بسیاری از مردم این سوال را می پرسند: سروو درایو - چیست؟ طراحی کلاسیک سروو درایو شامل یک موتور، یک سنسور موقعیت و یک سیستم کنترل سه حلقه (کنترل موقعیت، سرعت و جریان) است.

کلمه "servo" از ریشه لاتین "servus" است که به معنای واقعی کلمه به عنوان "برده"، "یار"، "خدمتکار" ترجمه شده است.

در صنعت مهندسی مکانیک، دستگاه ها به عنوان اجزای کمکی (درایو تغذیه در ماشین ابزار، ربات و غیره) عمل می کردند. با این حال، امروز وضعیت تغییر کرده است و هدف اصلی سروو درایو در پیاده سازی در زمینه سروومکانیسم ها نهفته است.

نصب سروو درایو در مواردی که درایوهای معمولی به اندازه کافی دقت عملکرد را تنظیم نمی کنند توجیه می شود.

استفاده از ابزار با کیفیت بالا در تجهیزاتی که با عملکرد بالا مشخص می شوند ضروری است.

این مقاله در مورد درایو سروو، چیستی و نحوه عملکرد آن به شما می گوید.

زمینه های استفاده از دستگاه

که در دنیای مدرنهنگامی که اتوماسیون در تمام زمینه های مهندسی مکانیک جایگاه قدرتمندی پیدا کرد، طراحی همه مکانیسم ها به طور قابل توجهی یکپارچه شد. در این مورد از درایوهای فردی مدرن استفاده می شود.

برای اینکه بفهمید سروو درایو چیست، باید دامنه کاربرد دستگاه را بدانید.

این دستگاه ها دارای طرح های دقیق برای حفظ سرعت و ماشین ابزار با دقت بالا هستند. آنها بر روی تجهیزات حفاری نصب می شوند، در سیستم های مختلفمکانیسم های حمل و نقل و کمکی

این دستگاه ها بیشترین کاربرد را در زمینه های زیر دارند:

• تولید کاغذ و بسته بندی؛
• تولید ورق های فلزی؛
• پردازش مواد؛
• تولید تجهیزات حمل و نقل؛
• تولید مصالح ساختمانی

درایوهای سرو برای صندوق عقب خودرو

مدل های زیادی از سروو صندوق عقب خودرو از تولید کنندگان مختلف. بیایید عملکرد چنین دستگاهی را به عنوان سروو صندوق عقب در نظر بگیریم تولید کننده داخلی"اتوزبرا". این دستگاه برای اتومبیل های روسی طراحی شده است، اما نه تنها. به عنوان مثال می توان از آن در خودروی رنو لوگان استفاده کرد.

با توجه به بررسی کاربران، این طراحی راحت است. به شما این امکان را می دهد که بدون خروج از خودرو در صندوق عقب را باز و بسته کنید.

کنترل دستگاه از طریق دکمه ای که در داخل یا داخل خودرو تعبیه شده است انجام می شود

دلیل استفاده گسترده از دستگاه

دلایل استفاده مکرر از سرووها عبارتند از:

• توانایی به دست آوردن کنترل که با دقت بالا و عملکرد پایدار مشخص می شود.
• طیف گسترده ای از کنترل سرعت؛
• سطح بالامقاومت در برابر تداخل؛
• ابعاد کوچک و وزن دستگاه

اصل عملکرد درایو سروو

دستگاه چگونه کار می کند؟ سروو که اصل عملکرد آن بر اساس بازخورد از یک یا چند سیگنال سیستم است، یک شی را تنظیم می کند. نشانگر خروجی دستگاه به ورودی ارسال می شود و در آنجا با عمل تنظیم مقایسه می شود.

ویژگی های مکانیزم

دستگاه سروو درایو دو ویژگی اصلی دارد:

• توانایی افزایش قدرت؛
• ارائه اطلاعات بازخورد

تقویت برای این منظور مورد نیاز است که انرژی خروجی مورد نیاز بسیار بالا باشد (از آن ناشی می شود منبع خارجی، و در ورودی نشانگر آن ناچیز است.

بازخورد چیزی نیست جز یک حلقه مدار بسته که در آن سیگنال های ورودی و خروجی مطابقت ندارند. این فرآیند برای مدیریت استفاده می شود.

این منجر به نتیجه زیر می شود: در جهت رو به جلو، مدار به عنوان یک فرستنده انرژی و در جهت معکوس به عنوان یک فرستنده اطلاعاتی عمل می کند که برای دقت کنترل مورد نیاز است.

منبع تغذیه و پین اوت کانکتورهای دستگاه

درایو سروو که اصل عملکرد آن در پیکربندی های رادیویی قابل استفاده است، معمولاً دارای سه سیم است:

1. سیگنالینگ. ضربه کنترل از طریق آن منتقل می شود. به عنوان یک قاعده، سیم به رنگ سفید، زرد یا قرمز رنگ می شود.
2. مغذی. نشانگر قدرت آن از 4.8 تا 6 ولت متغیر است. اغلب این سیم قرمز است.
3. زمین کردن. سیم سیاه یا قهوه ای است.

