Birçok kişi şu soruyu soruyor: servo - nedir bu? Klasik servo tasarımı bir motor, bir konum sensörü ve üç döngülü bir kontrol sistemi (konum, hız ve akım düzenlemesi) içerir.

"Servo" kelimesi Latince kökenli "servus" olup, kelimenin tam anlamıyla "köle", "yardımcı", "hizmetçi" olarak çevrilmiştir.

Mühendislik endüstrisinde, yardımcı bileşenler olarak hareket eden cihazlar (bir takım tezgahında besleme tahriki, robot vb.). Ancak günümüzde durum değişti ve servonun asıl amacı servo mekanizmalar alanında uygulanmasında yatmaktadır.

Bir servo montajı, geleneksel olanların işin doğruluğunu yeterince düzenlemediği durumlarda haklı çıkar.

Yüksek performans düzeyine sahip ekipmanlarda yüksek kaliteli enstrümanların kullanılması gereklidir.

Bu makale servo, ne olduğu ve nasıl çalıştığı hakkında konuşacak.

Cihazın kullanım alanları

AT modern dünya Otomasyon, makine mühendisliğinin tüm alanlarında güçlü bir konum aldığında, tüm mekanizmaların tasarımı gözle görülür şekilde birleştirildi. Bu durumda, modern bireysel sürücüler kullanılır.

Bir servonun ne olduğunu anlamak için cihazın kapsamını bilmeniz gerekir.

Cihazlar, hızı korumak için hassas yapılar ve yüksek doğrulukta takım tezgahları içerir. Sondaj ekipmanına monte edilirler, çeşitli sistemler taşıma ve yardımcı mekanizmalar.

Cihazlar en yaygın olarak aşağıdaki alanlarda kullanılmaktadır:

• kağıt ve ambalaj üretimi;
• metal levha üretimi;
• malzeme taşıma;
• ulaşım ekipmanı üretimi;
• yapı malzemeleri üretimi.

Araba bagajı için servo

Araba bagajı servolarının birçok modeli var. farklı üreticiler. Bir gövde servosu gibi bir cihazın işlevselliğini düşünün. yerli üretici"Otozebra". Cihaz Rus arabaları için tasarlandı, ancak sadece değil. Örneğin, bir Renault Logan otomobilinde kullanılabilir.

Kullanıcı incelemelerine göre, bu tasarım uygundur. Arabadan inmeden bagajı açıp kapatmanızı sağlar.

Cihaz, yolcu bölmesine veya kabine monte edilmiş bir düğme vasıtasıyla kontrol edilir.

Cihazın yaygın olarak kullanılmasının nedeni

Servo sürücülerin sık kullanılmasının nedeni şuydu:

• yüksek doğruluk ve kararlı çalışma ile karakterize edilen kontrol elde etme olasılığı;
• geniş hız kontrolü aralığı;
• yüksek seviye müdahaleye karşı direnç;
• cihazın küçük boyutu ve ağırlığı.

Servonun çalışma prensibi

Cihaz nasıl çalışır? Bir veya daha fazla sistem sinyalinden gelen geri bildirime dayanan bir servo, bir nesneyi düzenler. Cihazın çıkış göstergesi, ayar eylemiyle karşılaştırıldığı girişe girer.

Hareket Özellikleri

Servo sürücü cihazının iki ana özelliği vardır:

• gücü artırma yeteneği;
• geribildirim bilgilerinin sağlanması.

Çıkışta gereken enerjinin çok yüksek olması (harici bir kaynaktan geliyor) ve girişte göstergesinin önemsiz olması amacıyla amplifikasyon gereklidir.

Geri besleme, giriş ve çıkışta sinyallerin eşleşmediği kapalı bir devreden başka bir şey değildir. Bu süreç yönetim için kullanılır.

Buradan çıkan sonuç şudur: ileri yöndeki devre bir enerji vericisi olarak hizmet eder ve ters yönde kontrol doğruluğu için gerekli olan bir bilgi vericisi olarak hizmet eder.

Güç kaynağı ve cihaz konektörlerinin pin çıkışı

RC konfigürasyonlarına uygulanabilen bir servo tipik olarak üç kabloya sahiptir:

1. Sinyal verme. Üzerinden bir kontrol darbesi iletilir. Kural olarak, tel beyaz, sarı veya kırmızı renktedir.
2. Besleme. Güç göstergesi 4,8 ila 6 V arasındadır. Genellikle bu kırmızı bir teldir.
3. topraklama. Tel siyah veya kahverengidir.

