Como o servo é organizado e funciona

Servos de baixa corrente acionados por arduino (micro servo motor) são amplamente usados ​​hoje em robótica amadora, eles fabricam pequenas máquinas de mesa e muitas outras coisas interessantes e úteis em casa. Mesmo no nível do hobby, esses servos encontram uma tonelada de usos diversos. Vamos ver o que é um servo em sua forma mais simples, como é fundamentalmente projetado e como funciona.

A palavra "servo-drive" pode ser traduzida como "servo-drive". Ou seja, é um dispositivo de acionamento que contém um motor controlado por feedback negativo, que permite movimentos precisos com posicionamento verificado do corpo de trabalho.

Em princípio, um servoconversor pode ser chamado de motor elétrico, no sistema de controle no qual existe um sensor de posição do dispositivo de trabalho (ou apenas um eixo), os parâmetros de corrente que determinam como, onde e quanto o rotor do motor deve ou não girar para obter o resultado desejado. Normalmente, em um sistema assim, existe uma unidade de controle do inversor que analisa os parâmetros do sensor e, de acordo com eles, controla a potência do motor.

Assim, embora o servoconversor funcione automaticamente, o processo de posicionamento do corpo de trabalho é muito preciso devido ao processamento correto do sinal do sensor pela placa de controle. Por exemplo, o objetivo de controle pode ser simplesmente manter um valor específico para um parâmetro específico do referido sensor. Portanto, fica claro por que a unidade é chamada de rastreamento - monitora o estado do sensor.

Um motor com uma caixa de engrenagens instalada pode ter apenas três ou quatro fios. Dois fios fornecem energia ao motor, a partir do terceiro - o sinal do sensor é removido, o quarto pode ser projetado para alimentar o sensor.

Geralmente, os fios de energia são vermelhos e pretos ou vermelhos e marrons - esses são os fios de energia mais e menos (terra). Branco ou amarelo - um fio de sinal do sensor; através desse fio, um sinal de feedback sobre o estado atual do sistema chega ao painel de controle.

Um servo simples com caixa de velocidades (servo) e potenciômetro é um ótimo exemplo para entender como o feedback funciona no sistema de controle servo.

O potenciômetro possui três saídas. Nas conclusões de que, nos lados - a energia é fornecida e a média de fato - a produção com divisor de tensão resistivo. Se você mudar a posição do manípulo do potenciômetro, a tensão entre a potência negativa e sua saída média mudará proporcionalmente à mudança na resistência entre a saída negativa e a saída média.

Suponha que, na posição mais à esquerda, a tensão na saída do meio do potenciômetro seja mínima e, na posição mais à direita, será máxima. Acontece que a tensão no terminal do meio do potenciômetro é determinada pela posição de sua alça, ou seja, por qual ângulo ele é girado a partir da posição inicial, na qual a tensão no terminal do meio é mínima. Normalmente, são usados ​​potenciômetros com resistência nominal de 5 a 10 kΩ.

E como o servo funciona aqui? A alavanca do potenciômetro neste servoconversor é conectada ao eixo do motor através de uma caixa de engrenagens. Isso significa que, quando o motor está em funcionamento e o rotor gira, a alça do potenciômetro gira e, portanto, a resistência em sua produção média muda.

Na posição extrema esquerda, por exemplo, no terminal do meio haverá 0 volts, na posição do meio - 2,5 volts e na extrema direita - 5 volts. Para simplificar, assumimos que o botão do potenciômetro é capaz de girar em torno de seu eixo em 180 graus, o que significa que 2,5 volts na saída média corresponderão a uma rotação do botão em 90 graus.

Se a placa de controle receber informações de que a saída média é de 5 volts e for necessário criar uma rotação de até 90 graus, uma certa potência de polaridade será aplicada automaticamente ao motor até que gire a saída da caixa de velocidades (e, no lugar, o botão do potenciômetro) da direita para a esquerda, o potenciômetro não chegará à posição desejada. Assim que 2,5 volts ficar na saída do meio do potenciômetro, o motor deixará de receber energia do painel de controle.

De maneira semelhante, uma volta na direção oposta será realizada: se a saída média for 0 volts, a polaridade da alimentação do motor será tal que o botão do potenciômetro passará pela caixa de engrenagens da esquerda para a direita, até que a tensão atinja 2,5 volts, correspondendo a uma rotação do botão 90 graus. Este é um exemplo bastante grosseiro, mas é bem claro.

A caixa de velocidades é necessária aqui para converter as altas rotações do eixo do motor de baixa potência em baixas rotações com grande esforço, o que permitirá, primeiramente, girar o potenciômetro e, em segundo lugar, fazê-lo devagar e com precisão. A caixa de engrenagens é composta por engrenagens, no eixo do motor há uma pequena que gira uma grande, no centro da qual uma pequena, etc.

Servos são caracterizados por vários parâmetros principais. O primeiro parâmetro principal é a força no eixo (torque dividido pela aceleração da gravidade), medida em pequenos modelos em kg / cm e determinada na tensão de alimentação nominal do motor. Por exemplo, um torque de 10 kg / cm significa que quando a distância do eixo do eixo de saída é de 1 cm, uma carga de 10 kg pode ser mantida nele.

O segundo parâmetro importante é a velocidade de rotação, indicada em seg / 60 graus. Este parâmetro mostra quanto tempo o servo leva para girar seu eixo de saída 60 graus. Por exemplo, 0,2seg / 60 graus. Em seguida, vêm parâmetros como tensão de alimentação, ângulo de rotação (180 ou 360 graus) e o tipo de caixa de engrenagens (material da engrenagem).

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