Kaj je servo motor?

Kaj je servo motor?

Servo motor je tip motorja, ki se lahko vrtijo z veliko natančnostjo. Običajno je ta tip motorja sestavljen iz krmilnega vezja, ki zagotavlja povratne informacije o trenutnem položaju gredi motorja, kar omogoča, da se servo motorji vrtijo zelo natančno. Če želite predmet zavrteti pod določenimi koti ali razdaljo, uporabite servo motor. Sestavljen je iz preprostega motorja, ki teče skozi servo mehanizem. Če se motor napaja z enosmernim napajanjem, se imenuje enosmerni servo motor, če je motor z izmeničnim tokom, pa se imenuje AC servo motor. V tej vadnici bomo razpravljali samo o delujočem servo motorju DC. Poleg teh glavnih klasifikacij obstaja še veliko drugih vrst servo motorjev, ki temeljijo na vrsti razporeditve zobnikov in obratovalnih lastnostih. Servo motor je običajno opremljen z zobniškim sistemom, ki nam omogoča, da dobimo servo motor z zelo velikim navorom v majhnih in lahkih paketih. Zaradi teh lastnosti se uporabljajo v številnih aplikacijah, kot so avtomobili za igrače, RC helikopterji in letala, robotika itd.

Servo motorji so ocenjeni v kg / cm (kilogram na centimeter). Večina hobi servo motorjev je ocenjena na 3 kg / cm ali 6 kg / cm ali 12 kg / cm. Ta kg / cm vam pove, koliko teže lahko vaš servo motor dvigne na določeni razdalji. Na primer: 6 kg / cm servo motorja mora biti sposoben dvigniti 6 kg, če je tovor obešen 1 cm stran od gredi motorja, večja kot je razdalja, manjša je nosilnost teže. Položaj servo motorja določa električni impulz, njegovo vezje pa je nameščeno ob motorju.

Delovni mehanizem servo motorja

Sestavljen je iz treh delov:

1. Nadzorovana naprava
2. Izhodni senzor
3. Sistem povratnih informacij

To je sistem z zaprto zanko, kjer uporablja sistem pozitivnih povratnih informacij za nadzor gibanja in končnega položaja gredi. Napravo tukaj krmili povratni signal, ustvarjen s primerjavo izhodnega signala in referenčnega vhodnega signala.

Tu se referenčni vhodni signal primerja z referenčnim izhodnim signalom, tretji signal pa odda povratni sistem. In ta tretji signal deluje kot vhodni signal za krmiljenje naprave. Ta signal je prisoten, dokler se generira povratni signal ali če obstaja razlika med referenčnim vhodnim signalom in referenčnim izhodnim signalom. Glavna naloga servomehanizma je torej ohraniti izhod sistema na želeni vrednosti ob prisotnosti hrupa.

Načelo delovanja servo motorja

Servo je sestavljen iz motorja (enosmernega ali izmeničnega), potenciometra, sklopa zobnikov in krmilnega vezja. Najprej uporabljamo sklop zobnikov za zmanjšanje vrtljajev in za povečanje navora motorja. Recimo, da je v začetnem položaju gredi servo motorja položaj gumba potenciometra takšen, da na izhodnih vratih potenciometra ne nastaja električni signal. Zdaj se na drug vhodni priključek ojačevalnika detektorja napak odda električni signal. Zdaj razlika med tema dvema signaloma, eden prihaja iz potenciometra, drugi pa iz drugih virov, bo obdelana v povratnem mehanizmu in izhod bo zagotovljen v smislu signala napake. Ta signal napake deluje kot vhod za motor in motor se začne vrteti.Zdaj je gred motorja povezana s potenciometrom in ko se motor vrti, potenciometer tudi generira signal. Ko se kotni položaj potenciometra spremeni, se spremeni njegov izhodni povratni signal. Po določenem času položaj potenciometra doseže položaj, da je izhod potenciometra enak zunanjemu signalu. V tem stanju iz ojačevalnika na vhod motorja ne bo izhodnega signala, saj ni razlike med zunanjim uporabljenim signalom in signalom, ustvarjenim na potenciometru, in v tem primeru se motor ustavi.iz ojačevalnika na vhod motorja ne bo izhodnega signala, saj ni razlike med zunanjim uporabljenim signalom in signalom, ustvarjenim na potenciometru, in v tem primeru se motor ustavi.iz ojačevalnika na vhod motorja ne bo izhodnega signala, saj ni razlike med zunanjim uporabljenim signalom in signalom, ustvarjenim na potenciometru, in v tem primeru se motor ustavi.