Aktüatör boyutları

Agregalar üç kategoriye ayrılır:

• mikrosürücüler;
• standart modifikasyonlar;
• büyük cihazlar.

Diğer boyutları olan servolar da vardır, ancak yukarıdaki türler tüm cihazların %95'ini oluşturur.

Ürünün ana özellikleri

Servonun çalışması iki ana gösterge ile karakterize edilir: dönme hızı ve şaft üzerindeki kuvvet. İlk değer, saniye cinsinden ölçülen zamanın bir göstergesi olarak hizmet eder. Kuvvet kg / cm cinsinden ölçülür, yani mekanizmanın dönme merkezinden hangi düzeyde kuvvet geliştirdiği.

Genel olarak, bu parametre cihazın ana amacına ve ancak o zaman cihazda kullanılan dişli kutusu dişlilerinin ve düğümlerin sayısına bağlıdır.

Daha önce de belirtildiği gibi, şimdi 4,8 ila 6 V'luk bir besleme voltajında ​​​​çalışan mekanizmalar üretiliyor. Daha sıklıkla bu rakam 6 V'tur. Ancak, tüm modeller geniş bir voltaj aralığı için tasarlanmamıştır. Bazen servo motor sadece 4.8V veya sadece 6V'da çalışır (ikinci konfigürasyonlar oldukça nadirdir).

Analog ve dijital modifikasyonlar

Birkaç yıl önce tüm servo devreleri analogdu. Artık dijital tasarımlar da var. Çalışmaları arasındaki fark nedir? Gelelim resmi bilgilere.

Futaba raporuna göre, son on yılda servo sürücüler, küçük boyutlu, yüksek dönme hızı ve burulma elemanlarının yanı sıra teknik olarak eskisinden daha üstün hale geldi.

En son gelişme aşaması, dijital bir cihazın ortaya çıkmasıdır. Bu üniteler, kollektör tipi motorlara göre bile önemli avantajlara sahiptir. Bazı olumsuzluklar olsa da.

Harici analog ve dijital cihazlar ayırt edilemez. Farklılıklar yalnızca cihaz kartlarında sabitlenir. Dijital bir ünitedeki mikro devre yerine, alıcı sinyalini analiz eden bir mikroişlemci görebilirsiniz. Motoru kontrol ediyor.

Analog ve dijital modifikasyonların operasyonda temelde farklı olduğunu söylemek tamamen yanlıştır. Aynı motorlara, mekanizmalara ve potansiyometrelere sahip olabilirler.

Ana fark, alıcının gelen sinyalini ve motor kontrolünü işleme yöntemidir. Her iki servo da radyo alıcısından aynı güç sinyalini alır.

Böylece netleşir, servo nedir?

Analog modifikasyonun çalışma prensibi

Analog modifikasyonda, alınan sinyal servo motorun mevcut konumu ile karşılaştırılır ve ardından amplifikatör sinyali motora gönderilerek motorun hareket etmesine neden olur. verilen pozisyonİşlemin hızı saniyede 50 defadır. Bu, minimum yanıt süresidir. Verici üzerindeki kolu reddederseniz, servoya kısa darbeler akmaya başlayacak ve aralarındaki aralık 20 m / s'ye eşit olacaktır. Darbeler arasında motora hiçbir şey girmez ve dış etkiler cihazın çalışmasını herhangi bir yönde değiştirebilir. Bu zaman aralığına "ölü bölge" denir.

Dijital tasarım nasıl çalışır?

Dijital cihazlar tarafından kullanılır özel işlemci yüksek frekanslarda çalışır. Alıcı sinyalini işler ve motora saniyede 300 kez kontrol darbeleri gönderir. Frekans göstergesi çok daha yüksek olduğundan, reaksiyon gözle görülür şekilde daha hızlıdır ve konumu daha iyi tutar. Bu, optimum merkezlemeye ve yüksek bir burulma seviyesine neden olur. Ancak bu yöntem çok fazla enerji gerektirdiğinden analog mekanizmada kullanılan pil bu tasarımda çok daha hızlı boşalacaktır.

Ancak, dijital bir modelle en az bir kez karşılaşan tüm kullanıcılar, analog tasarımdan farkının o kadar önemli olduğunu ve bir daha asla kullanmayacaklarını söylüyorlar.

Çözüm

Aşağıdakilere ihtiyacınız varsa, dijital analoglar seçiminiz olacaktır:

• yüksek seviye ;
• minimum "ölü bölge" sayısı;
• hassas konumlandırma seviyesi;
• komuta hızlı yanıt;
• dönerken şaft üzerinde sabit kuvvet;
• yüksek güç seviyesi.

