Szervók

A szervómotor név egyrészt jelentheti a léptetőmotorok nagy-teljesítményű alternatíváit, ahol pozícióvisszacsatolás is integrálásra került. Másrészt kicsi és precízen pozicionálható állítómotorokat, ahol a jellemző állítási pozíciók egy teljes fordulaton belül maradnak. A szervók áramnem tekintetében lehetnek egyen- és váltóáramúak (DC- vagy AC szervó).

Pozicionálás szerinti besorolásuk:

• pozicionáló szervók: gyakorlatilag és jellemzően 0°-180° között állíthatóak
• lineáris szervók: egy egyenes mentén pozicionálhatók
• folyamatos szervók: teljesen képesek körbeforogni, eközben pozicionálhatók

A szervók közös jellemzője, hogy pozicionálásuk állapot-visszacsatoláson keresztül történik.

A szervó egy zárt hurkú vezérlőrendszer, mely a kimenőjel visszacsatolásával és a vezérlőjel összehasonlításával pozicionál. Amikor a vezérlőjel megváltozik, az összehasonlítás eredményeként a hajtás elmozdul, semleges vezérlőjel esetén viszont mindig egy középpozícióba (null-pozícióba) tér vissza. A motor pozícióját egy potméter "adja vissza":

A szervó belső felépítése:

A szervók vezérlése 50 Hz-es impulzusokon keresztül történik. A teljes ciklusidő így egy impulzusra 20 ms. A minimum érték 1ms, a maximum 2ms impulzushosszhoz köthető, ahogy a lenti ábra is jelzi ezt:

Ezt a modulációt PPM-nek (pulse-position modulation) magyarul impulzus-pozíció modulációnak nevezik.

Ez a megoldás némileg emlékeztet a PWM-re, azzal az egyértelmű külömbséggel, hogy a PWM a teljes impulzus-szélességet ki tudja tölteni, míg a szervó esetén egy maximum 2ms lehet a 20-ból. A szervó- és a PWM vezérlés összevetése:

A szervók tápfeszültsége jellemzően a 4..6 V DC tartományban marad. Alacsonyabb tápfeszültség esetén a szervók reakcióideje csökken, viszont nem is melegszenek annyira, mint magasabb feszültségnél.

A szervók talán legfontosabb technikai jellemzője a forgatónyomaték (röviden: nyomaték, angolul torque).

A nyomatékot leggyakrabban az Európában is alkalmazott SI szerint kg*cm (vagy csak "kg-cm") -ként szokás megadni, ritkábban Nm (Newton-méter), vagy az angolszász Ounce*Inch is felbukkanhat, csak az egyszerűbb átláthatóság kedvéért. A 10 kg*cm például azt jelentheti, hogy egy centiméteres karon a szervó 10 kg súlyt tud megtartani / ellensúlyozni. Két centi esetén ez 5 kg-ra csökken.

Átváltások:

• 1 kg-cm = 0,0980665 Nm; https://www.convertunits.com/from/kg-cm/to/N-m
• 1 kg-cm = 13,887386556746 oz-in; https://www.convertunits.com/from/kg-cm/to/oz-in

A szervók általában 3 vezetéket igényelnek. A + általában a piros, a grund a fekete (vagy barna), a jelvezeték meg csak ott van:

A legegyszerűbb a teszteléshez egy külön erre a célra fejlesztett (és pár eurós) tesztert venni, ezzel sok agybaj megspórolható.

• Arduino szervóvezérlés
  

http://www.robotplatform.com/knowledge/servo/what_makes_a_servo.html