اندازه های درایو

از نظر اندازه، واحدها به سه دسته تقسیم می شوند:

• میکرودرایوها؛
• تغییرات استاندارد؛
• دستگاه های بزرگ

سرووهایی با نشانگرهای اندازه دیگر وجود دارد، اما انواع فوق 95٪ از همه دستگاه ها را تشکیل می دهند.

ویژگی های اصلی محصول

عملکرد یک درایو سروو با دو شاخص اصلی مشخص می شود: سرعت چرخش و نیروی وارد بر شفت. اولین مقدار به عنوان نشانگر زمان عمل می کند که در ثانیه اندازه گیری می شود. نیرو بر حسب کیلوگرم بر سانتی‌متر اندازه‌گیری می‌شود، یعنی مکانیسم چه سطحی از نیرو از مرکز چرخش ایجاد می‌کند.

به طور کلی این پارامتر به هدف اصلی دستگاه بستگی دارد و تنها پس از آن به تعداد دنده های گیربکس و اجزای مورد استفاده در دستگاه بستگی دارد.

همانطور که قبلا ذکر شد، مکانیسم هایی در حال حاضر تولید می شوند که با ولتاژ تغذیه 4.8 تا 6 ولت کار می کنند. بیشتر اوقات، این نشانگر 6 ولت است. با این حال، همه مدل ها برای طیف گسترده ای از ولتاژها طراحی نشده اند. گاهی اوقات سروو موتور تنها با ولتاژ 4.8 ولت یا تنها با ولتاژ 6 ولت کار می کند (پیکربندی های اخیر بسیار نادر هستند).

تغییرات آنالوگ و دیجیتال

چند سال پیش، تمام مدارهای سروو آنالوگ بودند. اکنون طرح های دیجیتال ظاهر شده اند. تفاوت کار آنها چیست؟ بیایید به اطلاعات رسمی بپردازیم.

از گزارش Futaba چنین برمی‌آید که در دهه گذشته، سرووها با عملکرد فنی بهتر نسبت به قبل، و همچنین اندازه کوچک، سرعت چرخش بالا و عناصر پیچشی متمایز شده‌اند.

آخرین دور توسعه، ظهور یک دستگاه دیجیتال است. این واحدها حتی نسبت به موتورهای نوع کموتاتور مزایای قابل توجهی دارند. اگرچه معایبی هم دارد.

آنالوگ خارجی و دستگاه های دیجیتالغیر قابل تشخیص تفاوت ها فقط روی بردهای دستگاه ثبت می شود. به جای یک ریز مدار در واحد دیجیتال، می توانید یک ریزپردازنده را ببینید که سیگنال گیرنده را تجزیه و تحلیل می کند. او موتور را کنترل می کند.

کاملاً اشتباه است که بگوییم تغییرات آنالوگ و دیجیتال اساساً از نظر عملکرد متفاوت هستند. آنها ممکن است موتورها، مکانیسم ها و پتانسیومترهای یکسانی داشته باشند

تفاوت اصلی در روش پردازش سیگنال گیرنده ورودی و کنترل موتور است. هر دو سروو سیگنال رادیویی قدرت یکسانی را دریافت می کنند.

بنابراین، مشخص می شود که سروو درایو چیست؟

اصل عملیاتی اصلاح آنالوگ

در اصلاح آنالوگ، سیگنال دریافتی با موقعیت فعلی سروموتور مقایسه می شود و سپس سیگنال تقویت کننده به موتور ارسال می شود و باعث حرکت موتور به داخل می شود. موقعیت داده شدهفرکانس فرآیند 50 بار در ثانیه است. این حداقل زمان پاسخگویی است. اگر دسته روی فرستنده را کج کنید، پالس های کوتاهی به درایو سروو می رسند که فاصله بین آنها 20 متر بر ثانیه خواهد بود. بین پالس ها، هیچ چیزی به موتور عرضه نمی شود و تأثیرات خارجی می تواند عملکرد دستگاه را در هر جهت تغییر دهد. این دوره زمانی "منطقه مرده" نامیده می شود.

اصل کار طراحی دیجیتال

توسط دستگاه های دیجیتال استفاده می شود پردازنده مخصوص، در فرکانس های بالا کار می کند. سیگنال گیرنده را پردازش می کند و پالس های کنترلی را با فرکانس 300 بار در ثانیه به موتور می فرستد. از آنجایی که نشانگر فرکانس بسیار بالاتر است، واکنش به طور قابل توجهی سریعتر است و موقعیت را بهتر نگه می دارد. این باعث می شود مرکز بهینه و سطح بالایی از پیچش. اما این روش به انرژی زیادی نیاز دارد، بنابراین باتری مورد استفاده در حرکت آنالوگ در این طراحی بسیار سریعتر تخلیه می شود.

با این حال، همه کاربرانی که حداقل یک بار با یک مدل دیجیتال روبرو شده اند می گویند که تفاوت آن با طراحی آنالوگ آنقدر قابل توجه است که دیگر هرگز از مدل دوم استفاده نخواهند کرد.