Artık servonun ne olduğunu ve nasıl kullanılacağını biliyorsunuz.

Servo(lat. servus - hizmetçi, asistan; servo sürücü)- kontrollü sürüş olumsuz geribildirim , hareket parametrelerinin hassas kontrolünü sağlar.

Bir servo en yaygın olarak robotikte bulunur. Özellikle malları veya nesneleri doğru bir şekilde taşıma sorununu çözmek söz konusu olduğunda, onsuz yapmak imkansızdır. Bu görev, herhangi bir işlem gerçekleştirilirken gerçekleşir. mekanik iş(boyama, kaynaklama, taşlama, ürünleri bir konveyör üzerinde taşıma vb.). Mekanik ellere benzeyen manipülatörler bu tür işleri yaparlar. Aslında, dünya çapında üretimi otomatikleştirmek için kullanılan ünlü endüstriyel robotik, öncelikle manipülatörler tarafından temsil edilmektedir. Ve böyle bir manipülatör, bağlantılarını çalıştıran servolar olmadan yapamaz. Neden? Niye?

Her şey servonun özellikleri ile ilgili. Bir servo sürücü, sürücünün aktüatör (çıkış) bağlantısının hareket parametrelerini doğru bir şekilde kontrol etmenizi sağlayan negatif geri besleme kullanan bir sürücüdür (çoğunlukla bu çıkış milidir). Böyle bir geri besleme oluşturmak için genellikle bir servo çıkış bağlantı konum sensörü kullanılır, ancak hız, kuvvet vb. sensörler de kullanılabilir. belirli pozisyon. Bu konumda kurulur ve konumu değiştirmek için bir komut alınana kadar “bekler”. Örneğin, şaftı 90 derecelik bir açısal konuma ayarlamak için bir sinyal verilir. Mil bu konuma döner ve yeni konum bildirilinceye kadar bu konumda tutar. Bu tür kontrol olanakları, bir servo sürücüyü, yalnızca voltaj uygulandığı sürece sürekli olarak dönebilen geleneksel bir dişli motordan ciddi şekilde ayırır. Sonuç olarak, bir robot bu tür sürücülerle donatılmışsa, bir insan eli gibi hareket edebilir ve yapabileceğimiz tüm işleri yapabilir.

Sektörde pek çok servo sürücü çeşidi bulunmaktadır.Bu yazımızda döner elektrikli servo sürücüleri ele alacağız. Basitçe söylemek gerekirse, bu tür servo sürücüler için çıkış aktüatörü dönen bir şafttır. Basit olması için, robotların eğitim modellerini ve diğer yüzen, uçan veya yürüyen mekanizmaları oluşturmak için aktif olarak kullanılan SG-90 hobi servo cihazını (Şekil 1) ele alacağız. Bir hobi servo sürücüsü, endüstriyel olanın aksine, boyut olarak çok daha küçüktür, daha az güç geliştirir, farklı şekilde kontrol edilir, ancak Genel prensip eylem, endüstriyel muadili ile kesinlikle aynıdır.

Resim 1

Hobi servo cihazı Şekil 2'de gösterilmektedir. Bir elektrik motoru, bir dişli takımı olan bir dişli kutusu, bir potansiyometre (geri besleme için konum sensörü görevi görür), bir elektronik motor kontrol panosu ve tüm içeriği içeren bir kasadan oluşur. . Aynı şekil, servoya güç verilen ve kontrol edilen kabloyu göstermektedir. 3 çekirdekten oluşur: güç "artı", güç "eksi" ve bir kontrol sinyalinin uygulandığı bir tel. Üzerinde farklı modeller Hobby servo telleri farklı renklerde olabilir. Ancak neredeyse her zaman "artı" güç kablosu kırmızı renktedir ve "eksi" güç kablosu siyahtır. Sinyal kablosuyla ilgili olarak (bir kontrol sinyali iletmek için), net renk standartları yoktur. Servo üreticisine bağlı olarak sinyal kablosu beyaz, turuncu veya sarı olabilir.

şekil 2

Bu tür motorları kontrol etmek için bir kontrol sinyali standardı kabul edilmiştir. Sürekli tekrar eden dürtüleri veya dediğimiz gibi bir dizi dürtüyü temsil eder (Şekil 3). Bu darbelerin frekansı her zaman sabit kalır ve 50 Hz'dir. Anlaşılan o ki, zaman dilimidarbeler (bitişik darbelerin ön kenarları arasındaki süre) 1s / 50 = 0.02 saniye, yani 20 milisaniyedir.

