Kas ir servomotors?

Kas ir servomotors?

Servo motors ir motora, kas var rotēt ar lielu precizitāti veidu. Parasti šāda veida motors sastāv no vadības ķēdes, kas nodrošina atgriezenisko saiti par motora vārpstas pašreizējo stāvokli, šī atgriezeniskā saite ļauj servomotoriem griezties ļoti precīzi. Ja vēlaties pagriezt objektu noteiktā leņķī vai attālumā, izmantojiet servomotoru. Tas vienkārši sastāv no vienkārša motora, kas darbojas caur servomehānismu. Ja motoru darbina ar līdzstrāvas barošanas avotu, to sauc par līdzstrāvas servomotoru un, ja tas ir ar maiņstrāvu darbināms motors, tad to sauc par maiņstrāvas servomotoru. Šajā apmācībā mēs apspriedīsim tikai par DC servo motora darbību. Papildus šīm galvenajām klasifikācijām ir daudz citu servomotoru veidu, kuru pamatā ir pārnesumu izvietojuma veids un darbības parametri. Servomotors parasti ir aprīkots ar pārnesumkārbu, kas ļauj mums iegūt ļoti lielu servomotoru mazos un vieglajos iepakojumos. Šo funkciju dēļ tās tiek izmantotas daudzās lietojumprogrammās, piemēram, rotaļu automašīnā, RC helikopteros un lidmašīnās, robotikā utt.

Servomotoru vērtējums ir kg / cm (kilograms uz centimetru). Lielākā daļa hobija servomotoru ir novērtēti ar 3kg / cm vai 6kg / cm vai 12kg / cm. Šis kg / cm norāda, cik lielu svaru jūsu servomotors var pacelt noteiktā attālumā. Piemēram: 6 kg / cm servomotoram jāspēj pacelt 6 kg, ja krava ir piekārta 1 cm attālumā no motora vārpstas, jo lielāks attālums, jo mazāka ir svara nestspēja. Servomotora stāvokli nosaka elektriskais impulss, un tā ķēdes novieto blakus motoram.

Servomotora darba mehānisms

Tas sastāv no trim daļām:

1. Vadāma ierīce
2. Izejas sensors
3. Atsauksmju sistēma

Tā ir slēgta cikla sistēma, kurā tā izmanto pozitīvas atgriezeniskās saites sistēmu, lai kontrolētu kustību un vārpstas galīgo stāvokli. Šeit ierīci kontrolē atgriezeniskais signāls, ko ģenerē, salīdzinot izejas signālu un atsauces ieejas signālu.

Šeit atsauces ieejas signālu salīdzina ar atsauces izejas signālu, un trešo signālu rada atgriezeniskās saites sistēma. Un šis trešais signāls darbojas kā ievades signāls ierīces vadībai. Šis signāls ir pieejams, kamēr tiek ģenerēts atgriezeniskās saites signāls vai ir atšķirība starp atsauces ieejas signālu un atsauces izejas signālu. Tātad servomehānisma galvenais uzdevums ir uzturēt sistēmas izvadi vēlamajā vērtībā trokšņu klātbūtnē.

Servomotora darbības princips

Servo sastāv no motora (līdzstrāvas vai maiņstrāvas), potenciometra, zobrata komplekta un vadības ķēdes. Pirmkārt, mēs izmantojam pārnesumu montāžu, lai samazinātu apgriezienu skaitu un palielinātu motora griezes momentu. Sakiet servomotora vārpstas sākotnējā stāvoklī, potenciometra pogas stāvoklis ir tāds, ka potenciometra izejas portā nerodas elektriskais signāls. Tagad elektriskais signāls tiek dots citam kļūdas detektora pastiprinātāja ieejas terminālim. Tagad atšķirība starp šiem diviem signāliem, viens nāk no potenciometra, bet otrs - no citiem avotiem, tiks apstrādāts atgriezeniskās saites mehānismā, un izeja tiks nodrošināta kļūdas signāla izteiksmē. Šis kļūdas signāls darbojas kā motora ieeja, un motors sāk griezties.Tagad motora vārpsta ir savienota ar potenciometru un, kad motors rotē, potenciometrs un tas radīs signālu. Tātad, mainoties potenciometra leņķa stāvoklim, mainās tā izejas atgriezeniskās saites signāls. Pēc kāda laika potenciometra stāvoklis sasniedz pozīciju, kurā potenciometra izeja ir tāda pati kā sniegtais ārējais signāls. Šajā stāvoklī no pastiprinātāja uz motora ieeju nebūs izejas signāla, jo nav atšķirības starp ārējo pielietoto signālu un potenciometrā ģenerēto signālu, un šajā situācijā motors pārtrauc griezties.no pastiprinātāja uz motora ieeju nebūs izejas signāla, jo nav atšķirības starp ārējo pielietoto signālu un potenciometrā ģenerēto signālu, un šajā situācijā motors pārtrauc griezties.no pastiprinātāja uz motora ieeju nebūs izejas signāla, jo nav atšķirības starp ārējo pielietoto signālu un potenciometrā ģenerēto signālu, un šajā situācijā motors pārtrauc griezties.