نتیجه

در صورت نیاز، آنالوگ های دیجیتال انتخاب شما خواهد بود:

• سطح بالا ؛
• حداقل تعداد "مناطق مرده"؛
• سطح موقعیت یابی دقیق؛
• پاسخ سریع به دستورات؛
• نیروی ثابت روی شفت هنگام چرخش؛
• سطح قدرت بالا

اکنون می دانید سروو چیست و چگونه از آن استفاده کنید.

سروو(lat.servus - خدمتکار، دستیار؛ درایو سروو)- درایو از طریق کنترل می شودبازخورد منفی ، امکان کنترل دقیق پارامترهای حرکت را فراهم می کند.

سروو بیشتر در رباتیک یافت می شود. انجام بدون آن غیرممکن است، به خصوص زمانی که به حل مشکل جابجایی دقیق بارها یا اجسام می رسد. این وظیفه هنگام انجام هر یک به وجود می آید کارهای مکانیکی(نقاشی، جوشکاری، سنگ زنی، جابجایی محصولات روی نوار نقاله و غیره). این کار توسط دستکاری هایی که شبیه بازوهای مکانیکی هستند انجام می شود. در واقع، رباتیک صنعتی معروف، که برای خودکارسازی تولید در سراسر جهان استفاده می‌شود، عمدتاً توسط دستکاری‌کنندگان نمایش داده می‌شود. و هیچ یک از این دستکاری‌کنندگان نمی‌تواند بدون سرووهایی که لینک‌های آن را هدایت می‌کنند، کار کند. چرا؟

همه چیز در مورد ویژگی های درایو سروو است. سروو درایو درایوی است که از بازخورد منفی برای کنترل دقیق پارامترهای حرکتی پیوند محرک (خروجی) درایو استفاده می کند (اغلب این شفت خروجی است). برای ایجاد این بازخورد معمولاً از یک سنسور موقعیت خروجی سروو استفاده می شود، اما از سنسورهای سرعت، نیرو و غیره نیز می توان استفاده کرد. معلوم می شود که سروو درایوی است که سیگنالی را دریافت می کند که نشان دهنده گسترش یا چرخش در آن است. موقعیت خاص. در این موقعیت نصب می شود و "صبر کنید" تا دستور تغییر موقعیت دریافت شود. به عنوان مثال، سیگنالی برای تنظیم شفت در موقعیت زاویه ای 90 درجه ارسال می شود. شفت به این موقعیت می چرخد ​​و آن را نگه می دارد تا سیگنال موقعیت جدید برسد. چنین قابلیت های کنترلی به طور جدی یک درایو سروو را از یک موتور دنده ای معمولی متمایز می کند که فقط تا زمانی که ولتاژ به آن اعمال می شود می تواند به طور مداوم بچرخد. در نتیجه، اگر رباتی به چنین درایوهایی مجهز باشد، می تواند مانند دست انسان حرکت کند و تمام کارهایی را که ما می توانیم انجام دهیم، انجام دهد.

سروو درایوها در صنعت انواع مختلفی دارند که در این مقاله به سرووهای چرخشی الکتریکی می پردازیم. به بیان ساده، در چنین سرووهایی، محرک خروجی یک شفت چرخان است. برای سادگی، ما طراحی سروو درایو سرگرمی SG-90 (شکل 1) را در نظر خواهیم گرفت که به طور فعال برای ایجاد مدل های آموزشی ربات ها و سایر مکانیسم های شناور، پرواز یا راه رفتن استفاده می شود. یک سروو درایو سرگرمی، بر خلاف یک صنعتی، به طور قابل توجهی از نظر اندازه کوچکتر است، نیروی کمتری ایجاد می کند، به طور متفاوتی کنترل می شود، اما اصل کلیاقدامات کاملاً مشابه همتای صنعتی آن است.

تصویر 1

ساختار یک سروو درایو سرگرمی در شکل 2 نشان داده شده است. این درایو شامل یک موتور الکتریکی، یک جعبه دنده با مجموعه ای از چرخ دنده ها، یک پتانسیومتر (عملکرد سنسور موقعیت برای بازخورد)، یک برد کنترل الکترونیکی موتور و یک محفظه است که شامل تمام مطالب همین شکل سیمی را نشان می دهد که سروو از طریق آن تغذیه و کنترل می شود. این شامل 3 سیم است: منبع تغذیه "بعلاوه"، منبع تغذیه "منهای" و سیمی که سیگنال کنترل به آن عرضه می شود. بر مدل های مختلفسیم های سروو هابی ممکن است رنگ های مختلفی داشته باشند. اما تقریباً همیشه سیم برق "بعلاوه" قرمز رنگ می شود و سیم برق "منهای" سیاه است. با توجه به سیم سیگنال (برای انتقال سیگنال کنترل)، هیچ استاندارد رنگ واضحی وجود ندارد. بسته به سازنده سروو، سیم سیگنال ممکن است سفید، نارنجی یا زرد باشد.

