Što je servo motor?

Servo motora je vrsta motora koji može rotirati s velikom preciznošću. Obično se ova vrsta motora sastoji od upravljačkog kruga koji pruža povratnu informaciju o trenutnom položaju osovine motora, što omogućuje da se servo motori okreću s velikom preciznošću. Ako želite rotirati objekt pod određenim kutovima ili udaljenostom, tada koristite servo motor. Sastoji se samo od jednostavnog motora koji prolazi kroz servo mehanizam. Ako se motor napaja istosmjernom strujom, on se naziva istosmjernim servo motorom, a ako je motor s izmjeničnim napajanjem, naziva se AC servo motorom. U ovom uputstvu razgovarat ćemo samo o radu servo motora istosmjerne struje. Osim ovih glavnih klasifikacija, postoje i mnoge druge vrste servo motora koji se temelje na tipu rasporeda zupčanika i radnim karakteristikama. Servo motor obično dolazi s rasporedom zupčanika koji nam omogućuje da u malim i laganim paketima dobijemo servo motor vrlo visokog okretnog momenta. Zbog ovih značajki koriste se u mnogim aplikacijama poput automobila-igračaka, RC helikoptera i aviona, robotike itd.

Servo motori su ocijenjeni u kg / cm (kilogram po centimetru) većina hobi servo motora je ocijenjeno na 3 kg / cm ili 6 kg / cm ili 12 kg / cm. Ovaj kg / cm govori vam koliko težine vaš servo motor može podići na određenoj udaljenosti. Na primjer: Servo motor od 6 kg / cm trebao bi moći podići 6 kg ako je teret ovješen 1 cm od osovine motora, što je veća udaljenost to je manja nosivost tereta. Položaj servo motora određuje se električnim impulsom i njegov se krug postavlja uz motor.

Mehanizam rada servo motora

Sastoji se od tri dijela:

Upravljani uređaj
Izlazni senzor
Sustav povratnih informacija

To je sustav zatvorene petlje gdje koristi sustav pozitivne povratne sprege za kontrolu kretanja i konačnog položaja vratila. Ovdje se uređajem upravlja povratni signal generiran usporedbom izlaznog signala i referentnog ulaznog signala.

Ovdje se referentni ulazni signal uspoređuje s referentnim izlaznim signalom, a treći signal proizvodi povratni sustav. I ovaj treći signal djeluje kao ulazni signal za upravljanje uređajem. Ovaj je signal prisutan sve dok se generira povratni signal ili postoji razlika između referentnog ulaznog signala i referentnog izlaznog signala. Dakle, glavni zadatak servomehanizma je održavati izlaz sustava na željenoj vrijednosti uz prisutnost buke.

Princip rada servo motora

Servo se sastoji od motora (istosmjernog ili izmjeničnog), potenciometra, sklopa zupčanika i upravljačkog kruga. Prije svega, sklop zupčanika koristimo za smanjenje broja okretaja u minuti i za povećanje okretnog momenta motora. Recimo u početnom položaju osovine servo motora, položaj gumba potenciometra je takav da se na izlaznom priključku potenciometra ne generira električni signal. Sada se električni signal daje na drugi ulazni terminal pojačala detektora pogrešaka. Sada će razlika između ova dva signala, jedan dolazi iz potenciometra, a drugi dolazi iz drugih izvora, biti obrađena u mehanizmu povratne sprege i izlaz će biti pružen u smislu signala pogreške. Ovaj signal pogreške djeluje kao ulaz za motor i motor se počinje okretati.Sada je osovina motora spojena s potenciometrom i dok se motor okreće, potenciometar će generirati signal. Kako se kutni položaj potenciometra mijenja, mijenja se njegov izlazni povratni signal. Nakon nekog vremena položaj potenciometra dosegne položaj da je izlaz potenciometra jednak pruženom vanjskom signalu. U ovom stanju neće biti izlaznog signala s pojačala na ulaz motora, jer nema razlike između vanjskog primijenjenog signala i signala generiranog na potenciometru, te u ovoj situaciji motor prestaje rotirati.neće biti izlaznog signala s pojačala na ulaz motora, jer nema razlike između vanjskog primijenjenog signala i signala generiranog na potenciometru, te u ovoj situaciji motor prestaje rotirati.neće biti izlaznog signala s pojačala na ulaz motora, jer nema razlike između vanjskog primijenjenog signala i signala generiranog na potenciometru, te u ovoj situaciji motor prestaje rotirati.