Figür 3

İlginç bir şekilde, servonun çıkış milinin açısal konumu, uygulanan darbenin süresi ile belirlenir. Açıklama için, Şekil 4, darbe genişliğinin zaman koordinatları cinsinden yaklaşık oranını ve servo milin dönüş açısını gösterir. Servo milin dönüşü, 1 ila 2 ms (milisaniye) süreli darbelerle kontrol edilir.

Şekil 4

Grafikten de görebileceğiniz gibi, servoyu kontrol etmek için darbe genişliği modülasyonlu bir sinyalden başka bir şey değil - PWM kullanılır. PWM nedir, web sitemizdeki ilgili makalede bulunabilir.

Ve çıkışta darbe genişliği nasıl şaft açısına dönüşür?

Şekil 2'de görüldüğü gibi servo gövdesinde ayrıca elektronik motor kontrol modülü bulunmaktadır. Servoya uygulanan sinyal bu karta gider. Ancak bu sinyalin ardından ne olacağı, aşamalı olarak analiz edeceğimiz Şekil 5'teki blok diyagramda gösterilmektedir. Her aşama bir dikdörtgen veya daire ile gösterilir ve numaralandırılır. Bu dikdörtgenlerin içinde sinyalin dönüştürüldüğü veya işlendiği cihazlar bulunur.

Şekil 5

Böylece, PWM modülasyonlu giriş kontrol sinyali Supr, özel bir çipe gelir. mantıksal öğeler, yardımıyla Ukontrol voltajına dönüştürülür (aşama No. 1). Bundan sonra, Ucontrol sinyali (kontrol voltajı) voltaj karşılaştırma elemanına beslenir. Bu elemana toplayıcı denir, ancak aslında Ucontrol voltajını (geri besleme voltajı), giriş sinyalinden Ucontrol'den çıkarır, bu da geri besleme yoluyla gelir. değişken direnç(aşama numarası 2).

Ortaya çıkan fark Ucorr (düzeltici voltaj), yerleşik amplifikatör (kademe No. 3) tarafından yükseltilir ve elektrik motoruna beslenir. Motor döner (adım #4) ve servonun çıkış milini ve bununla birlikte bir potansiyometre biçimindeki geri besleme sensörünü çalıştırır. Potansiyometre düğmesi döndürüldüğünde, voltaj değişir ve milin dönüşünün Uobr voltajına (aşama No. 5) dönüştürüldüğü ortaya çıkar. Bu Uobr gerilimi (yine aşama No. 2), Ukontrol gerilimi ile karşılaştırılır ve Ucorr biçimindeki fark yine yükselticiye (aşama No. 3) gider ve bu böyle devam eder. Sinyal zincir boyunca "yürür" geri bildirim Ucontrol = Uobr oranı sağlanana kadar. Ardından Ucorr 0'a eşit olacak ve motor duracaktır. Bu, servo tahrik mili Supr giriş kontrol sinyaline karşılık gelen bir pozisyon aldığında gerçekleşir.

Söylenen her şeyi özetleyelim. Servo mil, potansiyometre düğmesine mekanik olarak bağlanmıştır. Bu nedenle, servo milin dönüşü ile birlikte, potansiyometre döner, bunun sonucunda direnci değişir ve çıkış voltajı Uarr. Buna göre, Uobr potansiyometresinden gelen çıkış voltajı doğrudan servonun dönüş açısına bağlıdır. Aynı zamanda, 0,001 ila 0,002 saniye arasında bir darbe süresiyle servo sürücüye Scontrol girişi sinyali, servo milin dönmesi gereken açıyı belirleyen Ucontrol voltaj seviyesini ayarlar. Servo şaft tam olarak istenen konumdayken motorun durdurulması, geri besleme sinyali Uobr'un Ucontrol sinyalinden çıkarılmasıyla elde edilir. Ve elektrik motoruna yükseltilmiş voltajın uygulanması ve motorun servo şaftını mümkün olduğunca hızlı bir şekilde önceden belirlenmiş bir konuma hareket ettirmesi için aşama No. 3'ün yükselticisi gereklidir.

Servo motor kontrol örnekleri

Yukarıda bahsedildiği gibi, servo motoru kontrol etmek için belirli parametrelere sahip PWM kullanılır. Böyle bir PWM oluşturabilirsiniz Farklı yollar. Bazılarını gösterelim.