شکل 2

برای کنترل چنین موتورهایی، یک استاندارد سیگنال کنترلی اتخاذ شده است. این نشان دهنده تکانه هایی است که دائماً تکرار می شوند یا همانطور که می گوییم مجموعه ای از تکانه ها (شکل 3). فرکانس این پالس ها همیشه ثابت می ماند و 50 هرتز است. معلوم می شود که دوره زمانیپالس ها (زمان بین لبه های جلویی پالس های مجاور) 1 ثانیه / 50 = 0.02 ثانیه، یعنی 20 میلی ثانیه است.

شکل 3

نکته جالب این است که موقعیت زاویه ای شفت خروجی درایو سروو با مدت زمان پالس عرضه شده تعیین می شود. برای روشن شدن، شکل 4 رابطه تقریبی بین عرض پالس در مختصات زمانی و زاویه چرخش شفت سروو را نشان می دهد. چرخش شفت سروو با استفاده از پالس هایی با طول 1 تا 2 میلی ثانیه (میلی ثانیه) کنترل می شود.

شکل 4

همانطور که از نمودار مشاهده می شود، چیزی بیشتر از سیگنال مدوله شده با عرض پالس - PWM - برای کنترل درایو سروو استفاده نمی شود. PWM چیست را می توان در مقاله مربوطه در وب سایت ما یافت.

چگونه عرض پالس به زاویه شفت خروجی تبدیل می شود؟

همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، محفظه درایو سروو همچنین شامل یک ماژول کنترل الکترونیکی موتور است. سیگنال ارسال شده به درایو سروو به این برد می رود. اما آنچه در ادامه با این سیگنال اتفاق می افتد در بلوک دیاگرام شکل 5 نشان داده شده است که مرحله به مرحله آن را تحلیل خواهیم کرد. هر مرحله به صورت یک مستطیل یا دایره به تصویر کشیده شده و شماره گذاری می شود. در داخل این مستطیل ها دستگاه هایی قرار دارند که در آنها تبدیل یا پردازش سیگنال انجام می شود.

شکل 5

بنابراین، سیگنال کنترل ورودی Scontrol با مدولاسیون PWM به یک ریزمدار ویژه می آید عناصر منطقی، که با کمک آن به Ucontrol ولتاژ تبدیل می شود (مرحله شماره 1). پس از این، سیگنال Ucontrol (ولتاژ کنترل) به عنصر مقایسه ولتاژ ارسال می شود. این عنصر جمع کننده نامیده می شود، اما در واقع ولتاژ Urev (ولتاژ بازخورد) را که از طریق بازخورد سیگنال ورودی Ucontrol می آید، کم می کند. مقاومت متغیر(مرحله شماره 2).

اختلاف حاصل Ucorr (ولتاژ تصحیح) توسط تقویت کننده داخلی (مرحله شماره 3) تقویت شده و به موتور الکتریکی عرضه می شود. موتور می چرخد ​​(مرحله شماره 4) و شفت خروجی سروو درایو و همراه با آن یک سنسور فیدبک به شکل پتانسیومتر را به حرکت در می آورد. هنگامی که دستگیره پتانسیومتر چرخانده می شود، ولتاژ تغییر می کند و معلوم می شود که چرخش شفت به ولتاژ Urev (مرحله شماره 5) تبدیل می شود. این ولتاژ Urev (دوباره مرحله شماره 2) با ولتاژ Ucontrol مقایسه می شود و تفاوت در فرم Ucorr دوباره به تقویت کننده (مرحله شماره 3) و غیره می رسد. سیگنال "سفر" در مدار با بازخوردتا زمانی که رابطه Ucontrol = Urev برآورده شود. سپس Ucorr برابر با 0 می شود و موتور متوقف می شود. این زمانی اتفاق می‌افتد که شفت درایو سروو موقعیتی مطابق با سیگنال کنترل ورودی Scontrol بگیرد.

بیایید همه آنچه گفته شد را خلاصه کنیم. شفت سروو به صورت مکانیکی به دسته پتانسیومتر متصل می شود. به همین دلیل، همراه با چرخش شفت درایو سروو، پتانسیومتر می چرخد ​​و در نتیجه مقاومت آن تغییر می کند و ولتاژ خروجی Urev. بر این اساس، ولتاژ خروجی از پتانسیومتر Urev به طور مستقیم به زاویه چرخش درایو سروو بستگی دارد. در همان زمان، سیگنال ورودی Scontrol به درایو سرو با مدت زمان پالس 0.001 تا 0.002 ثانیه، سطح ولتاژ Ucontrol را تنظیم می کند، که زاویه چرخش شفت درایو سروو را تعیین می کند. توقف موتور الکتریکی در لحظه ای که شفت درایو سروو دقیقاً در موقعیت مورد نظر قرار دارد با کم کردن سیگنال بازخورد Urev از سیگنال Ucontrol حاصل می شود. و آمپلی فایر مرحله شماره 3 لازم است تا ولتاژ افزایش یافته به الکتروموتور وارد شود و موتور در سریع ترین زمان ممکن شفت سروو را به موقعیت مشخص شده حرکت دهد.

