتے ہیں۔ اگر وزن 1Kg سے زیادہ ہے تو سینسر کچھ انحرافات دکھا سکتا ہے۔ اگر اس میں 3 کلوگرام سے زیادہ اضافہ ہو۔ سینسر مستقل طور پر نقصان پہنچا سکتا ہے۔
جیسا کہ پہلے بتایا گیا ہے کہ یہ سینسر دباؤ میں ہونے والی تبدیلیوں کو سمجھنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ لہذا جب جب وزن کا استعمال فورسیس سینسر کے اوپر کیا جاتا ہے تو ، مزاحمت کو بڑی حد تک تبدیل کردیا جاتا ہے۔ FS400 سے زیادہ وزن کی مزاحمت کو نیچے گراف میں دکھایا گیا ہے۔
جیسا کہ مندرجہ بالا اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے ، سینسر کے دو رابطوں کے مابین مزاحمت وزن کے ساتھ کم ہوتی ہے یا سینسر کے دو رابطوں کے درمیان چال چلن میں اضافہ ہوتا ہے۔
خالص موصل کی مزاحمت اس کے ذریعہ دی گئی ہے:
کہاں،
p- موصل کی مزاحمت
l = موصل کی لمبائی
A = کنڈکٹر کا علاقہ۔
اب مزاحمت والے "R" والے کنڈیکٹر پر غور کریں ، اگر کنڈکٹر کے اوپری حصے پر کچھ دباؤ ڈالا جائے تو ، دباؤ کے نتیجے میں کنڈکٹر کا رقبہ کم ہوجاتا ہے اور کنڈکٹر کی لمبائی بڑھ جاتی ہے۔ لہذا فارمولہ کے ذریعہ موصل کی مزاحمت میں اضافہ ہونا چاہئے ، کیونکہ مزاحمت آر علاقے کے متناسب متناسب ہے اور لمبائی کے لئے بھی براہ راست متناسب ہے۔
لہذا اس کے ساتھ دباؤ یا وزن میں آنے والے موصل کے لئے موصل کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ لیکن مجموعی طور پر مزاحمت کے مقابلے میں یہ تبدیلی چھوٹی ہے۔ کافی تبدیلی کے ل change بہت سارے کنڈکٹر ایک ساتھ رکھے ہوئے ہیں۔
مذکورہ اعداد و شمار میں دکھائے گئے فورس سینسر کے اندر بھی یہی ہوتا ہے۔ قریب سے دیکھنے پر کوئی بھی سینسر کے اندر کئی لائنوں کو دیکھ سکتا ہے۔ ان لائنوں میں سے ہر ایک موصل کی نمائندگی کرتا ہے۔ سینسر کی حساسیت موصل تعداد میں ہے۔
لیکن اس معاملے میں مزاحمت دباؤ کے ساتھ کم ہوگی کیونکہ یہاں استعمال ہونے والا مواد خالص موصل نہیں ہے۔ یہاں پر ایف ایس آر مضبوط پالیمر موٹی فلم (پی ٹی ایف) ڈیوائسز ہیں۔ لہذا یہ خالص موصل کے مادی آلات نہیں ہیں۔ یہ کسی ایسے مادے سے بنے ہوئے ہیں ، جو سینسر کی سطح پر لگائے جانے والے طاقت میں اضافے کے ساتھ مزاحمت میں کمی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔
یہ مواد خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے جیسا کہ ایف ایس آر کے گراف میں دکھایا گیا ہے۔
مزاحمت میں یہ تبدیلی اچھ.ا فائدہ نہیں دے سکتی جب تک کہ ہم انہیں پڑھ نہ لیں۔ کنٹرولر ہاتھ میں صرف وولٹیج کے امکانات ہی پڑھ سکتا ہے اور اس سے کم نہیں ، اس کے ل we ہم وولٹیج ڈیوائڈر سرکٹ کا استعمال کرنے جارہے ہیں ، اس کے ساتھ ہی ہم مزاحمتی تبدیلی کو وولٹیج کی تبدیلی کے طور پر حاصل کرسکتے ہیں۔
وولٹیج ڈویائڈر ایک مزاحم سرکٹ ہے اور اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔ اس مزاحمتی نیٹ ورک میں ہمارے پاس ایک مستقل مزاحمت اور دوسری متغیر مزاحمت ہے۔ جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے ، یہاں R1 ایک مستقل مزاحمت ہے اور R2 فورس سینسر ہے جو مزاحمت کے طور پر کام کرتا ہے۔