1. 555 zamanlayıcı ile servo motor kontrolü . 555 zamanlayıcı çipi bir puls üreteci olarak çalışabilir (bu çip hakkında daha fazla bilgi için ilgili makaleyi okuyun). Bu nedenle, bu mikro devrenin çalışması için bu tür parametreleri seçmek, böylece ihtiyacımız olan darbeleri verecek şekilde seçmek mümkündür. Bu darbelerin görev döngüsünü değiştirerek, yani darbelerin süresini 0,001'den 0,002 saniyeye değiştirerek, servo milin dönüş açısını ayarlayacağız.

Bir PWM sinyali uygulamak için 50 Hz sabit frekansta ayarlanabilir darbe görev döngüsüne sahip bir devre kullanmak gerekir. Diyagramdaki (Şekil 6) bileşenlerin parametreleri bu koşulları sağlayacak şekilde seçilir. Ancak kontrol sinyalinin tüm koşulları sağlaması için ters çevrilmesi gerekir. Bunun için devredeki transistör gereklidir. Görev döngüsünü verilen sınırlar dahilinde kontrol etmek için maksimum 20 kΩ dirençli bir potansiyometre gerekli olacaktır. İki adet 10 kΩ potansiyometre kullanacağız (çünkü bu devrenin detaylı anlatıldığı Evolvektör Seviye 1 Temel Sette kullanılan potansiyometrelerdir. Servo motorun çalışma stroku 180 derecedir. Bu durumda düğmeyi çevirirken bir potansiyometre, servo 90 derece dönecek ve diğerinin ek dönüşü ile - ikinci 90 derece.

Şekil 6

1. seviye Evolvektörün Temel setini satın alarak bu şemayı daha ayrıntılı olarak inceleyebilir ve monte edebilirsiniz.

2. Kontrolör tarafından servo motor kontrolü. İTİBAREN kontrolörü kullanarak istediğiniz PWM sinyalini de oluşturabilirsiniz. Örneğin Arduino platformunda programlanabilir bir kontrolör kullanabilirsiniz. Servomotor kontrol algoritmasının (PWM nesli) programlanmasını mümkün olduğunca basitleştirmek için kütüphane adı verilen önceden yazılmış programlar kullanılır. Onların kompleksi programlama kodu kullanıcıdan gizli, sadece kütüphaneyi ana programımıza bağlarken kısa komutlar kullanarak ihtiyacımız olan fonksiyonları çağırmamız öneriliyor. Bütün bunlar, bir servo motor gibi cihazların kontrolünü algoritmik bir bakış açısından karmaşık, son derece basit ve kullanışlı hale getirir.

Bağlantı şeması veArduino kontrolörü ile servo motoru kontrol etmek için taslak (program) Şekil 7'de gösterilmektedir.

Şekil 7

DİKKAT: Örneğimizde (Şekil 7) olduğu gibi servo motor gücünün doğrudan karta bağlanması istenmeyen bir durumdur. Şekilde, çok küçük akımlar tüketen bağlı “mini” kategorisinden bir servo motorumuz var, bu yüzden oldukça normal çalışıyor, doğrudan karttan güç alıyor. Standart boyutlu bir servo daha fazla güç gerektirir, bu da aşırı ısınmaya ve kontrolörde hasara neden olabilir. Özellikle birden fazla servo sürücü aynı anda kontrol edilecekse, motorlar yalnızca ayrı bir güç kaynağına bağlanmalıdır.

#Dahil etmek<Servo .h>- bu komut, servoyu kontrol etmek için kütüphaneyi bağlamak anlamına gelir. Bu kitaplık, Seviye 2 kitlerimizle birlikte gelen Evolvector CD'sinde bulunur. Ayrıca internette bulabilir ve Arduino IDE'nizin "kütüphaneler" klasörüne koyabilirsiniz.
Bağladığımız kütüphanede çok sayıda komut var, sadece programda kullanılanları dikkate alacağız.

Servo sürücü; özel tipte bir değişkenin bildirimidir. hareket- bu bir değişkendir (ismi keyfi olarak seçiyoruz). Servo değişkenin türüdür (bağlantılı kitaplıkta tanımlanan özel bir tür). Bu tipte 12'ye kadar değişken ayarlayabilirsiniz, yani 12 servoyu kontrol etmek için. Yani bu komutla tahtaya adını verdiğimiz bir servomuz olduğunu söyledik. hareket.
hareket.ekle(9);- bu komut, servo ( hareket) pin 9'a (çıkış) bağlanır.
hareket.yaz(90); - bu komut servoya neden olur ( hareket) orta konuma (90 derece) çevirin.
hareket.yaz(0); - servoyu 0 derece konumuna döndürür.
dvig.write(180); - servoyu 180 derecelik bir konuma döndürür.