نمونه های کنترل سروموتور

همانطور که در بالا ذکر شد، PWM با پارامترهای خاص برای کنترل سروموتور استفاده می شود. شما می توانید چنین PWM را تولید کنید راه های مختلف. بیایید برخی از آنها را نشان دهیم.

1. کنترل سروموتور با استفاده از تایمر 555 . تراشه تایمر 555 می تواند در حالت مولد پالس کار کند (برای اطلاعات بیشتر در مورد این تراشه مقاله مربوطه را بخوانید). بنابراین، ما می توانیم چنین پارامترهای عملکردی این ریزمدار را انتخاب کنیم تا پالس های مورد نیاز ما را تولید کند. با تغییر چرخه کاری این پالس ها، یعنی تغییر مدت زمان پالس ها از 0.001 به 0.002 ثانیه، زاویه چرخش شفت درایو سروو را تنظیم می کنیم.

برای پیاده سازی سیگنال PWM، لازم است از مداری با چرخه کاری قابل تنظیم در فرکانس ثابت 50 هرتز استفاده شود. پارامترهای اجزای موجود در نمودار (شکل 6) به گونه ای انتخاب می شوند که این شرایط را تضمین کنند. اما برای اینکه سیگنال کنترل تمام شرایط را برآورده کند، باید معکوس شود. ترانزیستور در مدار دقیقاً برای این مورد نیاز است. برای کنترل چرخه کاری در محدوده های مشخص شده، یک پتانسیومتر با حداکثر مقاومت 20 کیلو اهم مورد نیاز است. ما از دو پتانسیومتر 10 کیلو اهم استفاده خواهیم کرد (زیرا اینها پتانسیومترهایی هستند که در مجموعه اصلی Evolvector سطح 1 استفاده می شود، جایی که این مدار به طور کامل توضیح داده شده است. حرکت حرکتی سروموتور 180 درجه است. در این مورد، هنگام چرخش دسته یک پتانسیومتر، سروو 90 درجه می چرخد ​​و با چرخش اضافی دیگری - 90 درجه دوم.

شکل 6

با خرید مجموعه پایه Evolvector سطح 1 می توانید این نمودار را با جزئیات بیشتر مطالعه و همچنین مونتاژ کنید.

2. سروموتور را با استفاده از کنترلر کنترل کنید. با همچنین می توانید سیگنال PWM مورد نظر را با استفاده از کنترلر تولید کنید. به عنوان مثال، می توانید از یک کنترلر قابل برنامه ریزی در پلتفرم آردوینو استفاده کنید. برای ساده سازی برنامه نویسی الگوریتم کنترل سروموتور (تولید PWM) تا حد امکان، از برنامه های از پیش نوشته شده ای به نام کتابخانه ها استفاده می شود. مجتمع آنها کد برنامهاز دید کاربر پنهان است، ما فقط پیشنهاد می کنیم با استفاده از دستورات کوتاه هنگام اتصال کتابخانه به برنامه اصلی، توابع مورد نیاز خود را فراخوانی کنیم. همه اینها کنترل الگوریتمی پیچیده دستگاه هایی مانند سروموتور را بسیار ساده و راحت می کند.

نمودار اتصال، و همچنینیک طرح (برنامه) برای کنترل سروموتور با کنترل کننده آردوینو در شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 7

توجه: اتصال منبع تغذیه سروموتور به طور مستقیم به برد، مانند مثال ما (شکل 7)، توصیه نمی شود. در تصویر ما یک سروموتور از دسته "مینی" را وصل کرده ایم که جریان های بسیار کمی مصرف می کند، به همین دلیل کاملاً عادی کار می کند و مستقیماً از برد تغذیه می شود. یک سروو با اندازه استاندارد به قدرت بیشتری نیاز دارد که می تواند باعث گرم شدن بیش از حد و آسیب به کنترلر شود. موتورها باید فقط از طریق یک منبع جداگانه تغذیه شوند، به خصوص اگر قرار باشد چندین سروو به طور همزمان کنترل شوند.

#عبارتند از<Servo.h>- این دستور به معنای اتصال کتابخانه برای کنترل درایو سروو است. این کتابخانه روی دیسک Evolvector وجود دارد که با کیت های سطح 2 ما ارائه می شود. همچنین می توانید آن را در اینترنت پیدا کرده و در پوشه “libraries” آردوینو IDE خود قرار دهید.
کتابخانه ای که ما متصل کردیم دارای تعداد زیادی دستور است؛ ما فقط آنهایی را که در برنامه استفاده می شود در نظر می گیریم.

