Kas yra servo variklis?

Kas yra servovariklis?

Servo variklis yra variklis, kuris gali pasukti su dideliu tikslumu tipo. Paprastai tokio tipo varikliai susideda iš valdymo grandinės, suteikiančios grįžtamąjį ryšį apie dabartinę variklio ašies padėtį, šis grįžtamasis ryšys leidžia servo varikliams suktis labai tiksliai. Jei norite pasukti objektą tam tikru kampu ar atstumu, naudokite servovariklį. Jį sudaro tik paprastas variklis, veikiantis per servo mechanizmą. Jei variklis maitinamas nuolatinės srovės maitinimo šaltiniu, jis vadinamas nuolatinės srovės servo varikliu, o jei jis yra kintamosios srovės varikliu, tada jis vadinamas kintamosios srovės servo varikliu. Šioje pamokoje aptarsime tik apie nuolatinės srovės servo variklio veikimą. Be šių pagrindinių klasifikacijų, yra daugybė kitų servovariklių tipų, atsižvelgiant į pavarų išdėstymo tipą ir veikimo charakteristikas. Servovariklis paprastai būna su pavarų išdėstymu, kuris leidžia mums gauti labai didelį sukimo momento servovariklį mažose ir lengvose pakuotėse. Dėl šių savybių jie naudojami daugelyje programų, pavyzdžiui, žaislinių automobilių, RC sraigtasparnių ir lėktuvų, robotikos ir kt.

Servo variklių reitingas yra kg / cm (kilogramas centimetrui), daugumos pomėgių servomotorių varikliai vertinami 3 kg / cm arba 6 kg / cm arba 12 kg / cm. Šis kg / cm nurodo, kokį svorį jūsų servovariklis gali pakelti tam tikru atstumu. Pavyzdžiui: 6 kg / cm servovariklis turėtų galėti pakelti 6 kg, jei krovinys pakabinamas 1 cm atstumu nuo variklio veleno, tuo didesnis atstumas, tuo mažesnė svorio keliamoji galia. Servovariklio padėtis nustatoma elektriniu impulsu, o jo schema dedama šalia variklio.

Servo variklio darbo mechanizmas

Jis susideda iš trijų dalių:

1. Valdomas įrenginys
2. Išvesties jutiklis
3. Grįžtamojo ryšio sistema

Tai yra uždaro ciklo sistema, kurioje ji naudoja teigiamo grįžtamojo ryšio sistemą judesiui ir galinei veleno padėčiai valdyti. Čia prietaisas valdomas grįžtamuoju signalu, generuojamu lyginant išėjimo signalą ir etaloninį įvesties signalą.

Čia etaloninis įvesties signalas lyginamas su etaloniniu išėjimo signalu, o trečiąjį signalą sukuria grįžtamojo ryšio sistema. Šis trečiasis signalas veikia kaip įvesties signalas į prietaiso valdymą. Šis signalas yra tol, kol generuojamas grįžtamojo ryšio signalas arba yra skirtumas tarp etaloninio įvesties signalo ir etaloninio išėjimo signalo. Taigi pagrindinis servomechanizmo uždavinys yra išlaikyti sistemos galingumą norima verte esant triukšmui.

Servo variklio darbo principas

Servo serveris susideda iš variklio (nuolatinės arba kintamosios srovės), potenciometro, reduktoriaus ir valdymo grandinės. Visų pirma, mes naudojame pavarų komplektą, kad sumažintume apsukų skaičių ir padidintume variklio sukimo momentą. Pasakykite pradinėje servovariklio veleno padėtyje, potenciometro rankenėlės padėtis yra tokia, kad potenciometro išvesties angoje nesukurta jokio elektrinio signalo. Dabar elektrinis signalas perduodamas kitam klaidų detektoriaus stiprintuvo įvesties gnybtui. Dabar skirtumas tarp šių dviejų signalų, vienas gaunamas iš potenciometro, kitas - iš kitų šaltinių, bus apdorotas grįžtamojo ryšio mechanizme, o išėjimas bus pateiktas klaidos signalo atžvilgiu. Šis klaidos signalas veikia kaip variklio įvestis ir variklis pradeda suktis.Dabar variklio velenas yra sujungtas su potenciometru ir, kai variklis sukasi, potenciometras sukurs signalą. Taigi, pasikeitus potenciometro kampinei padėčiai, keičiasi jo išėjimo grįžtamojo ryšio signalas. Po kurio laiko potenciometro padėtis pasiekia padėtį, kurioje potenciometro išvestis yra tokia pati kaip pateikto išorinio signalo. Esant tokiai būklei, iš stiprintuvo ir variklio įėjimo nebus išėjimo signalo, nes nėra skirtumo tarp išorinio pritaikyto signalo ir potenciometre sukurto signalo, ir šioje situacijoje variklis nustoja suktis.iš stiprintuvo į variklio įvestį nebus išėjimo signalo, nes nėra skirtumo tarp išorinio pritaikyto signalo ir potenciometre sukurto signalo, ir šioje situacijoje variklis nustoja suktis.iš stiprintuvo į variklio įvestį nebus išėjimo signalo, nes nėra skirtumo tarp išorinio pritaikyto signalo ir potenciometre sukurto signalo, ir šioje situacijoje variklis nustoja suktis.

