Servomotoren worden veel gebruikt in ROBOTICS en in INDUSTRIEN, servo is tegenwoordig het hart van ROBOTICS-projecten, zoals robotarm, RC-auto's, radarschotel, transportbanden, antennepositionering, camera-autofocus, printproces enz.

In veel hobbyprojecten worden servomotoren veel gebruikt. Ik hoop dat dit artikel je de korte informatie geeft over wat een servo eigenlijk is, het basiswerkingsprincipe van een servomotor, verschillende soorten servo's, basisvergelijking tussen servomotor en een normale DC-motor.

Definitie servomotor:

“ Het is een apparaat dat beweging geeft als reactie op een commando wanneer het de beweging regelt als reactie op een negatieve feedback. “
Het belangrijkste kenmerk van servo is om de positie van de as nauwkeurig te regelen. Het is in feite een gesloten-lussysteem (d.w.z. negatieve feedback).

Er zijn vier hoofdonderdelen in een servosysteem met gesloten lus:

1. DC-motor.
2. Besturingscircuit.
3. Versnellingen.
4. Positiefeedbacksensor.

Het belangrijkste onderdeel van een servomotor is een kleine gelijkstroommotor. Deze gelijkstroommotoren hebben een hoge snelheid (d.w.z. hoog toerental) en een zeer laag koppel (d.w.z. torsiekracht die verantwoordelijk is voor het werk). Kortom, kleine gelijkstroommotoren hebben een zeer hoge snelheid, maar hebben niet een veel hoger koppel (d.w.z. kleine kracht en grotere afstand). Maar het ontwerp van de tandwielen in de servo zet deze hoge snelheid en het lage koppel van een gelijkstroommotor om in een lagere snelheid en een hoger koppel (d.w.z. een kleine afstand, grotere kracht).

Veel gelijkstroommotoren zijn sneller rond de 5000 tpm, maar de tandwielen verminderen dit zeer hoge toerental tot ongeveer 60 tpm en een hoog koppel. Servo's die goedkoop zijn, hebben tandwielen die van plastic zijn gemaakt om het gewicht lichter en goedkoper te houden, terwijl de servo's zijn ontworpen voor zwaarder werk (d.w.z. een zeer hoog koppel) en hun tandwielen hebben gemaakt van metaal voor bijvoorbeeld servo's die in industrieën worden gebruikt .

Wanneer de voeding voor het eerst op de servo wordt toegepast via de ingangslijn, draait de gelijkstroommotor naar een zeer hoog toerental en een zeer klein koppel, maar door tandwielen wordt de as van de servo vertraagd.

Aangezien de positiefeedbacksensor is aangesloten in een negatieve feedback-opstelling om de positie van een servo nauwkeurig te regelen om de gewenste positie. In industriële servo's is de positieterugkoppelingssensor een zeer nauwkeurige encoder, maar in een hobby is de servo's de positiesensor een potentiometer. De positiesensor (d.w.z. potentiometer) op de laatste versnelling is verbonden met het circuit dat een foutdetector bevat (d.w.z. deze foutdetector is in feite een comparator die twee signalen vergelijkt, één is van de invoerlijn, ook wel doelpositie genoemd en een andere is van de uitvoer via een potentiometer, ook wel actuele positie genoemd) en een controller-IC ingebed op het bord.

Door het draaien van tandwielen draait de knop van de potentiometer, hierdoor ontstaan ​​de spanningen die verbonden zijn met de foutdetector. Nu wordt de fout veroorzaakt door de vergelijking van twee signalen door de comparator, die is verbonden met het controller-IC (d.w.z. deze controller is een H-brug geïntegreerd op een chip). Na vergelijking wordt een fout geproduceerd die de controller in staat stelt om de rotatie van de as in beide richtingen te bepalen om de doelpositie te bereiken.

Soorten SERVO'S:

Servo's zijn verkrijgbaar in verschillende varianten.

1. POSITIONELE ROTERENDE SERVO:

De uitgaande as draait slechts 180 graden. Er zijn extra aanslagen aangebracht om de verdere rotatie van de as buiten het bereik te beperken (bijvoorbeeld:ROBOTIC-armen, roeren enz.)

1. CONTINU ROTERENDE SERVO:

Het is vergelijkbaar met een positionele rotatieservo, maar het kan 360 graden continu draaien. De commando's die naar de servo worden gestuurd, zorgen ervoor dat deze met verschillende snelheden met de klok mee of tegen de klok in draait (bijvoorbeeld:RADAR-schotel enz.).

1. LINEAIRE SERVO:

De beweging van deze servo is heen en weer in plaats van in cirkelvormige richting (bijvoorbeeld:CNC-machine, 3D-printers, enz.).

BASIS VERGELIJKING TUSSEN SERVO EN DC MOTOR:

Servomotoren kunnen 180 graden heen en weer draaien, maar gelijkstroommotoren kunnen 360 graden draaien zolang er spanning op staat. Servo is tegenwoordig ook beschikbaar in de continue rotatie die 360 ​​graden kan draaien, maar vanwege het ontwerp van de versnelling is de snelheid van de servo lager in vergelijking met de gelijkstroommotor. DC-motoren zijn de beste keuze voor vrijlopende robots, terwijl wanneer we precisie nodig hebben (bijvoorbeeld:ROBOTARM, ruitenwissers, bootroeren, enz.) servo de beste keuze is.

De snelheid van de gelijkstroommotor wordt geregeld door de PWM-techniek (pulsbreedtemodulatie) (d.w.z. door de werkcyclus te variëren kunnen we de snelheid van de gelijkstroommotor regelen). Bijvoorbeeld:inschakelduur van meer dan 50% betekent dat de snelheid hoger is, een inschakelduur van minder dan 50% betekent dat de snelheid lager is.

Terwijl de PWM-techniek in de servomotor de positie van de as bepaalt in plaats van de snelheid. Zodra de opdracht naar de servo is verzonden, zal deze de positie van de as nauwkeurig op de gewenste positie instellen. Dit automatisch instelbare gedrag van de as maakt de servo dus de perfecte keuze voor ROBOTICS-toepassingen.