Paano inayos ang servo at gumagana

Ang mga low-kasalukuyang servo na minamaneho ng arduino (micro servo motor) ay malawakang ginagamit ngayon sa mga amateur robotics, gumawa sila ng mga maliliit na desktop machine at maraming iba pang mga bagay na kawili-wili at kapaki-pakinabang sa sambahayan. Kahit na sa antas ng libangan, ang mga naturang servo ay nakakahanap ng isang tonelada ng magkakaibang paggamit. Tingnan natin kung ano ang isang servo sa pinakasimpleng anyo nito, kung paano ito paunang dinisenyo at kung paano ito gumagana.

Ang salitang "servo drive" mismo ay maaaring isalin bilang "servo drive". Iyon ay, ito ay tulad ng isang aparato sa pagmamaneho na naglalaman ng isang makina na kinokontrol ng negatibong puna, na nagbibigay-daan sa tumpak na mga paggalaw na may na-verify na pagpoposisyon ng nagtatrabaho na katawan.

Sa prinsipyo, ang isang servo drive ay maaaring tawaging isang de-koryenteng motor, sa control system kung saan mayroong isang sensor ng posisyon ng gumaganang aparato (o isang baras lamang), ang kasalukuyang mga parameter mula sa kung saan matukoy kung paano, kung saan at kung magkano o dapat na motor rotor ay dapat o hindi dapat lumiko upang makuha ang ninanais na resulta. Karaniwan, sa naturang sistema, mayroong unit ng control control na sinusuri ang mga parameter mula sa sensor at, alinsunod sa mga ito, kinokontrol ang lakas ng motor.

Kaya, bagaman ang servo drive ay awtomatikong gumagana, ang proseso ng pagpoposisyon ng nagtatrabaho na katawan ay napaka-tumpak dahil sa tamang pagproseso ng signal mula sa sensor ng control board. Halimbawa, ang layunin ng control ay maaaring mapanatili lamang ang isang tiyak na halaga para sa isang partikular na parameter ng nasabing sensor. Kaya't naging malinaw kung bakit ang drive ay tinatawag na pagsubaybay - sinusubaybayan nito ang estado ng sensor.

Ang isang engine na may isang naka-install na gearbox ay maaaring magkaroon lamang ng tatlo o apat na mga wire na nagmula rito. Ang dalawang wires ay nagbibigay ng kapangyarihan sa makina, mula sa pangatlo - ang signal mula sa sensor ay tinanggal, ang ikaapat ay maaaring idinisenyo upang mabigyan ng kapangyarihan ang sensor.

Karaniwan ang mga wire ng kuryente ay pula at itim o pula at kayumanggi - ito ang mga plus at minus (ground) na mga wire ng kuryente. Puti o dilaw - isang signal wire mula sa sensor, sa pamamagitan ng kawad na ito isang signal ng feedback tungkol sa kasalukuyang estado ng system ay dumating sa control board.

Ang isang simpleng servo na may gearbox (servo) at potensyomiter ay isang mahusay na halimbawa upang maunawaan kung paano gumagana ang puna sa sistema ng kontrol ng servo.

Ang potensyomiter ay may tatlong mga output. Sa mga konklusyon na sa mga panig - ang kapangyarihan ay ibinibigay, at ang average sa katunayan - output na may resistive boltahe na naghahati. Kung binago mo ang posisyon ng hawakan ng potensyometro, pagkatapos ang boltahe sa pagitan ng negatibong kapangyarihan at ang average na output nito ay magbabago sa proporsyon sa pagbabago sa paglaban sa pagitan ng negatibo at average na output.

Ipagpalagay, sa kaliwa ng posisyon, ang boltahe sa gitnang output ng potensyomiter ay magiging minimum, at sa pinakamataas na posisyon, ito ay magiging maximum. Ito ay lumiliko na ang boltahe sa gitnang terminal ng potensyomiter ay natutukoy ng posisyon ng hawakan nito, iyon ay, sa pamamagitan ng kung anong anggulo ito ay lumipat mula sa paunang posisyon, kung saan ang boltahe sa gitnang terminal ay minimal. Karaniwan, ang mga potentiometer na may isang nominal na pagtutol ng 5-10 kΩ ay ginagamit.

