Servo nasıl düzenlenir ve çalışır

Arduino (mikro servo motor) tarafından yönlendirilen düşük akım servolar bugün amatör robotlarda yaygın olarak kullanılmaktadır, küçük masaüstü makinelerini ve diğer birçok şeyi evde ilginç ve kullanışlı hale getirmektedir. Sadece hobi seviyesinde bile, bu tür servolar bir sürü farklı kullanım bulur. Bir servonun en basit haliyle ne olduğunu, temel olarak nasıl tasarlandığını ve nasıl çalıştığını görelim.

“Servo sürücü” kelimesi “servo sürücü” olarak tercüme edilebilir. Yani, negatif geri besleme ile kontrol edilen bir motoru içeren, çalışma gövdesinin doğrulanmış konumlandırılmasıyla hassas hareketlere izin veren böyle bir sürüş cihazıdır.

Prensip olarak, bir servo sürücü, kontrol sisteminde, çalışma cihazının (veya sadece bir şaftın) bir konum sensörü bulunan bir elektrik motoru olarak adlandırılabilir, akım parametreleri, motor rotorunun istenen sonucu elde etmek için nasıl, nerede ve ne kadar dönmesi gerektiğini veya olmaması gerektiğini belirler. Tipik olarak, böyle bir sistemde, sensörden parametreleri analiz eden ve bunlara göre motor gücünü kontrol eden bir sürücü kontrol ünitesi vardır.

Bu nedenle, servo sürücü otomatik olarak çalışmasına rağmen, sensörden gelen sinyalin kontrol kartı tarafından doğru şekilde işlenmesi nedeniyle çalışma gövdesinin konumlandırma işlemi çok doğrudur. Örneğin, kontrol amacı basitçe bahsedilen sensörün belirli bir parametresi için belirli bir değeri korumak olabilir. Böylece sürücüye neden izleme adı verildiği anlaşılıyor - sensörün durumunu izliyor.

Takılmış şanzımanlı bir motorda yalnızca üç veya dört tel bulunabilir. İki tel motora güç sağlar, üçüncüsü - sensörden gelen sinyal çıkarılır, dördüncü sensör sensöre güç vermek için tasarlanabilir.

Genellikle güç kabloları kırmızı ve siyah veya kırmızı ve kahverengidir - bunlar artı ve eksi (toprak) güç kablolarıdır. Beyaz veya sarı - sensörden gelen bir sinyal teli, bu tel aracılığıyla sistemin mevcut durumu hakkında bir geri bildirim sinyali kontrol kartına gelir.

Redüktörlü (servo) ve potansiyometreli basit bir servo, geri beslemenin servo kontrol sisteminde nasıl çalıştığını anlamak için mükemmel bir örnektir.

Potansiyometrenin üç çıkışı vardır. Bu sonuçlara göre, yanlarda - güç sağlanır ve aslında ortalama - çıktı rezistif gerilim bölücü ile. Potansiyometrenin kolunun konumunu değiştirirseniz, negatif güç ve ortalama çıkışı arasındaki voltajın büyüklüğü, negatif ve ortalama çıkış arasındaki direnç değişikliğiyle orantılı olarak değişir.

En soldaki konumda, potansiyometrenin orta terminalindeki voltajın minimum ve aşırı sağ - maksimum olacağını varsayalım. Potansiyometrenin orta terminalindeki voltajın, kolunun konumu, yani, başlangıç ​​terminalinden hangi açıyla çevrildiği, orta terminaldeki voltajın minimum olduğu belirlenir. Tipik olarak, nominal direnci 5-10 kΩ olan potansiyometreler kullanılır.

Peki servo burada nasıl çalışıyor? Bu servo sürücüdeki potansiyometrenin kolu motor miline bir şanzıman vasıtasıyla bağlanır. Bu, motor çalışırken ve rotoru döndüğünde, potansiyometrenin sapının döndüğü ve dolayısıyla ortalama çıkışındaki direncin değiştiği anlamına gelir.

Soldaki aşırı konumda, örneğin, orta terminalde, 0,5 volt, orta konumda - 2,5 volt ve aşırı sağ - 5 volt olacaktır. Basitleştirmek için, potansiyometre düğmesinin ekseni etrafında 180 derece dönebildiğini varsayarız, bu da ortalama çıkışta 2.5 volt düğmenin 90 derecelik bir dönüşe karşılık geleceği anlamına gelir.

Kontrol panosu ortalama çıkışın 5 volt olduğu bilgisini alırsa ve 90 dereceye kadar bir dönüş yaratmak gerekirse, o zaman şanzıman çıkışını döndürene kadar motora otomatik olarak belirli bir polarite gücü uygulanır (ve onunla birlikte potansiyometre düğmesi) sağdan sola, potansiyometre istenen konuma getirilmez. Potansiyometrenin orta çıkışında 2,5 volt olur olmaz, motor kontrol kartından güç almayı durduracaktır.

Benzer bir şekilde, zıt yönde bir dönüş gerçekleşecektir: ortalama çıkış 0 volt ise, motor beslemesinin polaritesi, potansiyometre düğmesinin, voltajın 90 derecelik bir dönüşe karşılık gelen 2,5 volt'a ulaşana kadar dişli kutusundan soldan sağa döneceği şekilde olacaktır. Bu oldukça kaba bir örnektir, ancak oldukça açıktır.

Burada şanzıman, düşük güçlü motor şaftının yüksek devirlerini büyük bir çaba ile düşük devirlere dönüştürmek için gereklidir, bu da öncelikle potansiyometreyi çevirmeye ve ikincisi yavaş ve doğru bir şekilde yapmaya izin verecektir. Vites kutusu dişlilerden oluşur, motor şaftında büyük bir tane dönen küçük bir tane vardır, ortasında küçük bir tane vb.

Servolar birkaç ana parametre ile karakterizedir. İlk ana parametre, kg / cm cinsinden küçük modellerde ölçülen ve motorun nominal besleme voltajında ​​belirlenen şaft üzerindeki kuvvettir (tork yer çekiminin hızlanmasına bölünür). Örneğin, 10 kg / cm'lik bir tork, çıkış şaftının eksenine olan mesafe 1 cm olduğunda, üzerinde 10 kg'lık bir yük tutulabileceği anlamına gelir.

İkinci önemli parametre saniye / 60 derece olarak gösterilen dönüş hızıdır. Bu parametre, servo sürücünün çıkış milini 60 derece döndürmesinin ne kadar sürdüğünü gösterir. Örneğin, 0.2 saniye / 60 derece. Ardından besleme gerilimi, dönüş açısı (180 veya 360 derece) ve şanzıman tipi (dişli malzemesi) gibi parametreler gelir.

Cihazları Arduino'ya bağlayan özellikler

Arduino ile motor ve servo kontrol

Arduino için 10 İlginç Proje