Programdaki diğer satırların ne anlama geldiğini web sitemizin sayfalarında bulabilir veya dahil edilen eğitimlerden öğrenebilirsiniz.

Servo Sürücü - Bir servo motor, geri besleme ilkesine göre iş yapan bir elektrik motorudur. Motor rotorundan, dönüş dişli kutusu aracılığıyla kontrol mekanizmasına iletilir, dönüş açısını kontrol eden bir sensöre bağlı kontrol ünitesi tarafından geri bildirim sağlanır.
Servo motorlar, otomobillerde, tam konumu çok talep edilen elemanların doğrusal ve açısal hareketini sağlamak için kullanılır. Servonun çalışma prensibi, kontrol sinyalini yürütmek için elektrik motorunun çalışmasının ayarlanmasına dayanmaktadır.

Servo sürücü - kompozisyon ve amaç

Kontrol sinyali, motorun çıkış milinin döndüğü açıyı belirtiyorsa, uygulanan bir gerilime dönüştürülür. Geri besleme için motorun çıkış özelliklerinden birini ölçen bir sensör kullanılır. Sensör tarafından toplanan okumalar kontrol ünitesi tarafından işlenir, ardından servo motorun çalışması düzeltilir.

Servo sürücünün tasarımı, elemanları bir mahfazanın içine yerleştirilmiş bir elektromekanik üniteden oluşur. Servo sürücü bir dişli kutusu, bir elektrik motoru, bir kontrol ünitesi ve bir sensör içerir.

Servo sürücünün ana özellikleri, belirli bir modelde kullanılan çalışma voltajı, tork, dönüş hızı, malzemeler ve yapıdır.

Servo sürücü - tasarım ve çalıştırma özellikleri

Modern servo sürücüler, içi boş rotorlu ve çekirdekli iki tip elektrik motoru kullanır. Çekirdek motorların sargılı rotoru ve mıknatısları vardır doğru akımçevresine yerleştirildi. Bu elektrik motorlarının özelliği, sarkacın dönüşü sırasında açısal hareketlerin doğruluğunda bir azalmaya yol açan titreşimlerin oluşmasıdır.

İçi boş rotor motorların bu dezavantajı yoktur, ancak karmaşık üretim teknolojisi nedeniyle daha pahalıdır.

Çıkış milinin hızını azaltmak ve torkunu artırmak için servo dişli kutularına ihtiyaç vardır. Birçok servo dişli kutusu, düz dişliler, polimer malzemelerden ve metalden yapılmış dişlileri içerir. Metal dişli kutuları yüksek maliyetle karakterize edilir, ancak aynı zamanda güçlü ve dayanıklıdır.

Gerekli hassasiyete bağlı olarak servolar, çıkış milini muhafazaya göre hizalamak için plastik burçlar veya bilyalı rulmanlar kullanabilir.

Servo sürücü, kullanılan analog ve dijital kontrol ünitesi türünde de farklılık gösterir. Sayısal bloklar, servonun ana elemanının daha doğru konumlandırılmasını ve yüksek tepki hızı sağlar.

Makaleyi beğendiniz mi? Sosyal ağlarda arkadaşlarınızla paylaşın!

Servo motorlar (Servo motorlar), tüm hareket parametrelerinin hassas kontrolünün gerçekleştirildiği, sözde negatif geri besleme ile donatılmış özel elektrik motorlarıdır. Özü, bu cihazların çalışması sürecinde, işleyişin çıkış parametrelerinin başlangıçta ayarlanmış giriş parametreleriyle sürekli bir karşılaştırması olduğu gerçeğinde yatmaktadır. Bu, tasarımlarında kodlayıcılara, yani geri besleme sensörlerine sahip servo kontrolörler tarafından gerçek zamanlı olarak üretilen kontrol sinyalleri temelinde gerçekleşir.

Bu nedenle, tüm modern servo motorların tasarımı, gerçek elektrik motorunu ve kontrol ünitesini içerir. Toplu olarak, tasarımcıların yardımıyla servo sürücülerdir. teknik cihazlarçözmeyi başarır bütün çizgiönemli görevler. Çoğu zaman, gerekli olduğu durumlarda servo motorlar (servo sürücüler) kullanılır. otomatik modçeşitli ekipmanların bazı çalışan yapısal elemanlarının hassas bir şekilde konumlandırılmasını gerçekleştirin (örneğin, sayısal Program yönetimi, pres ve damgalama ekipmanı, robotik montaj hatları vb.) diğerlerine göre.

