Servomotoren sind im Grunde genommen Drehantriebe, die eine präzise Steuerung von Winkelposition, Beschleunigung und Geschwindigkeit in verschiedenen eingebetteten Systemanwendungen ermöglichen. Servomotoren haben üblicherweise eine Drehgrenze von 90 ° bis 180 ° und sind Gleichstrommotoren, die mit einem Servomechanismus ausgestattet sind, um die Winkelposition zu erfassen und zu steuern. Sie werden dort eingesetzt, wo eine genaue Bewegung oder Position der Welle erforderlich ist. Diese werden nicht für Hochgeschwindigkeitsanwendungen vorgeschlagen, sondern für Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit, mittlerem Drehmoment und genauer Position. Diese Motoren werden hauptsächlich in Roboterarmmaschinen, Flugsteuerungen und Steuerungssystemen eingesetzt. Ein Servomotor ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Servomotoren sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich. Wie in Abbildung gezeigt, hat ein Servomotor drei Drähte - der ROTE Draht ist mit Strom verbunden, der schwarze Draht ist mit Masse verbunden und der GELBE Draht ist mit dem Signal verbunden.
Ein Servomotor ist eine Kombination aus Gleichstrommotor, Lageregelungssystem und Zahnrädern. Die Position der Welle des Gleichstrommotors wird von der Steuerelektronik im Servo basierend auf dem Tastverhältnis des PWM-Signals des SIGNAL-Pins eingestellt. Einfach gesagt, die Steuerelektronik passt die Wellenposition durch Steuern des Gleichstrommotors an. Diese Daten bezüglich der Position der Welle werden über den SIGNAL-Stift gesendet. Die Positionsdaten an die Steuerung sollten in Form eines PWM-Signals über den Signalstift des Servomotors gesendet werden.
Die Frequenz des PWM-Signals (Pulse Width Modulated) kann je nach Typ des Servomotors variieren. Wichtig hierbei ist das PFLICHTVERHÄLTNIS des PWM-Signals. Basierend auf diesem PFLICHTVERHÄLTNIS stellt die Steuerelektronik die Welle ein.
Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, muss die Einschaltration 1 / 18.ie betragen, damit die Welle auf 9 Uhr bewegt werden kann. 1 ms EIN-Zeit und 17 ms AUS-Zeit in einem 18 ms-Signal.
Damit die Welle auf 12 Uhr gestellt werden kann, muss die EIN-Zeit des Signals 1,5 ms und die AUS-Zeit 16,5 ms betragen. Dieses Verhältnis wird von der Steuerung im Servo dekodiert und passt die Position basierend darauf an.
Schaltungskomponenten
- + 9V bis +12V Stromversorgung
- Servomotor (der getestet werden musste)
- 555 Timer IC
- Widerstände mit 33 kΩ, 10 kΩ (2 Stück), 68 kΩ und 220 Ω
- 2N2222 Transistor
- 100nF Kondensator
- Zwei Tasten
Schaltplan und Funktionserklärung des Servotesters
Eine Servotestschaltung ist im obigen schematischen Diagramm gezeigt. Nun, wie wir zuvor besprochen haben, bewegt sich die Servowelle ganz nach links. Wir müssen ein Einschaltverhältnis von 1/18 angeben, und damit sich die Welle ganz nach links dreht, müssen wir PWM mit einem Tastverhältnis von 2/18 angeben. Für einen in der folgenden Abbildung gezeigten astabilen Vibrator 555 sind die Ein- und Ausschaltzeiten der Ausgangsrechteckwelle wie folgt angegeben:
Die High-Level-Logikzeit ist gegeben als TH = 0,693 * (RA + RB) * C.
Die logische Zeit auf niedriger Ebene wird angegeben als TL = 0,693 * RB * C.
Wenn Sie den Schaltplan in der obigen Abbildung beachten, wird klar sein, dass wir RB ändern werden, um eine andere TL und TH zu erhalten. Wenn also Knopf1 gedrückt wird, erhalten wir ein Tastverhältnis von weniger als 1/18. Wenn wir es also dem Servo zuführen, bewegt es sich ganz nach links. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Wenn die Taste zwei gedrückt wird, beträgt das Tastverhältnis 2/18, und die Servowelle versucht, sich ganz nach rechts zu bewegen. So testen wir einen Servomotor.