سروو دیویگ; اعلان یک متغیر از نوع خاص است. dvig- این یک متغیر است (نام را خودسرانه انتخاب می کنیم). سروونوع متغیر است (نوع خاصی که در کتابخانه پیوست تعریف شده است). تا 12 متغیر از این نوع را می توان تنظیم کرد، یعنی 12 سروو را کنترل کرد. یعنی با این دستور به برد گفتیم سروو داریم که زنگ زدیم dvig.
dvig.attach(9);- این دستور به این معنی است که درایو سروو ( dvig) به پایه 9 (پین) متصل می شود.
dvig.write (90); - این فرمان به سروو ( dvig) به حالت وسط (90 درجه) بچرخانید.
dvig.write(0); - سروو را در موقعیت 0 درجه قرار می دهد.
dvig.write (180); - سروو را به موقعیت 180 درجه می چرخاند.

می توانید معنی بقیه خطوط در برنامه را در صفحات وب سایت ما بیابید یا از آموزش های موجود در برنامه یاد بگیرید.

سروو درایو - سروو موتور یک موتور الکتریکی است که بر اساس اصل بازخورد کار می کند. از روتور موتور، چرخش از طریق جعبه دنده به مکانیسم کنترل منتقل می شود، بازخورد توسط واحد کنترل ارائه می شود که به سنسوری متصل است که زاویه چرخش را کنترل می کند.
سروموتورها در خودروها برای ارائه حرکت خطی و زاویه ای عناصری که موقعیت دقیق آنها در معرض تقاضای زیاد است استفاده می شود. اصل کار یک درایو سروو مبتنی بر تنظیم عملکرد یک موتور الکتریکی برای اجرای سیگنال کنترل است.

درایو سرو - ترکیب و هدف

اگر سیگنال کنترل زاویه چرخش شفت خروجی موتور را مشخص کند، به ولتاژ اعمالی تبدیل می شود. برای بازخورد، از سنسوری استفاده می شود که یکی از ویژگی های خروجی موتور را اندازه گیری می کند. خوانش های جمع آوری شده توسط سنسور توسط واحد کنترل پردازش می شود، سپس عملکرد سروموتور تنظیم می شود.

طراحی سروو درایو از یک واحد الکترومکانیکی تشکیل شده است که عناصر آن در داخل یک محفظه قرار دارند. سروو درایو شامل یک گیربکس، یک موتور الکتریکی، یک واحد کنترل و یک سنسور است.

ویژگی های اصلی درایو سروو عبارتند از ولتاژ منبع تغذیه، گشتاور، سرعت چرخش، مواد و طراحی مورد استفاده در یک مدل خاص.

درایو سرو - طراحی و ویژگی های عملیاتی

سرووهای مدرن از دو نوع موتور الکتریکی استفاده می کنند: یک روتور توخالی و یک هسته. موتورهای دارای هسته دارای روتور با سیم پیچ و آهنربا هستند جریان مستقیمدر اطراف قرار داده شده است. ویژگی این موتورهای الکتریکی وقوع ارتعاش در هنگام چرخش آونگ است که منجر به کاهش دقت حرکات زاویه ای می شود.

موتورهای دارای روتور توخالی این عیب را ندارند، اما به دلیل فناوری پیچیده تولید، گرانتر هستند.

گیربکس های سروو درایو برای کاهش سرعت چرخش و افزایش گشتاور شفت خروجی مورد نیاز است. بسیاری از گیربکس های سروو شامل چرخ دنده ها، چرخ دنده های ساخته شده از مواد پلیمری و فلز هستند. گیربکس های فلزی با هزینه بالا مشخص می شوند، اما در عین حال از نظر استحکام و دوام متمایز می شوند.

بسته به دقت مورد نیاز عملیات، سرووها می توانند از بوش های پلاستیکی یا بلبرینگ ها برای تراز کردن شفت خروجی نسبت به محفظه استفاده کنند.

سروو درایو همچنین در نوع واحد کنترل مورد استفاده، که آنالوگ یا دیجیتال هستند، متفاوت است. بلوک های دیجیتال موقعیت یابی دقیق تر عنصر اصلی درایو سروو و سرعت پاسخ بیشتر را فراهم می کنند.

آیا مقاله را دوست داشتید؟ با دوستان خود در شبکه های اجتماعی به اشتراک بگذارید!

سروموتورها (موتورهای سروو) الکتروموتورهای تخصصی مجهز به بازخورد به اصطلاح منفی هستند که به کمک آنها تمام پارامترهای حرکتی دقیقاً کنترل می شوند. ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که در طول کار این دستگاه ها مقایسه ثابتی از پارامترهای عملکرد خروجی با پارامترهای ورودی اولیه مشخص شده وجود دارد. این بر اساس سیگنال های کنترلی تولید شده در زمان واقعی توسط کنترل کننده های سروو که دارای رمزگذار در طراحی خود هستند، یعنی حسگرهای بازخورد، اتفاق می افتد.

بنابراین، طراحی تمام سروموتورهای مدرن شامل خود موتور الکتریکی و یک واحد کنترل است. آنها با هم نشان دهنده سرووهایی هستند که با آن طراحان هستند دستگاه های فنیموفق به حل می شود کل خطوظایف مهم اغلب در مواردی که مورد نیاز است از سروموتورها (servodrives) استفاده می شود حالت خودکارتعیین موقعیت دقیق برخی از عناصر کاری طراحی تجهیزات مختلف (به عنوان مثال، ماشین آلات با عدد برنامه کنترل شده، تجهیزات پرس و مهر زنی، خطوط مونتاژ رباتیک و غیره) نسبت به دیگران.