Povezava servo motorjev z mikrokrmilniki:

Povezava hobija Servo motorji, kot je servo motor s90, z MCU so zelo enostavni. Servo imajo tri žice, ki izhajajo iz njih. Od tega bosta dva uporabljena za napajanje (pozitivna in negativna), ena pa za signal, ki ga bo poslal iz MCU. MG995 Metal Gear Servo Motor , ki se najpogosteje uporabljajo za RC avtomobilov humanoidni roboti itd slika MG995 je prikazano spodaj:

Barvno kodiranje vašega servo motorja se lahko razlikuje, zato preverite ustrezen podatkovni list.

Vsi servo motorji delujejo neposredno z vašimi napajalnimi tirnicami + 5V, vendar moramo biti previdni pri količini toka, ki bi ga porabil motor, če nameravate uporabiti več kot dva servo motorja, je treba zasnovati ustrezen servo ščit.

Krmiljenje servo motorja:

Vsi motorji imajo tri žice, ki izhajajo iz njih. Od tega bosta dva uporabljena za oskrbo (pozitivna in negativna), ena pa za signal, ki bo poslan iz MCU.

Servo motor krmili PWM (impulz z modulacijo), ki ga zagotavljajo krmilne žice. Obstaja najmanjši impulz, največji impulz in hitrost ponavljanja. Servo motor se lahko v nevtralnem položaju obrne za 90 stopinj iz katere koli smeri. Servo motor pričakuje, da bo videl impulz vsakih 20 milisekund (ms), dolžina impulza pa bo določala, kako daleč se motor obrne. Na primer, z impulzom 1,5 ms se bo motor obrnil v položaj 90 °, na primer, če je impulz krajši od 1,5 ms, se gred premakne na 0 ° in če je daljši od 1,5 ms, bo servo obrnil na 180 °.

Servo motor deluje na principu PWM (modulacija širine impulza), kar pomeni, da njegov kot vrtenja nadzira trajanje uporabljenega impulza na nadzorni PIN. V osnovi je servo motor sestavljen iz enosmernega motorja, ki ga krmilijo spremenljivi upor (potenciometer) in nekatere prestave. Sila visoke hitrosti enosmernega motorja pretvori v navor Gears. Vemo, da je DELO = FORCE X DISTANCE, pri enosmernem motorju je sila manjša, razdalja (hitrost) pa velika, pri servo servo pa velika in razdalja manjša. Potenciometer je povezan z izhodno gredjo servo pogona, da se izračuna kot in zaustavi enosmerni motor na zahtevanem kotu.

Servo motor lahko vrtite od 0 do 180 stopinj, lahko pa tudi do 210 stopinj, odvisno od izdelave. To stopnjo vrtenja je mogoče nadzorovati z uporabo ustreznega električnega impulza na krmilni zatič. Servo preveri utrip vsakih 20 milisekund. Impulz širine 1 ms (1 milisekunda) lahko zasuče servo na 0 stopinj, 1,5 ms se lahko zavrti na 90 stopinj (nevtralni položaj), impulz 2 ms pa ga lahko zavrti na 180 stopinj.

Vsi servo motorji delujejo neposredno z vašimi napajalnimi tirnicami + 5V, vendar moramo biti previdni pri količini toka, ki bi ga porabil motor, če nameravate uporabljati več kot dva servo motorja, je treba zasnovati ustrezen servo ščit.

Če želite izvedeti več o principu delovanja servo motorja in praktični uporabi, si oglejte spodnje aplikacije, kjer je upravljanje servo motorja razloženo s primeri:

• Vezje preizkuševalnika servo motorja
• Vmesnik servo motorja z mikrokrmilnikom 8051
• Krmiljenje servo motorja z uporabo Arduina
• Servo nadzor z Arduino Due
• Servo nadzor s fleksibilnim senzorjem
• Vadnica za servo motorje Raspberry Pi