At paano gumagana ang servo dito? Ang potentiometer handle sa servo drive na ito ay konektado sa motor shaft sa pamamagitan ng isang gearbox. Nangangahulugan ito na kapag ang engine ay tumatakbo at ang rotor nito ay umiikot, ang hawakan ng potentiometer ay umiikot at samakatuwid ang paglaban sa average na pagbabago ng output nito.

Sa matinding kaliwang posisyon, halimbawa, sa gitnang terminal ay magkakaroon ng 0 volts, sa gitnang posisyon - 2.5 volts, at sa matinding kanan - 5 volts. Upang gawing simple, ipinapalagay namin na ang knob ng potensyomiter ay may kakayahang umiikot sa paligid ng axis nito sa pamamagitan ng 180 degree, na nangangahulugang 2.5 volts sa average na output ay tumutugma sa isang pagliko ng knob 90 degrees.

Kung ang control board ay tumatanggap ng impormasyon na ang average na output ay 5 volts, at kinakailangan upang lumikha ng isang pagliko hanggang sa 90 degree, kung gayon ang isang tiyak na kapangyarihan ng polarity ay awtomatikong mailalapat sa motor hanggang sa paikutin nito ang output ng gearbox (at, sa lugar na kasama nito, ang potentiometer knob) mula pakanan hanggang kaliwa, ang potensyomiter ay hindi magdadala sa nais na posisyon. Sa sandaling ang 2.5 volts ay nasa gitna output ng potensyomiter, ang motor ay titigil sa pagtanggap ng kapangyarihan mula sa control board.

Sa isang katulad na paraan, ang isang pagliko sa kabaligtaran na direksyon ay maisasakatuparan: kung ang average na output ay 0 volts, kung gayon ang polarity ng suplay ng motor ay magiging ganoon ang potentiometer knob ay babalik sa gearbox mula sa kaliwa hanggang kanan, hanggang sa ang boltahe ay umabot sa 2.5 volts, na naaayon sa isang pagliko ng knob 90 degrees. Ito ay isang halip hindi gaanong halimbawa, ngunit ito ay malinaw.

Ang gearbox ay kinakailangan dito upang mai-convert ang mataas na rebolusyon ng baras ng motor na may mababang lakas sa mababang mga rebolusyon na may mahusay na pagsisikap, na magbibigay-daan, una, upang i-on ang potensyomiter, at pangalawa, gawin itong mabagal at tumpak. Ang gearbox ay binubuo ng mga gears, sa baras ng motor mayroong isang maliit na umiikot ng isang malaki, sa gitna kung saan ang isang maliit, atbp.

Ang mga servo ay nailalarawan sa pamamagitan ng maraming pangunahing mga parameter. Ang unang pangunahing parameter ay ang puwersa sa baras (metalikang kuwintas na hinati ng pabilis ng gravity), na sinusukat sa maliit na mga modelo sa kg / cm at tinutukoy sa rate ng supply ng boltahe ng motor. Halimbawa, ang isang metalikang kuwintas na 10 kg / cm ay nangangahulugan na kapag ang distansya sa axis ng output shaft ay 1 cm, ang isang pagkarga ng 10 kg ay maaaring gaganapin dito.

Ang pangalawang mahalagang parameter ay ang bilis ng pag-on, na kung saan ay ipinahiwatig sa sec / 60 degree. Ipinapakita ng parameter na ito kung gaano katagal ang kinakailangan para sa servo drive na paikutin ang output shaft na 60 degree. Halimbawa, 0.2sec / 60 degree. Susunod na darating ang mga naturang mga parameter tulad ng supply boltahe, anggulo ng pag-ikot (180 o 360 degree) at ang uri ng gearbox (gear material).

Nagtatampok ng pagkonekta ng mga aparato sa Arduino

Kontrol ng motor at servo kasama ang Arduino

10 mga kagiliw-giliw na proyekto para sa Arduino