Complete Motor gids voor Robotics (9 / 12 stap)

Stap 9: Servomotor

Een servomotor is een elektrisch apparaat dat kan duwen of een object roteren met grote precisie. Als u wilt roteren en object op een specifieke hoeken of afstand, dan gebruikt u servomotor. Het is enkel samengesteld uit eenvoudige motor die servo mechanisme te doorlopen. Als de motor wordt gebruikt is DC aangedreven dan het heet DC-servomotor, en als het AC aangedreven motor is er sprake van AC servomotor. Kunnen we een servomotor met zeer hoog koppel in een klein en licht gewicht pakketten. Doe aan deze functies die ze worden gebruikt in vele toepassingen zoals speelgoedauto, RC helikopters en vliegtuigen, Robotica, Machine enz. De positie van een servomotor wordt bepaald door een elektroimpuls en haar circuits is geplaatst naast de motor.

Dagje servo systeem inmiddels enorme industriële toepassingen. Servo motor toepassingen zijn ook vaak gezien in externe gecontroleerde speelgoed auto's voor de controle van de richting van de beweging en het is ook zeer vaak gebruikt als de motor die wordt verplaatst van de lade van een CD- of DVD-speler. Naast deze zijn er andere honderden servo motor toepassingen we in ons dagelijks leven zien. De belangrijkste reden achter het gebruiken van een servo is dat het biedt hoekige precisie, dat wil zeggen het zal alleen draaien zoveel we willen en dan stoppen en wachten op volgende signaal om verdere actie te ondernemen. Dit is in tegenstelling tot een normale elektrische motor die begint te draaien als en wanneer de macht wordt toegepast op het en de rotatie gaat zo door totdat we uitschakelen van de macht. Wij kunnen geen controle de roterende voortgang van elektrische motor; maar wij kunnen alleen de controle van de snelheid van de rotatie en annuleerteken zwenking op aan / uit.

Servo mechanisme
Het bestaat uit drie delen:

• Gecontroleerde apparaat

• Leisting

• Feedbacksysteem

Het is een gesloten lussysteem waar het positieve feedbacksysteem gebruikt om te bepalen van de beweging en het definitieve standpunt van de schacht. Hier is het apparaat wordt bestuurd door een feedback-signaal gegenereerd door uitgangssignaal en referentie-ingangssignaal te vergelijken.

Hier referentie ingangssignaal wordt vergeleken als u verwijst naar uitgangssignaal en het derde signaal is produceert door feedbacksysteem. En deze derde signaal fungeert als ingangssignaal aan bedieningsorgaan. Dit signaal is aanwezig, zolang de feedback signaal wordt gegenereerd of er is verschil tussen referentie ingangssignaal en het uitgangssignaal referentie. Zo is de hoofdtaak van het servomechanisme om uitvoer van een systeem op de gewenste waarde op de aanwezigheid van geluiden.

Werkingsprincipe van servomotoren
Een servo bestaat uit een Motor (AC of DC) een potentiometer, versnelling vergadering en een controlerende circuit. Allereerst gebruiken we versnelling vergadering om RPM te verlagen en te verhogen van koppel van de motor. Op aanvankelijke positie van de servo motor schacht, zeggen de positie van de knop potentiometer is zodanig dat er is geen elektrische signaal gegenereerd op de uitvoerpoort van de potentiometer. Nu is een elektrisch signaal wordt gegeven aan een andere ingang van de versterker van de detector fout. Nu verschil tussen deze twee signalen, een potentiometer vandaan komt en een ander komt uit andere bronnen, zal worden verwerkt in feedback-mechanisme en uitvoer wordt geboden in termen van fout signaal. Deze fout signaal fungeert als de input voor de motor en motor begint draaien. Nu motoras is verbonden met de potentiometer (potmeter) en als motor zo draait de potentiometer en het zal het genereren van een signaal. Zo van de potentiometer hoekige positie wijzigingen, verandert haar uitgangssignaal van de feedback. Na ooit bereikt de positie van de potentiometer bij een standpunt dat de output van de potentiometer hetzelfde als extern signaal verstrekt is. Op deze voorwaarde, zal er geen uitgangssignaal van de versterker aan de motor vermogen zoals er geen verschil tussen externe toegepaste signaal en het signaal gegenereerd op potentiometer is, en in deze situatie reageert de motor draaien.