همه توسط تولید کنندگان برجسته جهان تولید می شوند موتورهای سروورا می توان به دو تقسیم کرد گروه های بزرگ: با برس و بدون برس. درایوهای سروو می توانند از موتورهای الکتریکی سنکرون و ناهمزمان و همچنین موتورهای خطی سنکرون استفاده کنند. علاوه بر این، درایوهای سروو می توانند از موتورهای الکتریکی هم با کیس و هم از موتورهای فریم باز استفاده کنند و در نسخه دوم، نقش کیس را بسته ای از صفحات استاتور ایفا می کند که امکان استفاده بهینه از کل پروفایل آنها را فراهم می کند. و در عین حال اندازه و وزن دستگاه ها را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.

اکثر سروموتورهای مدرن که بر اساس اصل بازخورد کار می کنند توسط سیگنال های تولید شده توسط یک رمزگذار از چندین سیستم کنترل می شوند. یکی از ویژگی های اصلی سیستم های سروو این است که می توانند سیگنال های خروجی را تقویت کنند که معمولاً در ابتدا بسیار بزرگتر هستند. قدرت کمتر، از ورودی ها (این امر برای مقایسه آنها ضروری است). بنابراین، هنگامی که سیستم های سروو کار می کنند، مدارهای آنها انرژی را در جهت رو به جلو و در جهت معکوس اطلاعات مورد نیاز برای کنترل دقیق را انتقال می دهند.

اصلی مشخصات فنیسروموتورها دینامیک، یکنواختی حرکت و کارایی انرژی آنهاست. که در سال های گذشتهسروموتورهای سنکرون به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند که از نظر دینامیک بالاتر با موتورهای ناهمزمان مقایسه می شوند و امکان کارکرد طولانی مدت دارند. سرعت های پایینبدون خنک کننده اجباری و مقاومت بالاتر در برابر بار اضافی. در عین حال، موتورهای آسنکرون مورد استفاده در درایوهای سروو دارای مزایای زیر نسبت به موتورهای سنکرون هستند: غیبت کاملضربان در هنگام چرخش

سومین جزء تجهیزات کنترلی سروو است. در این مقاله سعی می کنیم برای شما توضیح دهیم که این قطعه چیست، هدف آن چیست، ساختار و اصل عملکرد سروو درایو چیست.

تعریف سروو

سروو فرمان - دستگاهی با موتور الکتریکی که به شما امکان می دهد تا به کنترل دقیق فرمت حرکت برسید مدل رادیویی کنترل شدهاز طریق بازخورد منفی هر سروو درایو در دستگاه خود دارای یک سنسور و یک واحد کنترل است که مقادیر خاصی را بر روی سنسور مطابق با یک پارامتر خارجی حفظ می کند.

بیایید به زبان ساده تر نحوه عملکرد یک درایو سروو را شرح دهیم:

• سروو درایو یک سیگنال پالس دریافت می کند - یک مقدار کنترل که زاویه چرخش بازوی سروو را تعیین می کند.
• واحد کنترل شروع به مقایسه پارامتر دریافتی با مقدار روی سنسور خود می کند.
• بسته به نتیجه مقایسه، واحد کنترل سیگنالی را برمی گرداند که از پیش تعیین می کند چه کاری باید انجام شود: چرخش، شتاب یا کاهش سرعت به طوری که نشانگرهای مقایسه شده یکسان شوند.

دستگاه سروو درایو

اکثر ماشین های فرمان مدرن بر اساس همین اصل ساخته شده اند و از موارد زیر تشکیل شده اند اجزاء: شفت خروجی، چرخ دنده های کاهنده، موتور DC، پتانسیومتر، تخته مدار چاپیو کنترل الکترونیک

گیربکس همراه با موتور محرک را تشکیل می دهند. برای تبدیل ولتاژ ورودی به چرخش مکانیکی، به یک موتور الکتریکی نیاز است. گیربکس، ساختاری ساخته شده از چرخ دنده، گشتاور را تبدیل می کند و به کاهش سرعت چرخش موتور کمک می کند، زیرا اغلب آنقدر زیاد است که برای استفاده عملی اصلا مناسب نیست.

همراه با روشن و خاموش کردن موتور الکتریکی، شفت خروجی نیز می چرخد، که راکر به آن وصل شده است - به نوبه خود به فرمان مدل متصل می شود. این راکر است که حرکت مدل ما را تنظیم می کند و برای این کار دستگاه سروو درایو مجهز به پتانسیومتر است - سنسوری که می تواند زاویه چرخش را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند.

با این حال، یکی از عناصر اصلی، برد کنترل است که می باشد مدار الکترونیکی. این اوست که ضربه الکتریکی را دریافت می کند، سیگنال دریافتی را با داده های پتانسیومتر تجزیه و تحلیل می کند و موتور الکتریکی را روشن/خاموش می کند. درایو سروو اینگونه کار می کند و عناصر آن چگونه کار می کنند.

