Cách thức bố trí servo và hoạt động

Các động cơ hiện tại thấp được điều khiển bởi arduino (micro servo motor) ngày nay được sử dụng rộng rãi trong robot nghiệp dư, chúng tạo ra các máy tính để bàn nhỏ và nhiều thứ khác thú vị và hữu ích trong gia đình. Ngay cả ở cấp độ sở thích, các động cơ như vậy cũng tìm thấy rất nhiều công dụng đa dạng. Chúng ta hãy xem servo là gì ở dạng đơn giản nhất, cách thiết kế cơ bản và cách thức hoạt động của nó.

Bản thân từ ổ đĩa servo servo có thể được dịch là ổ đĩa servo servo. Đó là, nó là một thiết bị lái xe có chứa một động cơ được điều khiển bởi phản hồi tiêu cực, cho phép các chuyển động chính xác với vị trí được xác minh của cơ thể làm việc.

Về nguyên tắc, ổ đĩa servo có thể được gọi là động cơ điện, trong hệ thống điều khiển có cảm biến vị trí của thiết bị làm việc (hoặc chỉ là trục), các thông số hiện tại từ đó xác định cách thức, vị trí và mức độ mà rôto động cơ nên hoặc không nên quay để đạt được kết quả mong muốn. Thông thường, trong một hệ thống như vậy, có một bộ điều khiển ổ đĩa để phân tích các thông số từ cảm biến và, theo chúng, điều khiển công suất động cơ.

Do đó, mặc dù ổ servo hoạt động tự động, quá trình định vị của cơ thể làm việc rất chính xác do xử lý chính xác tín hiệu từ cảm biến bởi bảng điều khiển. Ví dụ: mục tiêu điều khiển có thể chỉ đơn giản là duy trì một giá trị cụ thể cho một tham số cụ thể của cảm biến đã nói. Vì vậy, nó trở nên rõ ràng tại sao ổ đĩa được gọi là theo dõi - nó theo dõi trạng thái của cảm biến.

Một động cơ với hộp số được cài đặt có thể chỉ có ba hoặc bốn dây đến từ nó. Hai dây cung cấp năng lượng cho động cơ, từ thứ ba - tín hiệu từ cảm biến được loại bỏ, dây thứ tư có thể được thiết kế để cung cấp năng lượng cho cảm biến.

Thông thường các dây nguồn có màu đỏ và đen hoặc đỏ và nâu - đây là dây nguồn cộng và trừ (nối đất). Trắng hoặc vàng - một dây tín hiệu từ cảm biến, thông qua dây này một tín hiệu phản hồi về trạng thái hiện tại của hệ thống đến bảng điều khiển.

Một servo đơn giản với hộp số (servo) và chiết áp là một ví dụ tuyệt vời để hiểu cách thức phản hồi hoạt động trong hệ thống điều khiển servo.

Chiết áp có ba đầu ra. Trên những kết luận rằng về các mặt - nguồn được cung cấp, và thực tế trung bình - sản lượng với bộ chia điện áp. Nếu bạn thay đổi vị trí tay cầm của chiết áp, thì cường độ điện áp giữa âm cung cấp và đầu ra trung bình của nó sẽ thay đổi tỷ lệ với thay đổi điện trở giữa âm và đầu ra trung bình.

Giả sử, ở vị trí ngoài cùng bên trái, điện áp ở đầu ra giữa của chiết áp sẽ ở mức tối thiểu, và ở vị trí ngoài cùng bên phải, nó sẽ là cực đại. Nó chỉ ra rằng điện áp ở cực giữa của chiết áp được xác định bởi vị trí của tay cầm của nó, nghĩa là, nó được quay theo góc nào từ vị trí ban đầu, trong đó điện áp ở cực giữa là tối thiểu. Thông thường, sử dụng chiết áp có điện trở danh nghĩa 5-10 kΩ.

Và làm thế nào để servo hoạt động ở đây? Tay cầm chiết áp trong ổ servo này được kết nối với trục động cơ thông qua hộp số. Điều này có nghĩa là khi động cơ đang chạy và rôto của nó quay, tay cầm của chiết áp sẽ quay và do đó điện trở ở đầu ra trung bình của nó thay đổi.

Ở vị trí cực bên trái, ví dụ, trên thiết bị đầu cuối ở giữa sẽ có 0 volt, ở vị trí giữa - 2,5 volt và ở cực bên phải - 5 volt. Để đơn giản hóa, chúng tôi giả định rằng núm của chiết áp có khả năng xoay quanh trục của nó 180 độ, có nghĩa là 2,5 volt trên đầu ra trung bình sẽ tương ứng với một vòng của núm 90 độ.

Nếu bảng điều khiển nhận được thông tin rằng đầu ra trung bình là 5 volt và cần phải tạo ra một vòng quay lên đến 90 độ, thì một công suất phân cực nhất định sẽ tự động được áp dụng cho động cơ cho đến khi nó xoay đầu ra của hộp số (và, thay vào đó là núm vặn chiết áp) từ phải sang trái, chiết áp sẽ không mang đến vị trí mong muốn. Ngay khi 2,5 volt trở thành đầu ra giữa của chiết áp, động cơ sẽ ngừng nhận điện từ bảng điều khiển.

Theo cách tương tự, một ngã rẽ theo hướng ngược lại sẽ được nhận ra: nếu công suất trung bình là 0 volt, thì cực của nguồn cung cấp động cơ sẽ sao cho núm điều chỉnh chiết áp sẽ quay qua hộp số từ trái sang phải, cho đến khi điện áp đạt 2,5 volt, tương ứng với một vòng xoay 90 độ. Đây là một ví dụ khá thô thiển, nhưng nó khá rõ ràng.

Hộp số là cần thiết ở đây để chuyển đổi số vòng quay cao của trục động cơ công suất thấp thành số vòng quay thấp với nỗ lực lớn, trước tiên, sẽ cho phép biến chiết áp, và thứ hai, làm điều đó từ từ và chính xác. Hộp số bao gồm các bánh răng, trên trục động cơ có một cái nhỏ quay một cái lớn, ở giữa có một cái nhỏ, v.v.

Ổ đĩa servo được đặc trưng bởi một số thông số chính. Thông số chính đầu tiên là lực tác dụng lên trục (mô-men xoắn chia cho gia tốc trọng lực), được đo bằng các mô hình nhỏ tính bằng kg / cm và được xác định tại điện áp cung cấp định mức của động cơ. Ví dụ, mô-men xoắn 10 kg / cm có nghĩa là khi khoảng cách đến trục của trục đầu ra là 1 cm, tải trọng 10 kg có thể được giữ trên nó.

Thông số quan trọng thứ hai là tốc độ quay, được chỉ định bằng giây / 60 độ. Tham số này cho biết mất bao lâu để ổ servo quay trục đầu ra 60 độ. Ví dụ: 0,2 giây / 60 độ. Tiếp đến là các thông số như điện áp cung cấp, góc quay (180 hoặc 360 độ) và loại hộp số (vật liệu bánh răng).

Tính năng kết nối thiết bị với Arduino

Điều khiển động cơ và servo với Arduino

10 dự án thú vị cho Arduino