Com s’ordena i funciona el servo

Els servos de baix corrent impulsats per arduino (micro servo motor) són molt utilitzats avui en dia en la robòtica aficionada, cosa que converteix en petites màquines d’escriptori i moltes altres coses interessants i útils a la llar. Fins i tot només a nivell hobby, aquests servidors troben una gran quantitat d’usos diversos. Vegem què és un servo en la seva forma més senzilla, com està dissenyat fonamentalment i com funciona.

La mateixa paraula "servo drive" es pot traduir per "servo drive". És a dir, és un dispositiu de conducció que conté un motor controlat per feedback negatiu, que permet moviments precisos amb posicionament verificat del cos de treball.

En principi, un servoaccionament es pot anomenar motor elèctric, en el sistema de control del qual hi ha un sensor de posició del dispositiu de treball (o només un eix), els paràmetres actuals a partir dels quals determinen com, on i quant ha de o no girar el rotor del motor per obtenir el resultat desitjat. Normalment, en un sistema així, hi ha una unitat de control d’accionament que analitza els paràmetres des del sensor i, d’acord amb ells, controla la potència del motor.

Així, tot i que el servoaccionament funciona automàticament, el procés de posicionament del cos de treball és molt precís a causa del processament correcte del senyal del sensor per part de la placa de control. Per exemple, l'objectiu de control pot ser simplement mantenir un valor específic per a un paràmetre determinat d'aquest sensor. De manera que queda clar per què la unitat s’anomena seguiment: supervisa l’estat del sensor.

Un motor amb una caixa de canvis instal·lada pot tenir només tres o quatre cables que li provenen. Dos cables subministren energia al motor, a partir del tercer: el senyal del sensor s'elimina; el quart es pot dissenyar per alimentar el sensor.

Normalment, els cables d'alimentació són vermells i negres o vermells i marrons, els cables d'alimentació més a poc (terra). Blanc o groc: un fil de senyal del sensor, a través d’aquest cable arriba a la placa de control un senyal de retroalimentació sobre l’estat actual del sistema.

Un senzill servo amb caixa de canvis (servo) i potenciòmetre és un bon exemple per comprendre com funciona la retroalimentació en el sistema de control de servo.

El potenciòmetre té tres sortides. Sobre aquestes conclusions que a banda i banda: es subministra energia i, de fet, la mitjana de sortida amb divisor de tensió resistiva. Si canvieu la posició del mànec del potenciòmetre, la tensió entre la potència negativa i la seva sortida mitjana canviarà proporcionalment al canvi de resistència entre la sortida negativa i la mitjana.

Suposem que, a la posició més esquerra, la tensió a la sortida mitjana del potenciòmetre serà mínima i, a la posició més dreta, serà màxima. Resulta que la tensió al terminal mitjà del potenciòmetre està determinada per la posició del seu mànec, és a dir, per quin angle es gira des de la posició inicial, en què la tensió al terminal mitjà és mínima. Típicament s’utilitzen potenciòmetres amb una resistència nominal de 5-10 kΩ.

I com funciona el servo aquí? El mànec del potenciòmetre d’aquest servomotor està connectat a l’eix del motor mitjançant una caixa de canvis. Això significa que quan el motor funciona i el seu rotor gira, el mànec del potenciòmetre gira i, per tant, la resistència a la seva sortida mitjana canvia.

A la posició de l’extrema esquerra, per exemple, a la terminal del centre hi haurà 0 volts, a la posició mitjana - 2,5 volts, i a l’extrema dreta - 5 volts. Per simplificar, suposem que el botó del potenciòmetre és capaç de girar al voltant del seu eix en 180 graus, cosa que significa que 2,5 volts de la sortida mitjana correspondrà a un gir del pom de 90 graus.

Si la placa de control rep informació que la sortida mitjana és de 5 volts i és necessari crear un gir de fins a 90 graus, s’aplicarà automàticament una certa potència de polaritat al motor fins que faci girar la sortida de la caixa de canvis (i, al seu lloc, el potenciòmetre) de dreta a esquerra, el potenciòmetre no arribarà a la posició desitjada. Tan aviat com es faci 2,5 volts a la sortida mitjana del potenciòmetre, el motor deixarà de rebre energia de la placa de control.

D’una manera similar, es realitzarà un gir en sentit contrari: si la sortida mitjana és de 0 volts, la polaritat de l’alimentació del motor serà tal que el pom del potenciòmetre girarà per la caixa del canvi d’esquerra a dreta, fins que la tensió arribi a 2,5 volts, corresponent a un gir del pom de 90 graus. Aquest és un exemple força brut, però és clar.

Aquí és necessària la caixa de canvis per convertir les revolucions elevades de l’eix del motor de baixa potència a revolucions baixes amb un gran esforç, cosa que permetrà, en primer lloc, girar el potenciòmetre i, segon, fer-ho lentament i amb precisió. La caixa d’engranatges consta d’engranatges, a l’eix del motor n’hi ha un de petit que gira un de gran, al centre del qual un petit, etc.

Els servicis es caracteritzen per tenir diversos paràmetres. El primer paràmetre principal és la força sobre l’eix (parell dividit per l’acceleració de la gravetat), que es mesura en models petits en kg / cm i es determina a la tensió de subministrament nominal del motor. Per exemple, un parell de 10 kg / cm significa que quan la distància a l’eix de l’eix de sortida és d’1 cm, es pot mantenir una càrrega de 10 kg sobre ell.

El segon paràmetre important és la velocitat de gir, que s’indica en seg / 60 graus. Aquest paràmetre mostra el temps que triga el servoaccionament a girar el seu eix de sortida 60 graus. Per exemple, 0,2sec / 60 graus. A continuació, apareixen paràmetres com la tensió d’alimentació, l’angle de rotació (180 o 360 graus) i el tipus de caixa de canvis (material d’engranatges).

Disposa de connexió de dispositius a Arduino

Control motor i servo amb Arduino

10 interessants projectes per a Arduino