Povezivanje servo motora s mikrokontrolerima:

Povezivanje hobija Servo motori poput s90 servo motora s MCU-om vrlo su jednostavni. Servo ima tri žice koje izlaze iz njih. Od kojih će se dva koristiti za opskrbu (pozitivna i negativna), a jedan za signal koji se šalje s MCU-a. MG995 Metal Gear servo motora koji se najčešće koristi za RC automobila humanoidnog robota itd slika MG995 je prikazano u nastavku:

Kodiranje boja vašeg servo motora može se razlikovati, pa provjerite da li imate odgovarajuće podatke.

Svi servo motori rade izravno s vašim opskrbnim vodilicama + 5V, ali moramo paziti na količinu struje koju bi motor potrošio ako planirate koristiti više od dva servo motora, kako bi trebao biti dizajniran odgovarajući servo štit.

Upravljanje servo motorom:

Svi motori izlaze iz tri žice. Od kojih će se dva koristiti za opskrbu (pozitivna i negativna), a jedan za signal koji se šalje s MCU-a.

Servo motorom upravlja PWM (impuls s modulacijom) koji osiguravaju upravljačke žice. Postoji minimalni puls, maksimalni puls i brzina ponavljanja. Servo motor se može okretati za 90 stupnjeva iz bilo kojeg smjera iz svog neutralnog položaja. Servo motor očekuje da će vidjeti puls svakih 20 milisekundi (ms), a duljina impulsa će odrediti dokle se motor okreće. Na primjer, impuls od 1,5 ms učinit će da se motor okrene u položaj od 90 °, na primjer ako se impuls kraći od 1,5 ms vratilo pomakne na 0 °, a ako je duži od 1,5 ms, okreće servo na 180 °.

Servo motor radi na principu PWM (modulacija širine impulsa), što znači da se njegov kut rotacije kontrolira trajanjem primijenjenog impulsa na njegov kontrolni PIN. U osnovi se servo motor sastoji od istosmjernog motora kojim se upravlja promjenjivim otpornikom (potenciometar) i nekim zupčanicima. Sila velike brzine istosmjernog motora Gears pretvara u okretni moment. Znamo da je RAD = SILA X UDALJENOST, kod istosmjernog motora sila je manja, a udaljenost (brzina) velika, a kod serva sila velika, a udaljenost manja. Potenciometar je povezan s izlaznom osovinom servo-uređaja, kako bi izračunao kut i zaustavio istosmjerni motor na traženom kutu.

Servo motor se može okretati od 0 do 180 stupnjeva, ali može ići i do 210 stupnjeva, ovisno o proizvodnji. Ovaj stupanj rotacije može se kontrolirati primjenom električnog impulsa odgovarajuće širine na njegov upravljački zatik. Servo provjerava puls svakih 20 milisekundi. Puls širine 1 ms (1 milisekunda) može okretati servo na 0 stupnjeva, 1,5 ms može se okretati na 90 stupnjeva (u neutralnom položaju), a puls od 2 ms može ga okretati na 180 stupnjeva.

Svi servo motori rade izravno s vašim opskrbnim vodilicama + 5V, ali moramo biti oprezni oko količine struje koju bi motor potrošio ako planirate koristiti više od dva servo motora, kako bi trebao biti dizajniran odgovarajući servo štit.

Da biste saznali više o principu rada servo motora i praktičnoj upotrebi, provjerite dolje aplikacije u kojima je upravljanje servo motorom objašnjeno primjerima:

Krug ispitivača servo motora
Povezivanje servo motora s mikrokontrolerom 8051
Upravljanje servo motorom pomoću Arduina
Servo kontrola s Arduino Due-om
Servo upravljanje s Flex senzorom
Vodič za servo motore Raspberry Pi

Što je servo motor?