Tamamı dünyanın önde gelen üreticileri tarafından üretilmiştir Servo motorlar ikiye bölünebilir büyük gruplar: fırçalı ve fırçasız. Servo sürücüler, senkron ve asenkron elektrik motorlarının yanı sıra senkron lineer motorları da kullanabilir. Ek olarak, servo sürücülerde hem kasalı hem de çerçevesiz elektrik motorları kullanılabilir ve ikinci versiyonda, stator plakaları paketi, tüm profillerinin en verimli şekilde kullanılmasına izin verirken, boyutu önemli ölçüde azaltan kasanın rolünü oynar. ve bir bütün olarak cihazların ağırlığı.

Modern geri beslemeli servo motorların çoğu, kodlayıcı tarafından çeşitli sistem sinyallerinden üretilen sinyallerle kontrol edilir. Servo sistemlerin ana özelliklerinden biri, tipik olarak çok fazla güce sahip olan çıkış sinyallerini yükseltebilmeleridir. daha az güç girdi olanlardan daha fazla (karşılaştırılabilmesi için bu gereklidir). Böylece servo sistemlerin çalışması sırasında, devreleri enerjiyi ileri yönde ve ters yönde iletir - hassas kontrol için gerekli bilgiler.

Ana teknik özellikler servo motorlar dinamikleri, hareket tekdüzeliği ve enerji verimliliğidir. AT son yıllar Senkron servo motorlar giderek daha fazla kullanılmaktadır, bu da daha yüksek dinamiklerde asenkron olanlardan olumlu bir şekilde farklıdır, üzerinde uzun süreli çalışma olasılığı düşük hızlar zorlamalı soğutma ve daha yüksek aşırı yük direnci olmadan. Aynı zamanda servo sürücülerde kullanılan asenkron motorlar, senkron motorlara göre daha avantajlıdır. tam yokluk rotasyon sırasında nabız.

Kontrol ekipmanının üçüncü bileşeni servodur. Bu yazımızda sizlere bu bileşenin ne olduğunu, amacının ne olduğunu, cihazı ve servonun çalışma prensibini açıklamaya çalışacağız.

Servo Tanımı

Direksiyon servosu - hareket formatının hassas kontrolünü elde etmenizi sağlayan elektrik motorlu bir cihaz radyo kontrollü model olumsuz geribildirim yoluyla. Cihazında bulunan herhangi bir servo sürücü, bir sensöre ve harici bir parametreye göre sensör üzerinde belirli değerleri koruyan bir kontrol ünitesine sahiptir.

Bir servonun nasıl çalıştığını daha basit terimlerle açıklayalım:

• Servo bir darbe sinyali alır - servo kolunun dönüş açısını belirleyen bir kontrol değeri,
• Kontrol ünitesi gelen parametreyi sensöründeki değerle karşılaştırmaya başlar,
• Karşılaştırmanın sonucuna bağlı olarak, VU, hangi eylemin gerçekleştirilmesi gerektiğini önceden belirleyen bir sinyal verir: karşılaştırılan göstergelerin aynı olması için dönün, hızlandırın veya yavaşlayın.

Servo cihazı

Çoğu modern direksiyon makinesi aynı prensip üzerine inşa edilmiştir ve aşağıdakilerden oluşur. oluşturan parçalar: çıkış mili, redüktör dişlileri, DC motor, potansiyometre, baskılı devre kartı ve kontrol elektroniği.

Şanzıman motorla birlikte bir tahrik oluşturur. Gelen voltajı mekanik bir dönüşe dönüştürmek için bir elektrik motoruna ihtiyaç vardır. Şanzıman ise torku dönüştüren ve motor devrini düşürmeye yarayan bir dişli yapısıdır, çünkü çoğu zaman pratik kullanım için hiç uygun değildir.

Elektrik motorunu açıp kapatmakla birlikte, sallanan sandalyenin bağlı olduğu çıkış mili de döner - sırayla modelin direksiyonuna bağlanır. Modelimizin hareketini ayarlayacak olan rocker'dır ve bunun için servo cihazda bir potansiyometre bulunur - dönüş açısını tekrar elektrik sinyaline çevirebilen bir sensör.

