Hvad er en servomotor?

Hvad er en servomotor?

En servomotor er en type motor, der kan rotere med stor præcision. Normalt består denne type motor af et kontrolkredsløb, der giver feedback på motorakslens aktuelle position, denne feedback giver servomotorer mulighed for at rotere med stor præcision. Hvis du vil rotere et objekt i en bestemt vinkel eller afstand, skal du bruge en servomotor. Det består bare af en simpel motor, der løber gennem en servomekanisme. Hvis motoren drives af en jævnstrømsforsyning, kaldes den DC-servomotor, og hvis den er vekselstrømsdrevet motor, kaldes den AC-servomotor. Til denne vejledning diskuterer vi kun om DC-servomotor, der fungerer. Bortset fra disse store klassifikationer er der mange andre typer servomotorer baseret på geartype og driftsegenskaber. En servomotor leveres normalt med et geararrangement, der giver os mulighed for at få en servomotor med meget højt drejningsmoment i små og lette pakker. På grund af disse funktioner bruges de i mange applikationer som legetøjsbiler, RC-helikoptere og fly, robotter osv.

Servomotorer er klassificeret i kg / cm (kilogram per centimeter) De fleste hobby servomotorer er klassificeret til 3 kg / cm eller 6 kg / cm eller 12 kg / cm. Dette kg / cm fortæller dig, hvor meget vægt din servomotor kan løfte på en bestemt afstand. For eksempel: En 6 kg / cm servomotor skal være i stand til at løfte 6 kg, hvis lasten hænges 1 cm væk fra motorakslen, jo større afstand desto mindre er vægtens bæreevne. Servomotorens position bestemmes af elektrisk puls, og dens kredsløb er placeret ved siden af ​​motoren.

Servomotorisk arbejdsmekanisme

Den består af tre dele:

1. Kontrolleret enhed
2. Udgangssensor
3. Feedback-system

Det er et lukket kredsløbssystem, hvor det bruger et positivt feedback-system til at kontrollere bevægelse og akselens endelige position. Her styres enheden af ​​et feedback-signal genereret ved at sammenligne udgangssignal og referenceindgangssignal.

Her sammenlignes referenceindgangssignalet med referenceudgangssignalet, og det tredje signal produceres af feedback-systemet. Og dette tredje signal fungerer som et indgangssignal til styringen af ​​enheden. Dette signal er til stede, så længe feedback-signalet genereres, eller der er en forskel mellem referenceindgangssignalet og referenceudgangssignalet. Så servomekanismens hovedopgave er at opretholde output fra et system til den ønskede værdi ved tilstedeværelse af støj.

Servomotorens arbejdsprincip

En servo består af en motor (DC eller AC), et potentiometer, gearkonstruktion og et kontrolkredsløb. Først og fremmest bruger vi gearkonstruktion til at reducere omdrejningstal og for at øge motorens drejningsmoment. Sig ved startpositionen på servomotorakslen, at potentiometer-knappen er sådan, at der ikke genereres noget elektrisk signal i potentiometerets udgangsport. Nu gives der et elektrisk signal til en anden indgangsterminal på fejldetektorforstærkeren. Nu er forskellen mellem disse to signaler, den ene kommer fra potentiometeret, og den anden kommer fra andre kilder, vil blive behandlet i en feedbackmekanisme, og output vil blive leveret med hensyn til fejlsignal. Dette fejlsignal fungerer som indgangen til motoren og motoren begynder at rotere.Nu er motorakslen forbundet med potentiometeret, og når motoren roterer så potentiometeret, og det genererer et signal. Så når potentiometerets vinkelposition ændres, ændres dets outputfeedback signal. Efter engang når potentiometerets position i en position, hvor output fra potentiometer er det samme som det eksterne signal, der leveres. I denne tilstand vil der ikke være noget udgangssignal fra forstærkeren til motorindgangen, da der ikke er nogen forskel mellem eksternt anvendt signal og det signal, der genereres ved potentiometeret, og i denne situation holder motoren op med at rotere.der vil ikke være noget udgangssignal fra forstærkeren til motorindgangen, da der ikke er nogen forskel mellem eksternt anvendt signal og det signal, der genereres ved potentiometeret, og i denne situation holder motoren op med at rotere.der vil ikke være noget udgangssignal fra forstærkeren til motorindgangen, da der ikke er nogen forskel mellem eksternt anvendt signal og det signal, der genereres ved potentiometeret, og i denne situation holder motoren op med at rotere.

