Servo (servomekanismi) on sähkömagneettinen laite, joka muuntaa sähköä tarkaksi ohjatuksi liikkeeksi negatiivisen takaisinkytkentämekanismin avulla.
Servoja voidaan käyttää lineaarisen tai pyöreän liikkeen aikaansaamiseen niiden tyypistä riippuen. Tyypillinen servo koostuu tasavirtamoottorista, hammaspyörästöstä, potentiometristä, integroidusta piiristä (IC) ja lähtöakselista. Haluttu servon asento syötetään ja tulee koodattuna signaalina IC:lle. IC ohjaa moottoria liikkeelle ajaen moottorin energiaa vaihteiden kautta, jotka asettavat nopeuden ja halutun liikesuunnan, kunnes potentiometrin signaali antaa palautteen halutun asennon saavuttamisesta ja IC pysäyttää moottorin.
Potentiometri mahdollistaa hallitun liikkeen välittämällä nykyisen asennon ja samalla mahdollistamalla korjauksen ulkoisista voimista, jotka vaikuttavat ohjauspintoihin: Kun pintaa liikutetaan, potentiometri antaa asennon signaalin ja integroitu piiri signaloi tarvittavan moottorin liikkeen, kunnes oikea asento on palautettu.
Servomoottoreiden ja monivaihteisten sähkömoottoreiden yhdistelmä voidaan järjestää yhdessä suorittamaan monimutkaisempia tehtäviä erityyppisissä järjestelmissä, kuten roboteissa, ajoneuvoissa, valmistuksessa ja langattomissa anturi- ja toimilaiteverkoissa.
Miten servo toimii?
Servoissa on kolme johtoa, jotka ulottuvat kotelosta (katso kuva vasemmalla).
Jokaisella näistä johdoista on tietty tarkoitus. Nämä kolme johtoa ovat ohjausta, virtaa ja maadoitusta varten.
Ohjausjohdin vastaa sähköimpulssien syöttämisestä. Moottori pyörii pulssien ohjaamaan suuntaan.
Kun moottori pyörii, se muuttaa potentiometrin vastusta ja lopulta antaa ohjauspiirin säätää liikkeen määrää ja suuntaa. Kun akseli on halutussa asennossa, virransyöttö katkaistaan.
Virtajohto antaa servolle tarvittavan tehon ja maadoitusjohto tarjoaa erillisen liitäntäreitin päävirrasta. Tämä estää sähköiskuja, mutta sitä ei tarvita servon käyttämiseen.
Digitaalisten RC-servojen selitys
Digitaalinen servo Digitaalisella RC-servolla on erilainen tapa lähettää pulssisignaaleja servomoottorille.
Jos analoginen servo on suunniteltu lähettämään vakiona 50 pulssin jännitettä sekunnissa, digitaalinen RC-servo pystyy lähettämään jopa 300 pulssia sekunnissa!
Näillä nopeilla pulssisignaaleilla moottorin nopeus kasvaa merkittävästi ja vääntömomentti pysyy tasaisena; se vähentää kuollutta aluetta.
Tämän seurauksena digitaalinen servomoottori tarjoaa nopeamman vasteen ja nopeamman kiihtyvyyden RC-komponentille, kun sitä käytetään.
Lisäksi pienemmän kuolleen alueen ansiosta vääntömomentti tarjoaa paremman pitokyvyn. Digitaalista servomoottoria käytettäessä ohjaustuntuma on välitön.
Kerronpa esimerkkitapauksen. Oletetaan, että sinun on linkitettävä digitaalinen ja analoginen servo vastaanottimeen.
Kun käännät analogista servopyörää pois keskiasennosta, huomaat sen reagoivan ja vastustavan hetken kuluttua – viive on havaittavissa.
Kun kuitenkin käännät digitaalisen servon pyörää pois keskiasennosta, pyörän ja akselin tuntuu reagoivan ja pysyvän asettamassasi asennossa erittäin nopeasti ja tasaisesti.
Analogiset RC-servot selitettynä
Analoginen RC-servomoottori on servon vakiotyyppi.
Se säätelee moottorin nopeutta lähettämällä yksinkertaisesti päälle- ja poiskytkentäpulsseja.
Normaalisti pulssijännite on 4,8–6,0 voltin välillä ja pysyy vakiona. Analogilaite vastaanottaa 50 pulssia sekunnissa, ja lepotilassa sille ei lähetetä jännitettä.
Mitä pidempi "On"-pulssi lähetetään servolle, sitä nopeammin moottori pyörii ja sitä suurempi on tuotettu vääntömomentti. Yksi analogisen servon suurimmista haitoista on sen viive reagoinnissa pieniin komentoihin.
Se ei saa moottoria pyörimään tarpeeksi nopeasti. Lisäksi se tuottaa hitaan vääntömomentin. Tätä tilannetta kutsutaan "kuolleena alueena".
Julkaisun aika: 1. kesäkuuta 2022