kategória: Hogyan működik
Megtekintések száma: 3979
Megjegyzések a cikkhez: 0

Hogyan működik a szervo?

 

Az arduino (mikro-szervomotor) által vezérelt alacsony áramú szervoszt manapság széles körben használják az amatőr robotikában, apró asztali gépeket és sok más érdekes és hasznos dolgot tesznek a háztartásban. Még csak hobbi szinten is, az ilyen szervók rengeteg különféle felhasználást kínálnak. Lássuk, mi a szervó legegyszerűbb formája, hogyan épül fel alapvetően és hogyan működik.

Hogyan működik a szervo?

Maga a „szervo meghajtó” szó lefordítható „szervo meghajtónak”. Vagyis egy olyan hajtóberendezés tartalmaz egy negatív visszacsatolás által vezérelt motort, amely lehetővé teszi a pontos mozgást a munkatest ellenőrzött helyzetével.

Elvileg egy szervóhajtást villamos motornak lehet nevezni, amelynek vezérlőrendszerében található a munkaeszköz helyzetérzékelője (vagy csak egy tengely), amelynek az aktuális paraméterei meghatározzák, hogy a kívánt eredmény eléréséhez hogyan, hol és mennyi fordulatot kell fordítani a motor forgórészéhez. Általában egy ilyen rendszerben van egy hajtásvezérlő egység, amely elemzi az érzékelő paramétereit, és ezekkel összhangban irányítja a motor teljesítményét.

Tehát, bár a szervómeghajtó automatikusan működik, a munkatest helyzetmeghatározási folyamata nagyon pontos, mivel az érzékelőből származó jelet a vezérlőpult helyesen dolgozza fel. Például, a vezérlési cél egyszerűen az lehet, hogy az érzékelő adott paraméterére egy meghatározott értéket tartson fenn. Így egyértelművé válik, hogy a meghajtót miért nevezik nyomkövetésnek - figyeli az érzékelő állapotát.

Szervo és arduino csatlakoztatási sémája

A felszerelt sebességváltóval ellátott motornak csak három vagy négy vezetéke lehet belőle. Két vezeték táplálja a motort, a harmadik - az érzékelő jele eltávolítva, a negyedik az érzékelő tápellátására tervezhető.

A tápvezetékek általában piros és fekete, vagy piros és barna - ezek a plusz és mínusz (földi) vezetékek. Fehér vagy sárga - egy jelvezeték az érzékelőből, ezen a vezetéken keresztül a rendszer jelenlegi állapotáról visszacsatolójel jön a vezérlőpultra.

Egy egyszerű szervo sebességváltóval (szervó) és potenciométerrel kiváló példa annak megértésére, hogyan működik a visszacsatolás a szervóvezérlő rendszerben.

Az arduinói szeromaginó munkája

A potenciométernek három kimenete van. Azokra a következtetésekre jutottam, hogy az oldalakon az áramellátás és az átlag ténylegesen - output ellenállásos feszültségválasztóval. Ha megváltoztatja a potenciométer fogantyújának helyzetét, akkor a negatív teljesítmény és az átlagos kimenet közötti feszültség a negatív és az átlagos kimenet közötti ellenállás változásával arányosan változik.

Tegyük fel, hogy a bal oldali helyzetben a potenciométer középső kimenetén a feszültség minimális, a legszélső helyzetben pedig a maximális. Kiderül, hogy a potenciométer középső kapcsán a feszültséget a fogantyújának helyzete határozza meg, azaz milyen szöggel fordul el a kiindulási helyzetből, amikor a középső kapcson a feszültség minimális. Általában 5-10 kΩ névleges ellenállású potenciométereket használnak.

És hogy működik itt a szervo? Ebben a szervóhajtásban a potenciométer fogantyúja a hajtómű segítségével csatlakozik a motor tengelyéhez. Ez azt jelenti, hogy amikor a motor jár és a forgórésze forog, a potenciométer fogantyúja forog, és ezért az átlagos kimenetnél az ellenállás megváltozik.

A szélső bal helyzetben, például a középső csatlakozón 0 volt, középső helyzetben - 2,5 volt, és a szélső jobb oldalon - 5 volt. Az egyszerűség kedvéért feltételezzük, hogy a potenciométer gombja a tengelye körül 180 fokkal képes elfordulni, ami azt jelenti, hogy az átlagos kimenetnél 2,5 volt megfelel a gomb 90 fokos fordulatának.

Ha a vezérlőpult információt kap arról, hogy az átlagos teljesítmény 5 volt, és 90 fokos fordulatot kell létrehozni, akkor automatikusan egy bizonyos polaritási energiát kell alkalmazni a motorra, amíg a sebességváltó kimenetét elforgatja (és ezzel együtt a potenciométer gombját). jobbról balra a potenciométer nem hozza a kívánt pozícióba. Amint 2,5 volt a potenciométer középső kimenetére, a motor leállítja az áramot a vezérlőpultról.

Hasonló módon egy ellenkező irányú fordulatot valósítunk meg: ha az átlagos kimenet 0 volt, akkor a motorellátás polaritása olyan lesz, hogy a potenciométer gomb balra és jobbra forog a sebességváltón, amíg a feszültség el nem éri a 2,5 voltot, ami a gomb 90 fokos fordulatának felel meg. Ez egy meglehetősen durva példa, de egyértelmű.

Szétszerelt szervo meghajtó

A sebességváltóra itt van szükség ahhoz, hogy az alacsony teljesítményű motor tengelyének nagy fordulatát nagy erőfeszítésekkel alacsony fordulattá alakítsuk, amely először lehetővé teszi a potenciométer forgatását, másodszor pedig lassan és pontosan. A sebességváltó fogaskerekekből áll, a motor tengelyén van egy kicsi, amely egy nagyot forgat, amelynek közepén egy kicsi stb.

Szervó eszköz

A servoszt számos fő paraméter jellemzi. Az első fő paraméter a tengelyre gyakorolt ​​erő (a nyomatékot elosztva a gravitációs gyorsulással), amelyet kis modellekben mérnek kg / cm-ben, és amelyet a motor névleges tápfeszültségén határoznak meg. Például a 10 kg / cm nyomaték azt jelenti, hogy ha a kimenő tengely tengelyétől való távolság 1 cm, 10 kg terhelés tartható rajta.

A második fontos paraméter a fordulási sebesség, amelyet másodperc / 60 fokban jeleznek. Ez a paraméter megmutatja, mennyi ideig tart a szervohajtásnak a kimeneti tengely 60 fokos elforgatása. Például 0,2 másodperc / 60 fok. Ezenkívül az olyan paraméterek, mint a tápfeszültség, a forgási szög (180 vagy 360 fok) és a sebességváltó típusa (sebességváltó anyaga) követik.

Jellemzi az eszközök és Arduino csatlakoztatását

Motor és szervo vezérlés Arduino-val

10 érdekes projekt Arduino számára

Lásd még az i.electricianexp.com oldalon:

  • Motor és szervo vezérlés Arduino-val
  • Hogyan lehet csatlakoztatni az inkrementális kódolót az Arduino-hoz
  • Jellemzi az eszközök és Arduino csatlakoztatását
  • Az elektromos motorok típusai és munkájuk alapelvei
  • A kollektormotor fordulatszámának típusai és elrendezése

  •