ماذا تفعل حاسبة عزم السيرفو
تقدّر هذه الحاسبة العزم الميكانيكي الذي يستطيع محرك السيرفو إنتاجه انطلاقًا من ثلاث قيم سهلة المعرفة تتعلق بالكهرباء والسرعة: جهد التشغيل، وتيار التشغيل، وسرعة الدوران بوحدة RPM (الدورة في الدقيقة). فبدلًا من التنقيب في منحنيات العزم داخل ورقة المواصفات (Datasheet)، تحصل على تقدير سريع للعزم يفيدك في تحديد حجم المحرك المبدئي، أو المقارنة بين محركات السيرفو، أو التحقق من سلامة التصميم قبل شراء العتاد.
تظهر النتيجة بوحدة النيوتن·متر (N·m)، كما تحوّلها الأداة إلى النيوتن·ميليمتر (N·mm) — وهي الوحدة الشائعة المذكورة في محركات السيرفو الصغيرة المستخدمة في الهوايات والروبوتات.
المدخلات التي تُدخلها
- جهد التشغيل (فولت): الجهد الموصَّل إلى السيرفو أثناء عمله.
- تيار التشغيل (أمبير): التيار الذي يسحبه السيرفو عند نقطة التشغيل تلك.
- السرعة (RPM): سرعة دوران عمود الخرج بعدد الدورات في الدقيقة.
شرح المعادلة
تحسب الأداة أولًا القدرة الكهربائية، ثم تحوّل هذه القدرة والسرعة إلى عزم:
- القدرة (واط) = الجهد × التيار
- العزم (N·m) = (القدرة × 9.549) ÷ السرعة
يأتي الثابت 9.549 من القسمة 60 ÷ (2π)، وهو يحوّل بين الدورة في الدقيقة (RPM) والراديان في الثانية، لأن القدرة تساوي العزم مضروبًا في السرعة الزاوية. بعد ذلك تضرب الأداة العزم في 1000 للحصول على القيمة بوحدة N·mm.
انتبه إلى أن هذا تقدير مثالي يفترض أن القدرة الكهربائية تساوي الخرج الميكانيكي بالكامل — أما في الواقع فتفقد محركات السيرفو جزءًا من الطاقة على هيئة حرارة واحتكاك وفقدٍ في التروس، لذا سيكون العزم الفعلي أقل قليلًا.
مثال محلول
افترض أن محرك سيرفو يعمل عند 6 فولت، ويسحب 1.5 أمبير، ويدور بسرعة 60 RPM:
- القدرة = 6 × 1.5 = 9 واط
- العزم = (9 × 9.549) ÷ 60 = 85.94 ÷ 60 ≈ 1.43 N·m
- بوحدة N·mm: 1.43 × 1000 ≈ 1432 N·mm
إذن ينتج هذا السيرفو عزمًا يقارب 1.43 N·m عند نقطة التشغيل هذه.
الأسئلة الشائعة
لماذا تقلّل السرعة الأعلى (RPM) من العزم؟ عند ثبات القدرة، يتبادل العزم والسرعة العلاقة عكسيًا بينهما. فتوزيع القدرة نفسها على عدد أكبر من الدورات في الدقيقة يترك عزمًا أقل متاحًا عند العمود.
هل هذا هو العزم الفعلي الذي سيقدّمه السيرفو؟ لا — إنه تقدير حدّ أعلى يفترض كفاءة 100%. استخدم التيار عند الحمل الذي يهمك (مثل تيار التوقف Stall أو التيار المقدَّر)، وتوقّع أن يكون العزم الفعلي أقل بسبب الفواقد.
كيف أحوّل النتيجة إلى kg·cm؟ اضرب قيمة N·m في نحو 10.2 للحصول على kg·cm، وهي وحدة تستخدمها كثير من محركات السيرفو في الهوايات (مثلًا: 1.43 N·m ≈ 14.6 kg·cm).
