Mikä on servomoottori?

Mikä on servomoottori?

Servomoottori on eräänlainen moottori, joka voi pyöriä suurella tarkkuudella. Normaalisti tämän tyyppinen moottori koostuu ohjauspiiristä, joka antaa palautetta moottorin akselin nykyisestä sijainnista, tämän takaisinkytkennän avulla servomoottorit voivat pyöriä erittäin tarkasti. Jos haluat kiertää kohdetta tietyllä kulmalla tai etäisyydellä, käytä servomoottoria. Se on vain koostuu yksinkertaisen moottori, joka kulkee servomekanismin. Jos moottori saa virtansa tasavirtalähteestä, sitä kutsutaan DC-servomoottoriksi ja jos se on AC-moottoriksi, sitä kutsutaan AC-servomoottoriksi. Tässä opetusohjelmassa keskustelemme vain DC-servomoottorin toiminnasta. Näiden tärkeimpien luokitusten lisäksi on olemassa monia muita servomoottoreita, jotka perustuvat vaihdejärjestelyyn ja käyttöominaisuuksiin. Servomoottorissa on yleensä vaihteisto, jonka avulla voimme saada erittäin suuren vääntömomentin servomoottorin pienissä ja kevyissä pakkauksissa. Näiden ominaisuuksien vuoksi niitä käytetään monissa sovelluksissa, kuten leluauto, RC-helikopterit ja lentokoneet, robotiikka jne.

Servomoottoreiden luokitus on kg / cm (kilogramma senttimetriä kohti), useimpien harrastus servomoottoreiden luokitus on 3kg / cm tai 6kg / cm tai 12kg / cm. Tämä kg / cm kertoo, kuinka paljon painoa servomoottori voi nostaa tietyllä etäisyydellä. Esimerkiksi: 6 kg / cm: n servomoottorin pitäisi pystyä nostamaan 6 kg, jos kuorma on ripustettu 1 cm: n päähän moottorin akselista, mitä suurempi etäisyys, sitä pienempi painon kantokyky. Servomoottorin sijainti määritetään sähköpulssilla ja sen piirit sijoitetaan moottorin viereen.

Servomoottorin työskentelymekanismi

Se koostuu kolmesta osasta:

1. Ohjattu laite
2. Lähtöanturi
3. Palautejärjestelmä

Se on suljetun piirin järjestelmä, jossa se käyttää positiivista takaisinkytkentäjärjestelmää liikkeen ja akselin lopullisen asennon hallitsemiseksi. Täällä laitetta ohjataan takaisinkytkentäsignaalilla, joka syntyy vertaamalla lähtösignaalia ja vertailusignaalia.

Tässä vertaillaan tulosignaalia vertailulähtösignaaliin ja kolmas signaali tuotetaan takaisinkytkentäjärjestelmällä. Ja tämä kolmas signaali toimii tulosignaalina laitteen ohjaukseen. Tätä signaalia on läsnä niin kauan kuin takaisinkytkentäsignaali syntyy tai vertailutulosignaalin ja lähtösignaalin välillä on ero. Joten servomekanismin päätehtävä on ylläpitää järjestelmän tuotos halutulla arvolla melujen läsnä ollessa.

Servomoottorin toimintaperiaate

Servo koostuu moottorista (DC tai AC), potentiometristä, vaihdekokoonpanosta ja ohjauspiiristä. Ensinnäkin käytämme vaihdekokoonpanoa vähentämään kierroslukua ja lisäämään moottorin vääntömomenttia. Sano servomoottorin akselin alkuasennossa, potentiometrin nupin asento on sellainen, että potentiometrin lähtöportissa ei ole sähköistä signaalia. Nyt virhesignaalin vahvistimen toiselle tuloliittimelle annetaan sähköinen signaali. Nyt näiden kahden signaalin välinen ero, yksi tulee potentiometristä ja toinen muista lähteistä, käsitellään takaisinkytkentämekanismissa ja lähtö annetaan virhesignaalina. Tämä virhesignaali toimii moottorin tulona ja moottori alkaa pyöriä.Nyt moottorin akseli on kytketty potentiometriin ja moottorin pyöriessä niin, että potentiometri tuottaa signaalin. Joten kun potentiometrin kulma-asema muuttuu, sen lähtöpalautesignaali muuttuu. Jonkin ajan kuluttua potentiometrin sijainti saavuttaa asennon, jossa potentiometrin lähtö on sama kuin annettu ulkoinen signaali. Tässä tilanteessa vahvistimesta ei tule lähtösignaalia moottorituloon, koska ulkoisen käytetyn signaalin ja potentiometrillä tuotetun signaalin välillä ei ole eroa, ja tässä tilanteessa moottori lakkaa pyörimästä.vahvistimesta ei tule lähtösignaalia moottorituloon, koska ulkoisen käytetyn signaalin ja potentiometrillä tuotetun signaalin välillä ei ole eroa, ja tässä tilanteessa moottori lakkaa pyörimästä.vahvistimesta ei tule lähtösignaalia moottorituloon, koska ulkoisen käytetyn signaalin ja potentiometrillä tuotetun signaalin välillä ei ole eroa, ja tässä tilanteessa moottori lakkaa pyörimästä.