Interfacing servomotorer med mikrokontroller:

Interfacing hobby Servomotorer som s90 servomotor med MCU er meget let. Servoer har tre ledninger, der kommer ud af dem. Heraf to vil blive brugt til forsyning (positiv og negativ) og en vil blive brugt til signalet, der skal sendes fra MCU. En MG995 servomotor af metaludstyr, der mest bruges til RC-biler med humanoide bots osv. Billedet af MG995 er vist nedenfor:

Farvekodningen på din servomotor kan variere, og tjek derfor for dit respektive datablad.

Alle servomotorer arbejder direkte med dine + 5V forsyningsskinner, men vi skal være forsigtige med den strømmængde, motoren vil forbruge, hvis du planlægger at bruge mere end to servomotorer, og der skal designes et ordentligt servoskjold.

Kontrollerende servomotor:

Alle motorer har tre ledninger, der kommer ud af dem. Heraf to vil blive brugt til forsyning (positiv og negativ) og en vil blive brugt til signalet, der skal sendes fra MCU.

Servomotor styres af PWM (Pulse with Modulation), som leveres af kontrolkablerne. Der er en minimal puls, en maksimal puls og en gentagelsesfrekvens. Servomotor kan dreje 90 grader fra begge retninger fra sin neutrale position. Servomotoren forventer at se en puls hver 20. millisekund (ms), og pulsens længde vil bestemme, hvor langt motoren drejer. For eksempel vil en puls på 1,5 ms få motoren til at dreje til 90 ° position, f.eks. Hvis puls er kortere end 1,5 ms aksel bevæger sig til 0 °, og hvis den er længere end 1,5 ms, end den vil dreje servoen til 180 °.

Servomotor fungerer efter PWM (Pulse width modulation) -princippet, hvilket betyder, at dens rotationsvinkel styres af varigheden af ​​den påførte puls til dens kontrol-PIN. Grundlæggende består servomotor af jævnstrømsmotor, som styres af en variabel modstand (potentiometer) og nogle gear. DC-motorens højhastighedskraft omdannes til drejningsmoment ved hjælp af gear. Vi ved, at ARBEJDE = KRAFT X AFSTAND, i jævnstrømsmotor Kraft er mindre og afstand (hastighed) er høj, og i Servo er kraften høj, og afstanden er mindre. Potentiometeret er forbundet med udgangsakslen på Servo for at beregne vinklen og stoppe jævnstrømsmotoren i den ønskede vinkel.

Servomotor kan drejes fra 0 til 180 grader, men den kan gå op til 210 grader afhængigt af fremstillingen. Denne grad af rotation kan styres ved at anvende den elektriske puls med den rette bredde på dens kontrolpind. Servo kontrollerer pulsen hver 20. millisekund. Impulsen på 1 ms (1 millisekund) bredde kan rotere servoen til 0 grader, 1,5 ms kan rotere til 90 grader (neutral position) og 2 ms puls kan rotere den til 180 grader.

Alle servomotorer arbejder direkte med dine + 5V forsyningsskinner, men vi skal være forsigtige med den mængde strøm, som motoren bruger, hvis du planlægger at bruge mere end to servomotorer, og der skal designes et ordentligt servoskjold.

For at lære mere om servomotorens arbejdsprincip og praktiske anvendelser, se nedenstående applikationer, hvor styring af servomotor er forklaret med eksemplerne:

• Servomotortesterkredsløb
• Servomotor grænseflade med 8051 mikrokontroller
• Servomotor kontrol ved hjælp af Arduino
• Servokontrol med Arduino Due
• Servokontrol med Flex-sensor
• Raspberry Pi Servomotorvejledning