Ancak, ana unsurlardan biri kontrol panosudur. elektronik devre. Elektriksel bir darbe alan, alınan sinyali potansiyometrenin verileriyle analiz eden ve elektrik motorunu açan / kapatan kişidir. İşte servonun nasıl düzenlendiği ve elemanlarının nasıl çalıştığı.

Bu arada kollektör, kollektör Çekirdeksiz ve fırçasız motorlar bir servo cihazda motor olarak kullanılabilir.

Servo kontrolü. Çalışma prensibi.

Servo, alıcıdan özel bir telden geçen darbe sinyallerini alır. Bu tür sinyallerin frekansı 20ms'dir ve süreleri 0.8-2.2ms arasında değişebilir. Sinyalin yine de rocker'ın hareketine nasıl dönüştürüldüğü hakkında net bir fikre sahip olmanız için, analiz etmeniz gerekir. standart şema servolar.

burada GOP bir opon puls üretecidir (ona bir potansiyometre bağlıdır), K bir kompatatördür, UVH bir örnekle ve tut cihazıdır, M bir elektrik motorudur ve bir güç köprüsü diyagonali ile kaplanmıştır.

Şimdi bir servonun nasıl çalıştığına daha yakından bakalım. Böylece darbe sinyali alıcıdan kompatatöre gelir ve aynı zamanda GOP'u aktive eder. Referans darbesinin süresi, çıkış miline fiziksel olarak bağlı olan potansiyometrenin konumu ile ilgilidir. Baston orta konumdayken, konum aşırı ise - 0,8 veya 2,2 ms sinyal uzunluğu 1,5 ms'dir. Kontrol sinyali ve referans darbe, fark değerlerini hesaplayan kompatatör tarafından analiz edilir (hesaplama darbe süresine dayalıdır). Direksiyon simidinin “beklenen” ve “gerçek” durumunun ne kadar çakıştığını belirleyen fark darbesinin uzunluğudur. Ortaya çıkan gösterge, UVH'de potansiyel olarak depolanır. Zor?

Servo sürücünün farklı koşullarda çalışma prensibi

Servo rocker'ın konumu, kontrol çubuğunun durumuna karşılık gelir. Referans ve kontrol darbelerinin süresi aynıdır. Tüm kompatatör çıkışları "0" olarak ayarlanmıştır. Motorun enerjisi kesilir ve külbütör orijinal konumunu korur.

Pilot, çubuğun konumunu değiştirerek kontrol darbesini arttırır. Karşılaştırıcının bir çıkışında, SHA belleğinde saklanacak olan bir fark darbesi verilecektir. Bu anda, motora voltaj uygulanacak, dönmeye başlayacak ve bununla birlikte dişli kutusu hareket etmeye başlayacak, külbütör ve potansiyometreyi referans darbesinin süresi artacak şekilde çevirecektir. Bu koşullar, her iki darbenin uzunlukları aynı değerlere ulaşana kadar devam edecektir. Ardından motor dönmeyi durduracaktır.

Pilot, kontrol darbesinin uzunluğunu azaltırken uzaktan kumanda çubuğunu ters yönde hareket ettirir. Bu aşamadaki servo kontrol, yukarıda açıklanan işleme benzer. Karşılaştırıcının alt çıkışında, UVH tarafından depolanan ve motora voltaj sağlayan bir fark darbesi oluşur. Motor dönmeye başlar, ancak ters yönde ve darbe uzunlukları tekrar aynı değerleri alana kadar çalışmaya devam eder.

Pilot, kontrol paneli ile etkileşime girmez. Modelin dümeni seyir esnasında yükü hesaba kattığı için servo kolu döndürmeye başlar. Şimdi, referans darbesinin süresi değişiyor, bunun nedeni, kompatatör ve SHA aracılığıyla fark darbesinin motora etki etmesi ve külbütörünün dönmesini önleyen dişli kutusuna tork uygulanması. Şunlar. rocker bir konumda tutulur.

Servonun çalışmasını basitleştirilmiş bir versiyonda analiz ettik. Aslında, arızaları ve hoş olmayan durumları önleyebileceğinizi bilerek, cihazı kurmak ve kullanmak için birçok nüans vardır.

Şimdi, servonun nasıl çalıştığını, çalışma prensibini bilerek, modeliniz için bir cihaz seçebilir ve seçebilirsiniz. Bunu yapmak için "Planeta Hobby" sitesine gitmeniz gerekiyor. Uçağınız veya arabanız için doğru servoyu nasıl seçeceğinizi bilmiyorsanız, danışmanımızdan tavsiye isteyin veya bu faydalı makaleyi okuyun.