Servo variklių sąveika su mikrovaldikliais:

Labai lengva sujungti pomėgius turinčius servovariklius, tokius kaip servovariklis „s90“, su MCU. Servo serveryje yra trys laidai. Iš kurių du bus naudojami tiekimui (teigiamas ir neigiamas), o vienas - signalui, kurį reikia siųsti iš MCU. „ MG995“ metalinio pavaros servovariklis, kuris dažniausiai naudojamas RC automobilių humanoidiniams robotams ir kt. MG995 paveikslėlis parodytas žemiau:

Servo variklio spalvų kodavimas gali skirtis, todėl patikrinkite atitinkamą duomenų lapą.

Visi servovarikliai veikia tiesiogiai su jūsų + 5 V maitinimo bėgiais, tačiau turime būti atsargūs dėl srovės, kurią variklis sunaudos, jei planuojate naudoti daugiau nei du servovariklius, turėtų būti suprojektuotas tinkamas servo skydas.

Servovariklio valdymas:

Visuose varikliuose yra trys laidai. Iš kurių du bus naudojami tiekimui (teigiamas ir neigiamas), o vienas bus naudojamas signalui, kurį reikia siųsti iš MCU.

Servovariklis valdomas PWM (impulsas su moduliacija), kurį užtikrina valdymo laidai. Yra minimalus impulsas, maksimalus pulsas ir pasikartojimo dažnis. Servo variklis gali pasisukti 90 laipsnių kampu bet kuria kryptimi nuo neutralios padėties. Servovariklis tikisi pamatyti impulsą kas 20 milisekundžių (ms), o impulso ilgis nulems, kiek toli pasisuks variklis. Pavyzdžiui, 1,5 ms impulsas priverčia variklį pasukti į 90 ° padėtį, pavyzdžiui, jei impulsas yra trumpesnis nei 1,5 ms, velenas pasislenka į 0 °, o jei ilgesnis nei 1,5 ms, kai servo paverčiamas 180 °.

Servovariklis veikia pagal PWM (impulso pločio moduliacija) principą, tai reiškia, kad jo sukimosi kampą kontroliuoja jo pulso trukmė, kurią jis naudoja savo valdymo PIN. Iš esmės servovariklis susideda iš nuolatinės srovės variklio, kurį valdo kintamas rezistorius (potenciometras) ir kai kurios pavaros. Didelės spartos nuolatinės srovės variklio jėga pavaros paverčiama sukimo momentu. Mes žinome, kad DARBAS = JĖGOS X ATSTUMAS, nuolatinės srovės variklyje jėga yra mažesnė, atstumas (greitis) didelis, o servo - jėga didelė, o atstumas mažesnis. Potenciometras yra prijungtas prie „Servo“ išėjimo veleno, kad būtų galima apskaičiuoti kampą ir sustabdyti nuolatinės srovės variklį reikiamu kampu.

Servovariklį galima pasukti nuo 0 iki 180 laipsnių, tačiau jis gali pakilti iki 210 laipsnių, atsižvelgiant į gamybą. Šį sukimosi laipsnį galima valdyti pritaikius tinkamo pločio elektrinį impulsą jo valdymo kaiščiui. Servo tikrina pulsą kas 20 milisekundžių. 1 ms (1 milisekundės) pločio impulsas gali pasukti servą iki 0 laipsnių, 1,5 ms gali pasukti iki 90 laipsnių (neutrali padėtis), o 2 ms impulsas gali pasukti iki 180 laipsnių.

Visi servovarikliai veikia tiesiogiai su jūsų + 5 V maitinimo bėgiais, tačiau turime būti atsargūs dėl srovės, kurią variklis sunaudos, jei planuojate naudoti daugiau nei du servovariklius, turėtų būti suprojektuotas tinkamas servo skydas.

Norėdami sužinoti daugiau apie servovariklio veikimo principą ir praktinį naudojimą, patikrinkite toliau pateiktas programas, kuriose servo variklio valdymas paaiškinamas pavyzdžiais:

• Servo variklio testerio grandinė
• Servo variklio sąsaja su 8051 mikrovaldikliu
• Servo variklio valdymas naudojant „Arduino“
• Servo valdymas su „Arduino Due“
• Servo valdymas su „Flex Sensor“
• „Raspberry Pi“ servo variklio pamoka