شاخ کا وسط نقطہ پیمائش پر لیا جاتا ہے۔ R2 تبدیلی کے ساتھ ، ہمارے پاس Vout میں تبدیلی آچکی ہے۔ تو اس کے ساتھ ہمارے پاس وولٹیج ہے جو وزن کے ساتھ بدلتا ہے۔
اب یہاں نوٹ کرنے والی اہم بات یہ ہے کہ ، کنٹرولر کی جانب سے ADC کے تبادلوں کے لئے لیا گیا ان پٹ 50µAmp تک کم ہے۔ مزاحمت پر مبنی وولٹیج ڈویائڈر کا یہ بوجھ اثر اہم ہے کیونکہ وولٹیج ڈویائڈر کے وؤٹ سے نکالا جانے والا موجودہ غلطی کی فیصد میں اضافہ کرتا ہے ، اب ہمیں لوڈنگ اثر کے بارے میں فکر کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔
اب جب فورس سینسر پر طاقت کا اطلاق ہوتا ہے تو ، ڈویائڈر اینڈ میں وولٹیج اس پن کو UNO کے ADC چینل سے منسلک کے طور پر تبدیل کردیتی ہے ، جب بھی سینسر میں تبدیلی آئے گی ، ہمیں UNO کے ADC سے ایک مختلف ڈیجیٹل ویلیو ملے گی۔
یہ ADC ڈیجیٹل ویلیو PWM سگنل کے ڈیوٹی تناسب سے مماثل ہے ، لہذا ہمارے پاس سینسر پر لگائی جانے والی طاقت کے سلسلے میں SERVO پوزیشن کنٹرول ہے۔
اجزاء
ہارڈ ویئر: UNO ، بجلی کی فراہمی (5v) ، 1000uF کاپاکیسیٹر ، 100nF کاپاکیسیٹر (3 ٹکڑے) ، 100KΩ ریزٹر ، سرو موٹر (SG 90) ، 220Ω ریزٹر ، FSR400 فورس سینسر۔
سافٹ ویئر: اتمیل اسٹوڈیو 6.2 یا اورڈینو رات کو۔
سرکٹ ڈایاگرام اور ورکنگ وضاحت
فورس سینسر کی طرف سے امدادی موٹر کنٹرول کے لئے سرکٹ ڈایاگرام شخصیت ذیل میں دکھایا گیا ہے.
سینسر کے پار وولٹیج پوری طرح لکیری نہیں ہے۔ یہ شور مچائے گا۔ شور کو چھاننے کے ل a ، ہر ایک ریزسٹر میں ایک کپیسیٹر رکھے جاتے ہیں جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔
یہاں ہم تقسیم کنندگان کے ذریعہ فراہم کردہ وولٹیج لینے جا رہے ہیں (وولٹیج جو وزن کو خطوط سے ظاہر کرتا ہے) اور اسے اردوینو یونو کے اے ڈی سی چینل میں کھلا دیں۔ تبادلوں کے بعد ہم وہ ڈیجیٹل ویلیو (وزن کی نمائندگی کرتے ہوئے) لینے جا رہے ہیں اور اسے پی ڈبلیو ایم ویلیو سے منسلک کریں گے اور یہ PWM سگنل SERVO موٹر کو فراہم کریں گے۔
لہذا وزن کے ساتھ ہمارے پاس پی ڈبلیو ایم ویلیو ہے جو ڈیجیٹل ویلیو کے لحاظ سے اپنے ڈیوٹی تناسب کو تبدیل کرتی ہے۔ ڈیجیٹل ویلیو PWM کے ڈیوٹی تناسب سے زیادہ ہے۔ لہذا اعلی ڈیوٹی تناسب پی ڈبلیو ایم سگنل کے ساتھ ، تعارف میں فراہم کردہ اعداد و شمار کے مطابق سروو شافٹ کو دائیں یا بہت بائیں طرف جانا چاہئے۔
اگر وزن کم ہے تو ، ہمارے پاس PWM ڈیوٹی کا تناسب کم ہوگا اور تعارف کے اعدادوشمار کے مطابق امدادی حد تک دائیں تک پہنچنا چاہئے۔
اس کے ساتھ ہمارے پاس وزن یا طاقت کے ذریعہ ایک سرو پوزیشن کنٹرول ہے۔
ایسا ہونے کے ل we ہمیں پروگرام میں کچھ ہدایات مرتب کرنے کی ضرورت ہے اور ہم ذیل میں ان کے بارے میں بات کریں گے۔
آرڈینو کے پاس اے ڈی سی کے چھ چینل ہیں ، جیسا کہ اعداد و شمار کے مطابق ہیں۔ ان میں سے کسی ایک میں یا ان سب کو ینالاگ وولٹیج کے ان پٹ کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ یو این او اے ڈی سی 10 بٹ ریزولوشن کی حامل ہے (لہذا (0- (2 ^ 10) 1023) سے عدد) (5/1024 = 4.9mV) فی یونٹ
یہاں ہم UNO کا A0 استعمال کرنے جارہے ہیں۔ ہمیں کچھ چیزیں جاننے کی ضرورت ہے۔
|
