Сервопривод (сервомеханизм) — это электромагнитное устройство, которое преобразует электричество в точное контролируемое движение с помощью механизмов отрицательной обратной связи.
Сервоприводы могут использоваться для создания линейного или кругового движения, в зависимости от их типа. В состав типичного сервопривода входит двигатель постоянного тока, зубчатая передача, потенциометр, интегральная схема (ИС) и выходной вал. Требуемое положение сервопривода вводится и поступает в микросхему в виде закодированного сигнала. ИС направляет двигатель в движение, пропуская энергию двигателя через шестерни, которые задают скорость и желаемое направление движения, пока сигнал от потенциометра не даст обратную связь о том, что желаемое положение достигнуто, и ИС не остановит двигатель.
Потенциометр делает возможным контролируемое движение, передавая текущее положение, позволяя при этом корректировать внешние силы, действующие на управляющие поверхности: как только поверхность перемещается, потенциометр подает сигнал положения, а микросхема сигнализирует о необходимом движении двигателя до тех пор, пока правильное положение не будет восстановлено.
Комбинация сервоприводов и многоредукторных электродвигателей может быть организована вместе для выполнения более сложных задач в различных типах систем, включая роботов, транспортные средства, производство и беспроводные сети датчиков и исполнительных механизмов.
Как работает сервопривод?
У сервоприводов есть 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 поворачивается в соответствующем направлении в соответствии с импульсами.
Когда двигатель вращается, он изменяет сопротивление потенциометра и в конечном итоге позволяет схеме управления регулировать величину и направление движения. Когда вал находится в желаемом положении, питание отключается.
Провод питания обеспечивает сервопривод энергией, необходимой для работы, а провод заземления обеспечивает путь подключения, отдельный от основного тока. Это убережет вас от шока, но не обязательно для запуска сервопривода.
Объяснение цифровых RC-сервоприводов
Digital ServoA Digital RC Servo имеет другой способ отправки импульсных сигналов на серводвигатель.
Если аналоговый сервопривод предназначен для отправки постоянного напряжения 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 уменьшает величину зоны нечувствительности.
В результате, когда используется цифровой сервопривод, он обеспечивает более быструю реакцию и более быстрое ускорение компонента RC.
Кроме того, благодаря меньшей зоне нечувствительности крутящий момент также обеспечивает лучшую удерживающую способность. Когда вы управляете цифровым сервоприводом, вы сразу же ощущаете контроль.
Позвольте мне представить вам сценарий дела. Допустим, вам нужно подключить цифровой и аналоговый сервопривод к приемнику.
Когда вы повернете аналоговое сервоколесо со смещением от центра, вы заметите, что через некоторое время оно реагирует и сопротивляется — задержка заметна.
Однако, когда вы поворачиваете колесо цифрового сервопривода со смещением от центра, вы почувствуете, что колесо и вал реагируют и удерживаются в заданном вами положении очень быстро и плавно.
Объяснение аналоговых RC-сервоприводов
Аналоговый серводвигатель RC является стандартным типом сервопривода.
Он регулирует скорость двигателя, просто посылая импульсы включения и выключения.
Обычно импульсное напряжение находится в диапазоне от 4,8 до 6,0 В и при этом остается постоянным. Аналог получает 50 импульсов в секунду и в состоянии покоя на него не подается напряжение.
Чем дольше импульс «Вкл» подается на сервопривод, тем быстрее вращается двигатель и тем выше создаваемый крутящий момент. Одним из основных недостатков аналогового сервопривода является задержка реакции на небольшие команды.
Двигатель не вращается достаточно быстро. Кроме того, он также создает вялый крутящий момент. Такая ситуация называется «мертвая зона».
Время публикации: 01 июня 2022 г.