Het controleren van servomotor:

Servomotor wordt gecontroleerd door PWM (van puls met modulatie), die wordt verzorgd door de draden van de controle. Er is een minimale puls, een maximale impuls en een herhaling. Servomotor annuleertekenzwenking 90 graden richting formulieren zijn neutrale positie. De servomotor verwacht om te zien een puls elke 20 milliseconden (ms) en de lengte van de pols zal bepalen hoe ver de motor draait. Bijvoorbeeld, een 1.5ms puls de motor beurt zal maken naar de 90° positie, zoals if puls is korter dan 1.5ms schacht tot 0 beweegt ° en als het langer dan 1.5ms is dan zal het weer de servo tot 180 °. Servomotor werkt op PWM (Pulse width modulation) principe, betekent de hoek van de rotatie wordt gecontroleerd door de duur van de toegepaste puls aan haar controle PIN. In principe servomotor bestaat uit DC-motor die wordt beheerd door een variabele weerstand (potentiometer) en aantal versnellingen. Kracht van de hoge snelheid van DC motor wordt omgezet in koppel door Gears. We weten dat werk = FORCE X afstand, in DC motor kracht is minder afstand (snelheid) is hoog in Servo, kracht is hoog en afstand is minder. Potentiometer is aangesloten op de uitgaande as van de Servo, de DC-motor stop op gewenste hoek te berekenen van de hoek.

Om te recapituleren, zijn er twee belangrijke verschillen tussen de pols van de controle van de servomotor versus de DC-motor. Eerst, op de servomotor, taakcyclus (op tijd vs. uit-tijd) heeft geen enkele betekenis — het enige wat telt is de absolute duur van de positieve lopende puls, die met het standpunt van een bevel van de uitgang van de servo-schacht overeenstemt. Ten tweede, de servo heeft eigen vermogenselektronica, dus zeer weinig elektriciteitstromen over de controle-signaal. Alle macht is trekken uit haar netsnoer, die moet gewoon worden vastgehaakt aan een high-current source van 5 volt.

Continue rotatie servomotoren

Continue rotatie servomotoren zijn eigenlijk een gemodificeerde versie van wat de servo's zijn eigenlijk bedoeld om te, dat wil zeggen de schacht positie bepalen. De 360° rotatie servo's zijn eigenlijk gemaakt door het veranderen van bepaalde mechanische verbindingen binnen de servo. Echter, bepaalde fabrikant zoals parallax verkoopt deze servo's ook. Met de continue rotatie servo kunt u alleen het bepalen van de richting en snelheid van de servo, maar niet de positie.

Arduino Servo Control

Servomotoren hebben drie draden: macht, grond en signaal. De draad van de macht is meestal rood, en moet worden aangesloten op de 5V pin op de Arduino of waar bord. De draad van de grond is meestal zwarte of bruine en moet worden aangesloten op een pin van de grond op het bord. De signaal-pin is meestal geel, oranje of witte en moet worden aangesloten op pin 9 op het bord.

Code

 #include <Servo.h> Servo myServo; // create servo object to control a servo // twelve servo objects can be created on most boards int pos = 0; // variable to store the servo position void setup() { myServo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object } void loop() { for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees // in steps of 1 degree myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position } for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position } } 

Toepassingen:

• Robotica
• Animatronics
• Radio Control auto's / boten/vliegtuigen

Voordelen:

• Lage kosten - (RC servo's) kleiner formaat servo's kunnen worden gekocht voor slechts een paar dollar.
• Verscheidenheid - er is een breed scala van maten en koppel waarderingen
• Eenvoudige controle - logica niveau pulsen van een microcontroller of een speciale servo-controller gebruiken

Beperkingen: Meeste RC servo's zijn beperkt tot 180 graden van beweging en positionering van nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van +/-1 graad is een typisch voorbeeld.

Op Sparkfun.com vindt u verschillende soorten servomotor