Servomotoru un mikrokontrolleru saskarne:

Hobiju servomotoru, piemēram, s90 servomotora, savietošana ar MCU ir ļoti vienkārša. Servos no tiem iziet trīs vadi. No kuriem divi tiks izmantoti apgādei (pozitīvs un negatīvs), un viens tiks izmantots signālam, kas jānosūta no MCU. MG995 Metal Gear servo , ko visbiežāk izmanto RC automašīnām Humanoīdu roboti uc No MG995 attēls ir parādīts zemāk:

Servomotora krāsu kodēšana var atšķirties, tāpēc pārbaudiet attiecīgo datu lapu.

Visi servomotori darbojas tieši ar jūsu + 5V barošanas sliedēm, taču mums jābūt uzmanīgiem attiecībā uz strāvas daudzumu, ko motors patērētu, ja plānojat izmantot vairāk nekā divus servomotorus, jāprojektē pareizs servo aizsargs.

Servomotora vadība:

Visiem motoriem no tiem iziet trīs vadi. No kuriem divi tiks izmantoti apgādei (pozitīvs un negatīvs), bet viens - signālam, kas jānosūta no MCU.

Servomotoru kontrolē PWM (impulss ar modulāciju), ko nodrošina vadības vadi. Ir minimālais impulss, maksimālais impulss un atkārtošanās ātrums. Servomotors var pagriezties par 90 grādiem no jebkura virziena, veidojot neitrālu stāvokli. Servomotors sagaida impulsu ik pēc 20 milisekundēm (ms), un impulsa garums noteiks, cik tālu motors pagriežas. Piemēram, 1,5 ms impulss liks motoram pagriezties 90 ° pozīcijā, piemēram, ja impulss ir īsāks par 1,5 ms, vārpsta pārvietojas uz 0 ° un, ja tas ir garāks par 1,5 ms, tad tas pagriezīs servo uz 180 °.

Servomotors darbojas pēc PWM (impulsa platuma modulācijas) principa, un tas nozīmē, ka tā rotācijas leņķi kontrolē tā impulsa ilgums, kas tiek izmantots tā vadības PIN. Būtībā servomotoru veido līdzstrāvas motors, kuru kontrolē maināms rezistors (potenciometrs) un daži pārnesumi. Līdzstrāvas motora ātrgaitas spēks Gears tiek pārveidots par griezes momentu. Mēs zinām, ka DARBS = X FORCE X DISTANCE, līdzstrāvas motorā Spēks ir mazāks un attālums (ātrums) ir liels, un Servo spēks ir liels un attālums ir mazāks. Potenciometrs ir savienots ar Servo izejas vārpstu, lai aprēķinātu leņķi un apturētu līdzstrāvas motoru vajadzīgajā leņķī.

Servomotoru var pagriezt no 0 līdz 180 grādiem, bet tas var sasniegt pat 210 grādus, atkarībā no ražošanas. Šo rotācijas pakāpi var kontrolēt, piemērojot pareiza platuma elektrisko impulsu tā vadības tapai. Servo pārbauda pulsu ik pēc 20 milisekundēm. 1 ms (1 milisekundes) platuma impulss var pagriezt servo līdz 0 grādiem, 1,5 ms var pagriezt līdz 90 grādiem (neitrālā stāvoklī) un 2 ms impulss var pagriezt to līdz 180 grādiem.

Visi servomotori darbojas tieši ar jūsu + 5V barošanas sliedēm, taču mums jābūt uzmanīgiem attiecībā uz strāvas daudzumu, ko motors patērētu, ja plānojat izmantot vairāk nekā divus servomotorus, jāprojektē pareizs servo aizsargs.

Lai uzzinātu vairāk par servomotora darbības principu un praktisko lietojumu, lūdzu, pārbaudiet zemāk esošos lietojumus, kur servomotora vadība ir izskaidrota ar piemēriem:

• Servomotora testera shēma
• Servomotora saskarne ar 8051 mikrokontrolleru
• Servomotora vadība, izmantojot Arduino
• Servo vadība ar Arduino Due
• Servo vadība ar Flex sensoru
• Raspberry Pi servomotora apmācība