Ο σερβομηχανισμός (servomechanism) είναι μια ηλεκτρομαγνητική συσκευή που μετατρέπει τον ηλεκτρισμό σε ακριβή ελεγχόμενη κίνηση με τη χρήση μηχανισμών αρνητικής ανάδρασης.
Οι σερβομηχανισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία γραμμικής ή κυκλικής κίνησης, ανάλογα με τον τύπο τους.Η σύνθεση ενός τυπικού σερβομηχανισμού περιλαμβάνει έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος, ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης, ένα ποτενσιόμετρο, ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) και έναν άξονα εξόδου.Η επιθυμητή θέση του σερβομηχανισμού είναι είσοδος και έρχεται ως κωδικοποιημένο σήμα στο IC.Το IC κατευθύνει τον κινητήρα να φύγει, οδηγώντας την ενέργεια του κινητήρα μέσω γραναζιών που ορίζουν την ταχύτητα και την επιθυμητή κατεύθυνση κίνησης έως ότου το σήμα από το ποτενσιόμετρο παρέχει ανάδραση ότι επιτυγχάνεται η επιθυμητή θέση και το IC σταματά τον κινητήρα.
Το ποτενσιόμετρο καθιστά δυνατή την ελεγχόμενη κίνηση αναμεταδίδοντας την τρέχουσα θέση ενώ επιτρέπει τη διόρθωση από εξωτερικές δυνάμεις που επενεργούν στις επιφάνειες ελέγχου: Μόλις μετακινηθεί η επιφάνεια, το ποτενσιόμετρο παρέχει το σήμα της θέσης και το IC σηματοδοτεί την απαραίτητη κίνηση του κινητήρα μέχρι να ανακτηθεί η σωστή θέση.
Ένας συνδυασμός σερβομηχανών και ηλεκτροκινητήρων πολλαπλών ταχυτήτων μπορεί να οργανωθεί μαζί για την εκτέλεση πιο σύνθετων εργασιών σε διάφορους τύπους συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των ρομπότ, των οχημάτων, της κατασκευής και του ασύρματου δικτύου αισθητήρων και ενεργοποιητών.
Πώς λειτουργεί ο σερβομηχανισμός;
Οι σερβομηχανισμοί έχουν τρία καλώδια που εκτείνονται από το περίβλημα (Δείτε φωτογραφία στα αριστερά).
Κάθε ένα από αυτά τα καλώδια εξυπηρετεί έναν συγκεκριμένο σκοπό.Αυτά τα τρία καλώδια είναι για τον έλεγχο, την τροφοδοσία και τη γείωση.
Το καλώδιο ελέγχου είναι υπεύθυνο για την παροχή των ηλεκτρικών παλμών.Ο κινητήρας στρέφεται προς την κατάλληλη κατεύθυνση, όπως τον εντολεύουν οι παλμοί.
Όταν ο κινητήρας περιστρέφεται, αλλάζει την αντίσταση του ποτενσιόμετρου και τελικά επιτρέπει στο κύκλωμα ελέγχου να ρυθμίζει την ποσότητα κίνησης και κατεύθυνσης.Όταν ο άξονας βρίσκεται στην επιθυμητή θέση, η παροχή ρεύματος διακόπτεται.
Το καλώδιο τροφοδοσίας παρέχει στον σερβομηχανισμό την ισχύ που χρειάζεται για να λειτουργήσει και το καλώδιο γείωσης παρέχει μια διαδρομή σύνδεσης ξεχωριστή από το κύριο ρεύμα.Αυτό σας εμποδίζει να σοκαριστείτε, αλλά δεν είναι απαραίτητο για τη λειτουργία του σερβομηχανισμού.
Επεξήγηση ψηφιακού RC Servos
Το Digital ServoA Digital RC Servo έχει διαφορετικό τρόπο αποστολής σημάτων παλμών στον σερβοκινητήρα.
Εάν ο αναλογικός σερβομηχανισμός έχει σχεδιαστεί για να στέλνει σταθερή τάση 50 παλμών ανά δευτερόλεπτο, ο ψηφιακός σερβομηχανισμός RC μπορεί να στείλει έως και 300 παλμούς ανά δευτερόλεπτο!
Με αυτά τα σήματα γρήγορου παλμού, η ταχύτητα του κινητήρα θα αυξηθεί σημαντικά και η ροπή θα είναι πιο σταθερή.μειώνει την ποσότητα της νεκρής ζώνης.
Ως αποτέλεσμα, όταν χρησιμοποιείται ο ψηφιακός σερβομηχανισμός, παρέχει ταχύτερη απόκριση και ταχύτερη επιτάχυνση στο εξάρτημα RC.
Επίσης, με λιγότερη νεκρή ζώνη, η ροπή παρέχει επίσης καλύτερη ικανότητα συγκράτησης.Όταν λειτουργείτε χρησιμοποιώντας ψηφιακό σερβομηχανισμό, μπορείτε να απολαύσετε την άμεση αίσθηση του χειριστηρίου.
Επιτρέψτε μου να σας δώσω ένα σενάριο περίπτωσης.Ας υποθέσουμε ότι πρόκειται να συνδέσετε έναν ψηφιακό και αναλογικό σερβομηχανισμό με έναν δέκτη.
Όταν γυρίσετε τον αναλογικό σερβοτροχό εκτός κέντρου, θα παρατηρήσετε ότι ανταποκρίνεται και αντιστέκεται μετά από λίγο – η καθυστέρηση είναι αισθητή.
Ωστόσο, όταν γυρίζετε τον τροχό του ψηφιακού σερβομηχανισμού εκτός κέντρου, θα νιώσετε ότι ο τροχός και ο άξονας ανταποκρίνονται και κρατούν τη θέση που έχετε ορίσει πολύ γρήγορα και ομαλά.
Επεξήγηση αναλογικών RC Servos
Ένας αναλογικός σερβοκινητήρας RC είναι ο τυπικός τύπος σερβοκινητήρα.
Ρυθμίζει την ταχύτητα του κινητήρα στέλνοντας απλά παλμούς ενεργοποίησης και απενεργοποίησης.
Κανονικά, η τάση παλμού είναι σε ένα εύρος μεταξύ 4,8 και 6,0 βολτ και σταθερή όσο είναι.Το αναλογικό λαμβάνει 50 παλμούς για κάθε δευτερόλεπτο και όταν είναι σε ηρεμία, δεν στέλνεται τάση σε αυτό.
Όσο περισσότερο αποστέλλεται ο παλμός «On» στον σερβομηχανισμό, τόσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ο κινητήρας και τόσο μεγαλύτερη είναι η παραγόμενη ροπή.Ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα του αναλογικού σερβομηχανισμού είναι η καθυστέρηση του να αντιδρά σε μικρές εντολές.
Δεν κάνει τον κινητήρα να περιστρέφεται αρκετά γρήγορα.Επιπλέον, παράγει επίσης μια υποτονική ροπή.Αυτή η κατάσταση ονομάζεται «νεκρή ζώνη».
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-01-2022