Een servo (servomechanisme) is een elektromagnetisch apparaat dat elektriciteit omzet in een nauwkeurige, gecontroleerde beweging door gebruik te maken van negatieve terugkoppelingsmechanismen.
Servo's kunnen, afhankelijk van het type, worden gebruikt om lineaire of cirkelvormige bewegingen te genereren. Een typische servo bestaat uit een gelijkstroommotor, een tandwieloverbrenging, een potentiometer, een geïntegreerde schakeling (IC) en een uitgaande as. De gewenste servopositie wordt ingevoerd en komt als een gecodeerd signaal naar de IC. De IC stuurt de motor aan en drijft de energie van de motor aan via tandwielen die de snelheid en de gewenste bewegingsrichting instellen, totdat het signaal van de potentiometer aangeeft dat de gewenste positie is bereikt en de IC de motor stopt.
De potentiometer maakt gecontroleerde beweging mogelijk door de huidige positie door te geven en tegelijkertijd correcties toe te staan door externe krachten die op de besturingsoppervlakken inwerken: zodra het oppervlak wordt bewogen, geeft de potentiometer het positiesignaal door en de IC signaleert de benodigde motorbeweging totdat de juiste positie is bereikt.
Een combinatie van servo's en elektromotoren met meerdere tandwielen kan worden gecombineerd om complexere taken uit te voeren in verschillende soorten systemen, waaronder robots, voertuigen, productie en draadloze sensor- en actuatornetwerken.
Hoe werkt de servo?
Servo's hebben drie draden die uit de behuizing komen (zie foto links).
Elk van deze draden heeft een specifiek doel. Deze drie draden zijn voor de besturing, de voeding en de aarde.
De stuurdraad zorgt voor de aanvoer van de elektrische pulsen. De motor draait in de juiste richting op basis van de pulsen.
Wanneer de motor draait, verandert de weerstand van de potentiometer en kan het regelcircuit uiteindelijk de beweging en richting regelen. Wanneer de as de gewenste positie heeft bereikt, wordt de stroomtoevoer uitgeschakeld.
De voedingskabel voorziet de servo van de benodigde stroom om te werken, en de aardkabel zorgt voor een verbinding die losstaat van de hoofdstroom. Dit voorkomt elektrische schokken, maar is niet nodig om de servo te laten werken.
Digitale RC-servo's uitgelegd
Digitale servoEen digitale RC-servo stuurt pulssignalen op een andere manier naar de servomotor.
Als de analoge servo is ontworpen om een constante spanning van 50 pulsen per seconde te sturen, kan de digitale RC-servo maar liefst 300 pulsen per seconde sturen!
Dankzij deze snelle pulssignalen neemt het toerental van de motor aanzienlijk toe en wordt het koppel constanter. Hierdoor wordt de dode zone kleiner.
Hierdoor ontstaat bij gebruik van de digitale servo een snellere respons en snellere acceleratie van het RC-component.
Bovendien zorgt de kortere dode zone voor een beter houdvermogen. Wanneer u met een digitale servo werkt, ervaart u direct de controle.
Ik schets een voorbeeld. Stel dat je een digitale en analoge servo aan een ontvanger koppelt.
Wanneer u het analoge servowiel niet in het midden draait, zult u merken dat het na een tijdje reageert en weerstand biedt: de vertraging is merkbaar.
Wanneer u echter het wiel van de digitale servo excentrisch draait, zult u merken dat het wiel en de as zeer snel en soepel reageren en de door u ingestelde positie vasthouden.
Analoge RC-servo's uitgelegd
Een analoge RC-servomotor is het standaardtype servo.
Het regelt de snelheid van de motor door simpelweg aan- en uitgaande pulsen te versturen.
Normaal gesproken ligt de pulsspanning tussen 4,8 en 6,0 volt en is deze constant. De analoge ontvanger ontvangt 50 pulsen per seconde en in rust wordt er geen spanning naartoe gestuurd.
Hoe langer de "Aan"-puls naar de servo wordt gestuurd, hoe sneller de motor draait en hoe hoger het geproduceerde koppel. Een van de grootste nadelen van de analoge servo is de vertraging in de reactie op kleine commando's.
De motor draait dan niet snel genoeg. Bovendien produceert het ook een traag koppel. Deze situatie wordt "dode band" genoemd.
Plaatsingstijd: 1 juni 2022