Сервопривод (сервомеханизм) — это электромагнитное устройство, преобразующее электричество в точное управляемое движение с помощью механизмов отрицательной обратной связи.
Сервоприводы могут использоваться для создания линейного или кругового движения, в зависимости от их типа. Состав типичного сервопривода включает двигатель постоянного тока, зубчатую передачу, потенциометр, интегральную схему (ИС) и выходной вал. Требуемое положение сервопривода вводится и поступает в виде кодированного сигнала в ИС. ИС направляет двигатель в движение, управляя энергией двигателя через шестерни, которые устанавливают скорость и желаемое направление движения, пока сигнал от потенциометра не обеспечит обратную связь о том, что желаемое положение достигнуто, и ИС остановит двигатель.
Потенциометр делает возможным контролируемое движение, передавая текущее положение, при этом допуская коррекцию за счет внешних сил, действующих на управляющие поверхности: как только поверхность перемещается, потенциометр подает сигнал о положении, а ИС подает сигнал о необходимом движении двигателя до тех пор, пока не будет восстановлено правильное положение.
Комбинацию сервоприводов и многоредукторных электродвигателей можно объединить для выполнения более сложных задач в различных типах систем, включая роботов, транспортные средства, производство, а также беспроводные сети датчиков и исполнительных механизмов.
Как работает сервопривод?
Сервоприводы имеют три провода, выходящие из корпуса (см. фото слева).
Каждый из этих проводов служит определенной цели. Эти три провода предназначены для управления, питания и заземления.
Провод управления отвечает за подачу электрических импульсов. Двигатель вращается в соответствующем направлении, как указано импульсами.
Когда двигатель вращается, он изменяет сопротивление потенциометра и в конечном итоге позволяет схеме управления регулировать величину и направление движения. Когда вал находится в нужном положении, питание отключается.
Провод питания обеспечивает сервопривод питанием, необходимым для работы, а провод заземления обеспечивает соединительный путь, отдельный от основного тока. Это защищает вас от удара током, но не требуется для работы сервопривода.
Объяснение цифровых RC-сервоприводов
Цифровой сервоприводЦифровой RC-сервопривод имеет другой способ отправки импульсных сигналов на серводвигатель.
Если аналоговый сервопривод рассчитан на отправку постоянного напряжения частотой 50 импульсов в секунду, то цифровой RC-сервопривод способен отправлять до 300 импульсов в секунду!
Благодаря этим быстрым импульсным сигналам скорость двигателя значительно увеличится, а крутящий момент станет более постоянным; это уменьшит величину зоны нечувствительности.
В результате при использовании цифрового сервопривода обеспечивается более быстрая реакция и более быстрое ускорение компонента RC.
Кроме того, с меньшим количеством мертвых зон крутящий момент также обеспечивает лучшую удерживающую способность. При работе с цифровым сервоприводом вы можете ощутить немедленное ощущение управления.
Позвольте мне представить вам пример. Допустим, вам нужно связать цифровой и аналоговый сервопривод с приемником.
Если повернуть аналоговое сервоколесо в сторону от центра, вы заметите, что через некоторое время оно реагирует и сопротивляется — задержка заметна.
Однако, если повернуть колесо цифрового сервопривода в сторону от центра, вы почувствуете, как колесо и вал реагируют и удерживают заданное вами положение очень быстро и плавно.
Объяснение аналоговых RC-сервоприводов
Аналоговый RC-серводвигатель является стандартным типом сервопривода.
Он регулирует скорость двигателя, просто посылая импульсы включения и выключения.
Обычно напряжение импульса находится в диапазоне от 4,8 до 6,0 вольт и при этом постоянно. Аналог получает 50 импульсов в секунду, и в состоянии покоя на него не подается напряжение.
Чем дольше импульс «Вкл» посылается на сервопривод, тем быстрее вращается двигатель и тем выше вырабатываемый крутящий момент. Одним из основных недостатков аналогового сервопривода является задержка в реакции на небольшие команды.
Он не заставляет двигатель вращаться достаточно быстро. Плюс, он также производит вялый крутящий момент. Такая ситуация называется «мертвой зоной».
Время публикации: 01 июня 2022 г.