Servomoottoreiden ja mikrokontrollerien yhdistäminen:

Harrastettujen servomoottoreiden, kuten s90-servomoottorin ja MCU: n, yhdistäminen on erittäin helppoa. Servoissa on kolme johtoa. Joista kahta käytetään syöttöön (positiivinen ja negatiivinen) ja yhtä käytetään MCU: sta lähetettävään signaaliin. MG995 Metal Gear servomoottori , jota yleisimmin käytetään RC autojen humanoidi robotteja jne kuva MG995 on esitetty alla:

Servomoottorin värikoodit saattavat poiketa toisistaan, joten tarkista vastaava tietolomake.

Kaikki servomoottorit toimivat suoraan + 5 V: n syöttökiskojen kanssa, mutta meidän on oltava varovaisia ​​virran suhteen, jonka moottori kuluttaa, jos aiot käyttää enemmän kuin kahta servomoottoria, oikea servosuojus tulisi suunnitella.

Servomoottorin ohjaus:

Kaikissa moottoreissa on kolme johtoa. Joista kahta käytetään syöttöön (positiivinen ja negatiivinen) ja yhtä käytetään MCU: sta lähetettävään signaaliin.

Servomoottoria ohjataan PWM: llä (pulssi modulaatiolla), jonka säätöjohdot tarjoavat. On minimipulssi, suurin pulssi ja toistonopeus. Servomoottori voi kääntyä 90 astetta kummastakin suunnasta neutraalista asennostaan. Servomoottori odottaa näkevänsä pulssin 20 millisekunnin (ms) välein, ja pulssin pituus määrittää kuinka pitkälle moottori pyörii. Esimerkiksi 1,5 ms: n pulssi saa moottorin kääntymään 90 ° -asentoon, esimerkiksi jos pulssi on alle 1,5 ms: n akseli siirtyy 0 °: een ja jos se on pidempi kuin 1,5 ms kuin se kääntää servon 180 °: een.

Servomoottori toimii PWM (Pulse width modulation) -periaatteella, mikä tarkoittaa, että sen pyörimiskulmaa ohjataan ohjauspinssiin syötetyn pulssin kestolla. Periaatteessa servomoottori koostuu tasavirtamoottorista, jota ohjataan muuttuvalla vastuksella (potentiometrillä) ja joillakin vaihteilla. DC-moottorin nopea nopeus muunnetaan vääntömomentiksi Gearsin avulla. Tiedämme, että TYÖ = VOIMA X DISTANCE, tasavirtamoottorissa Voima on pienempi ja etäisyys (nopeus) on suuri ja Servossa voima on suuri ja etäisyys on pienempi. Potentiometri on kytketty Servon lähtöakseliin kulman laskemiseksi ja tasavirtamoottorin pysäyttämiseksi halutulla kulmalla.

Servomoottoria voidaan kääntää 0: sta 180: een, mutta se voi nousta jopa 210 asteeseen valmistuksesta riippuen. Tätä pyörimisastetta voidaan säätää soveltamalla oikeanleveistä sähköpulssia sen ohjaintappiin. Servo tarkistaa pulssin 20 millisekunnin välein. Pulssi, jonka leveys on 1 ms (1 millisekunti), voi kiertää servoa 0 asteeseen, 1,5 ms voi kiertää 90 asteeseen (neutraali asento) ja 2 ms pulssi kiertää sen 180 asteeseen.

Kaikki servomoottorit toimivat suoraan + 5 V: n syöttökiskojen kanssa, mutta meidän on oltava varovaisia ​​virrankulutuksen suhteen, jonka moottori kuluttaa, jos aiot käyttää enemmän kuin kahta servomoottoria, oikea servosuojus tulisi suunnitella.

Jos haluat lisätietoja servomoottorin toimintaperiaatteesta ja käytännön käytöistä, tarkista alla olevat sovellukset, joissa servomoottorin ohjausta selitetään esimerkeillä:

• Servomoottorin testaajapiiri
• Servomoottori liitetään 8051-mikrokontrolleriin
• Servomoottorin ohjaus Arduinolla
• Servo-ohjaus Arduino Due -sovelluksen kanssa
• Servo-ohjaus Flex-anturilla
• Vadelma Pi-servomoottorin opetusohjelma