به هر حال، موتورهای کموتاتور، کموتاتور بدون هسته و براشلس را می توان به عنوان موتور در دستگاه سروو درایو استفاده کرد.

کنترل درایو سروو اصل عملیات.

سروو درایو سیگنال های پالسی را دریافت می کند که از طریق یک سیم خاص از گیرنده عبور می کند. فرکانس چنین سیگنال هایی 20 میلی ثانیه است و مدت زمان آنها می تواند بین 0.8-2.2 میلی ثانیه تغییر کند. برای اینکه بتوانید ایده روشنی از نحوه تبدیل سیگنال به حرکت صندلی گهواره ای داشته باشید، باید آنالیز کنید. طرح استانداردخدمت می کند.

که در آن GOP یک مولد پالس مرجع است (یک پتانسیومتر به آن متصل است)، K یک کامپاتاتور، UVH یک دستگاه ذخیره سازی نمونه برداری، M یک موتور الکتریکی است که توسط مورب پل برق پوشانده شده است.

حالا بیایید با جزئیات بیشتری به نحوه عملکرد درایو سروو نگاه کنیم. بنابراین، سیگنال پالس از گیرنده به compatator می آید و در همان زمان GOP را فعال می کند. مدت زمان پالس مرجع مربوط به موقعیت پتانسیومتر است که از نظر فیزیکی به شفت خروجی متصل است. هنگامی که راکر در موقعیت وسط قرار دارد، طول سیگنال 1.5 میلی ثانیه است، اما اگر موقعیت شدید 0.8 یا 2.2 میلی ثانیه باشد. سیگنال کنترل و پالس مرجع توسط یک Compatator تجزیه و تحلیل می شوند که مقدار اختلاف آنها را محاسبه می کند (محاسبه بر اساس مدت زمان پالس انجام می شود). این طول پالس اختلاف است که تعیین می کند وضعیت "مورد انتظار" و "واقعی" فرمان چقدر مطابقت دارند. نشانگر حاصل به عنوان یک پتانسیل در UVH ذخیره می شود. دشوار؟

اصل کارکرد درایو سروو تحت شرایط مختلف

موقعیت راکر سروو مطابق با وضعیت چوب پنل کنترل است. مدت زمان پالس های مرجع و کنترل یکسان است. همه خروجی های compatator روی "0" تنظیم شده اند. موتور خاموش می شود و راکر موقعیت اصلی خود را حفظ می کند.

خلبان موقعیت چوب را تغییر می دهد و در نتیجه ضربه کنترل را افزایش می دهد. در یک خروجی از compatator، یک پالس اختلاف خروجی خواهد شد که در حافظه UVH ذخیره می شود. در این لحظه، ولتاژ به موتور اعمال می شود، شروع به چرخش می کند و با آن گیربکس شروع به حرکت می کند و راکر و پتانسیومتر را می چرخاند تا مدت زمان پالس مرجع افزایش یابد. چنین شرایطی تا زمانی ادامه خواهد داشت که طول هر دو پالس به یک مقدار برسد. سپس چرخش موتور متوقف می شود.

خلبان چوب کنترل از راه دور را در جهت مخالف حرکت می دهد و در نتیجه طول پالس کنترل را کاهش می دهد. کنترل سروو در این مرحله مشابه فرآیندی است که در بالا توضیح داده شد. یک پالس اختلاف در خروجی پایین تر کامپاتاتور تولید می شود که توسط UVH ذخیره می شود و ولتاژ موتور را تامین می کند. موتور شروع به چرخش می کند، اما در جهت دیگر، و به کار خود ادامه می دهد تا زمانی که طول پالس دوباره همان مقادیر را بگیرد.

خلبان با کنترل پنل تعاملی ندارد. فرمان مدل شروع به چرخاندن درایو سروو می کند، زیرا در حین حرکت بار را در نظر می گیرد. اکنون مدت زمان پالس مرجع تغییر می کند که به دلیل آن پالس اختلاف از طریق کامپاتاتور روی موتور اثر می گذارد و UVH و گشتاور به گیربکس می رسد که از چرخش راکر جلوگیری می کند. آن ها صندلی گهواره ای در یک موقعیت قرار می گیرد.

ما عملکرد درایو سروو را در یک نسخه ساده شده تجزیه و تحلیل کرده ایم. در واقع، راه اندازی و استفاده از دستگاه تفاوت های ظریف زیادی دارد که با دانستن آنها می توانید از خرابی ها و موقعیت های ناخوشایند جلوگیری کنید.

حال با دانستن نحوه عملکرد سروو درایو و اصل عملکرد آن می توانید بروید و دستگاهی را برای مدل خود انتخاب کنید. برای این کار باید به وب سایت Planeta Hobby بروید. اگر نمی دانید چگونه سروو مناسب برای هواپیما یا ماشین خود انتخاب کنید، برای مشاوره با مشاور ما تماس بگیرید یا این مقاله مفید را مطالعه کنید.