رحلة إلى عالم المحركات الكهربائية: عندما يتقابل الذكاء الإصطناعي مع القوة الخام!

هل سبق لك أن تساءلت عن السر وراء تحرك السيارات الكهربائية؟ أو كيف يعمل مصعدك في البناية؟ الجواب يكمن في عالم المحركات الكهربائية، ذلك العالم الخفي الذي يزخر بأسرار القوة والذكاء.

تخيل معي عالمًا حيث تُشغل السيارات الكهربائية بواسطة ذكاء اصطناعي ذكي، يراقب أدائها ويضبطها بدقة فائقة، ليضمن لك رحلة مريحة وفعالة. هذا ليس خيالًا علميًا، بل هو واقع قريب، حيث يقدم لنا الذكاء الإصطناعي فرصًا جديدة لإدارة وتحكم المحركات الكهربائية بدقة غير مسبوقة.

فكر في المحرك الكهربائي كطائر حر، يتحرك وفقًا لإشارة كهربائية تُرسل إليه، ويستجيب بسهولة ودقة. تُعد هذه الإشارات مثل "لغة" يفهمها المحرك وتخبره بسرعة الدوران، واتجاه الدوران، وقوة العمل. وفي الماضي، كانت هذه الإشارات تُرسل عن طريق أجهزة ميكانيكية محدودة في قدراتها وتحتاج إلى صيانة دورية.

لكن مع ظهور الذكاء الإصطناعي تغير كل شيء. فبدلاً من الأجهزة الميكانيكية التقليدية، نستطيع الآن الاعتماد على أجهزة إلكترونية ذكية لإرسال إشارات تحكم دقيقة ومرنّة للمحرك. هذه الأجهزة الذكية تعمل بالتعاون مع الذكاء الإصطناعي لتحديد الظروف الأمثل لأداء المحرك في كل حالة ، من تحسين كفاءة استهلاك الطاقة إلى التحكم في سرعة الدوران وتقليل الاهتزازات .

لغة "المحرك" في عالم الذكاء الإصطناعي:

يمكن تقسيم لغة التحكم في المحرك إلى ثلاثة أجزاء أساسية:

1. التحكم في سرعة الدوران:

• لغة البرمجة: تستخدم العديد من لغات البرمجة لتحكم في سرعة الدوران، من بينها Python, C, C++ و MATLAB.
• مثال: يمكن استخدام لغة Python لتحكم في سرعة دوران محرك من نوع DC Motor:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# تحديد رقم  الدبوس  المُستخدم  للتحكم  في  سرعة  الدوران
motor_pin = 18

# إعداد  GPIO  على  الميكروكونترولر 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(motor_pin, GPIO.OUT)

#  تحديد  سرعة  الدوران
pwm = GPIO.PWM(motor_pin, 100) # 100 هو  تردد  العمل  (Hz)

#  بدء  التحكم  في  سرعة  الدوران  
pwm.start(0) #  بدء  بتحكم  0% 
time.sleep(2) #  انتظار  ثانيتين 

#  زيادة  سرعة  الدوران  إلى  50% 
pwm.ChangeDutyCycle(50) 
time.sleep(2) #  انتظار  ثانيتين

#  إنهاء  التحكم  
pwm.stop()
GPIO.cleanup()

2. التحكم في اتجاه الدوران:

• لغة البرمجة: تُستخدم لغة البرمجة لتحديد اتجاه الدوران (عكس الساعة أو مع الساعة).
• مثال: يمكن استخدام لغة Python لتغيير اتجاه دوران محرك من نوع Stepper Motor:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# تحديد  أرقام  الدبابيس  المُستخدمة  للتحكم  في  المحرك
motor_pins = [17, 18, 27, 22]

# إعداد  GPIO  على  الميكروكونترولر 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
for pin in motor_pins:
    GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)

#  تحديد  سلسلة  الأوامر  لحركة  المحرك  
steps = [
    [1, 0, 0, 0],  #  خطوة  1
    [1, 1, 0, 0],  #  خطوة  2
    [0, 1, 1, 0],  #  خطوة  3
    [0, 0, 1, 1],  #  خطوة  4
    [0, 0, 0, 1],  #  خطوة  5
    [0, 1, 0, 1],  #  خطوة  6
    [1, 1, 0, 1],  #  خطوة  7
    [1, 0, 0, 1],  #  خطوة  8
]

#  دوران  المحرك  مع  الساعة  
for step in steps:
    for i in range(4):
        GPIO.output(motor_pins[i], step[i])
    time.sleep(0.001) #  انتظار  1  ميلي  ثانية

#  دوران  المحرك  عكس  الساعة
for step in reversed(steps):
    for i in range(4):
        GPIO.output(motor_pins[i], step[i])
    time.sleep(0.001) #  انتظار  1  ميلي  ثانية

GPIO.cleanup()

3. التحكم في عزم الدوران:

• لغة البرمجة: تُستخدم لغة البرمجة لتحديد قوة الدوران والتحكم فيها.
• مثال: يمكن استخدام لغة C++ لتحكم في عزم دوران محرك من نوع BLDC Motor:

#include <Arduino.h>

const int pwmPin = 9; //  دبوس  PWM  
const int dirPin = 10; //  دبوس  اتجاه  الدوران  
const int enPin = 11; //  دبوس  التفعيل 

//  تحديد  سرعة  الدوران  (تردد  PWM)
const int speed = 1000; 

void setup() {
  pinMode(pwmPin, OUTPUT); 
  pinMode(dirPin, OUTPUT);
  pinMode(enPin, OUTPUT);

  //  تفعيل  المحرك
  digitalWrite(enPin, HIGH); 
}

void loop() {
  //  تحديد  اتجاه  الدوران
  digitalWrite(dirPin, HIGH);  //  مع  الساعة  
  //  تحديد  عزم  الدوران
  analogWrite(pwmPin, 255); //  عزم  دوران  كبير 

  //  انتظار  لثانيتين
  delay(2000);

  //  تحديد  اتجاه  الدوران  
  digitalWrite(dirPin, LOW);  //  عكس  الساعة
  //  تحديد  عزم  الدوران
  analogWrite(pwmPin, 128); //  عزم  دوران  أقل

  //  انتظار  لثانيتين
  delay(2000); 
}

رحلة مستقبلية مع الذكاء الإصطناعي:

مع تطور الذكاء الإصطناعي، سنشهد تغيرات ثورية في مجال التحكم في المحركات الكهربائية . من المحركات الذكية التي تُكيف أدائها مع الظروف المحيطة إلى أنظمة التحكم المتقدمة التي تُقلل من استهلاك الطاقة وتُحسّن من كفاءة الأداء .

فهل تستعد لرحلة مُثيرة مع الذكاء الإصطناعي في عالم المحركات الكهربائية؟
شاركنا أفكارك وملاحظاتك في قسم التعليقات ، واشتراك في الإشعارات ليصلك مزيد من المقالات المُلهمة حول عالم الذكاء الإصطناعي !