سب سے پہلے ارڈوینو یونو اے ڈی سی چینلز میں 5V کی ڈیفالٹ حوالہ قیمت ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ ہم کسی بھی ان پٹ چینل پر اے ڈی سی تبادلوں کے ل 5 زیادہ سے زیادہ ان پٹ وولٹیج 5V دے سکتے ہیں۔ چونکہ کچھ سینسر 5-2 ریفرنس کے ساتھ 0-2.5V سے وولٹیج فراہم کرتے ہیں ، اس سے ہمیں کم درستگی مل جاتی ہے ، لہذا ہمارے پاس ایک ہدایت ہے جو ہمیں اس حوالہ کی قیمت کو تبدیل کرنے کے قابل بنائے۔ تو ہمارے پاس موجود حوالہ قیمت کو تبدیل کرنے کے ل (("اینالاگ ریفرنس ()؛") ابھی کے لئے ہم اسے چھوڑ دیتے ہیں۔
بطور ڈیفالٹ ہمیں زیادہ سے زیادہ بورڈ اے ڈی سی ریزولوشن ملتا ہے جو 10 بٹس ہے ، اس ریزولوشن کو انسٹرکشن ("اینالاگ ریڈ ریزولوشن (بٹس)؛") استعمال کرکے تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ قرارداد میں یہ تبدیلی کچھ معاملات میں کام آ سکتی ہے۔ ابھی کے طور پر ہم اسے چھوڑتے ہیں۔
اب اگر مذکورہ بالا شرائط ڈیفالٹ پر سیٹ کردی گئی ہیں ، تو ہم چینل '0' کے ADC سے براہ راست فنکشن کو "اینالاگ ریڈ (پن)؛" پڑھ سکتے ہیں ، یہاں "پن" پن کی نمائندگی کرتا ہے جہاں ہم ینالاگ سگنل کو مربوط کرتے ہیں ، اس معاملے میں یہ "A0" ہوگا۔ اے ڈی سی سے ملنے والی قدر کو ایک انٹریجر میں لیا جاسکتا ہے۔ "، اس ہدایت کے ذریعہ ADC عددی اعدادوشمار میں محفوظ ہوجانے کے بعد" SENSORVALUE "ہوجاتا ہے۔
یو این او کا پی ڈبلیو ایم پی سی بی بورڈ میں "~" کی علامت کسی بھی پن پر حاصل کرسکتا ہے۔ یو این او میں پی ڈبلیو ایم کے چھ چینل ہیں۔ ہم اپنے مقصد کے لئے PIN3 استعمال کرنے جارہے ہیں۔
|
ینالاگ رائٹ (3 ، VALUE)؛ |
اوپر کی حالت سے ہم براہ راست اسی پن پر PWM سگنل حاصل کرسکتے ہیں۔ بریکٹ میں پہلا پیرامیٹر PWM سگنل کے پن نمبر کو منتخب کرنے کے لئے ہے۔ دوسرا پیرامیٹر تحریری ڈیوٹی تناسب کے لئے ہے۔
آرڈینوو یونو کی پی ڈبلیو ایم ویلیو کو 0 سے 255 میں تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ “0” کے ساتھ کم سے کم “255” تک کی جاسکتی ہے۔ 255 کے ساتھ بطور ڈیوٹی تناسب ہمیں پن 3 پر 5V ملے گا۔ اگر ڈیوٹی کا تناسب 125 کے طور پر دیا گیا ہے تو ہمیں PIN3 پر 2.5V ملے گا۔
اب ہم سروو موٹر کنٹرول کے بارے میں بات کرتے ہیں ، اردوینو یونو کی ایک خصوصیت ہے جو ہمیں صرف ڈگری کی قیمت دے کر سرو پوزیشن کو کنٹرول کرنے کے قابل بناتی ہے۔ کہیں کہ اگر ہم چاہتے ہیں کہ امدادی عمر 30 پر ہو تو ہم براہ راست پروگرام میں قیمت کی نمائندگی کرسکتے ہیں۔ SERVO ہیڈر فائل داخلی طور پر تمام ڈیوٹی تناسب کے حساب کا خیال رکھتی ہے۔ آپ اردوینو کے ساتھ सर्वो موٹر کنٹرول کے بارے میں مزید معلومات حاصل کرسکتے ہیں۔
اب ایس ایچ جی 90 0-180 ڈگری سے آگے بڑھ سکتے ہیں ، ہمارے پاس ADC کا نتیجہ 0-1024 ہے۔
لہذا اے ڈی سی سرور پوزیشن سے تقریبا چھ گنا ہے۔ چنانچہ ADC کے نتیجہ کو 6 سے تقسیم کرکے ہم تخمینہ لگائیں گے SERVO ہاتھ کی پوزیشن۔ لہذا ہمارے پاس پی ڈبلیو ایم سگنل ہے جس کی ڈیوٹی کا تناسب وزن یا طاقت کے ساتھ یکساں طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ یہ सर्वो موٹر کو دیا جارہا ہے ، ہم طاقت سینسر کے ذریعہ امدادی موٹر کو کنٹرول کرسکتے ہیں۔