Сервопривод — это устройство, привод которого управляется с помощью отрицательной обратной связи (ООС), которая дает возможность точного управления параметров движения. Сервоприводом может быть любой тип механического привода, содержащий датчик положения, скорости, усилия и блок управления приводом, который автоматически поддерживает заданные параметры на датчике и устройстве по установленным внешним параметрам.
Как работает сервопривод:
- На вход сервопривода подается управляющий сигнал с определенным значением параметра, это может быть угол поворота.
- Блок управления сравнивает значение этого параметра со значением на своём датчике.
- После сравнения привод выполняет определенное действие: например, ускорение, замедление или поворот, так, чтобы значение с внутреннего датчика стало как можно ближе к значению внешнего управляющего параметра.
Существует два распространённых вида сервоприводов, первый из них поддерживает заданную скорость и направление движения, второй вид удерживает заданный угол поворота в пределах ограниченных максимальным углом поворота от крайнего левого до крайнего правого положения оси.
Сервоприводы имеют несколько составных частей. В сервоприводах установлен электромотор и редуктор, а также датчик обратной связи в виде потенциометра. Электромотор выполняет функцию преобразования электричества в механический поворот. Т.к. электромотор может иметь большую скорость вращения, то для снижения скорости вращения механизма на выходе сервопривода используется редуктор, который состоит из шестерней, передающих и преобразующих крутящий момент. На выходном вале установлены шестерни, к которым подключается какое-либо внешнее устройство, которым мы хотим управлять. Потенциометр выполняет функцию датчика обратной связи (энкодера), который преобразует угол поворота в электрический сигнал за счет изменения сопротивления пропорционально углу поворота, таким образом устанавливается определенное положение механизма. Внутри сервопривода установлена плата с электронными компонентами, которая принимает и обрабатывает сигналы с потенциометра и внешнего сигнала, сравнивает их и производит включение и выключение электромотора, поддерживая отрицательную обратную связь. К сервоприводу подключается три провода, два из которых отвечают за питание электромотора (плюс/минус) , а третий отвечает за управляющий сигнал.
Сервоприводы часто имеют ограниченный угол вращения оси на выходе 180° («сервопривод 180°»), а также есть сервоприводы с неограниченным углом поворота оси, т.е. сервоприводы постоянного вращения («сервоприводы 360°»).
ВНИМАНИЕ:
- У «сервоприводов 360°» потенциометр установлен на заданное значение, при подаче управляющего сигнала происходит постоянный поворот главной оси от электромотора через редуктор. Механическая связь шестерней и осей при движении не связана с потенциометром (отсутствует ООС), поэтому мы не можем управлять углом поворота на выходе.
- У «сервоприводов 180°» потенциометр имеет отрицательную обратную связь с механизмами сервопривода через дополнительную ось, которая связывает шестерни и потенциометр. В данном случае мы можем управлять углом поворота выходной оси с шестернями. В некоторых случаях у «сервоприводов 180°» внутри корпуса на шестернях присутствуют ограничители, которые физически не дают повернуться внешним механизмам более чем на 180° от крайнего левого до крайнего правого положения. Но также может встречаться конструкция «сервоприводов 180°», у которых отсутствуют фиксаторы на механизмах, но есть отрицательная обратная связь с потенциометром через ось, поэтому люди часто путают такие сервоприводы с «сервоприводами 360°», т.к. на глаз эта обратная связь может быть незаметна, особенно если корпус выполнен из непрозрачного пластика. Также механизмы «сервоприводов 180°» без фиксаторов пытаются крутить руками, проворачивая выходную ось на 360° и ошибочно считая, что это «сервопривод 360°». При проверке тестером сервоприводов оба вида таких сервоприводов ведут себя по разному, «сервопривод 180°» поворачивается то в одну, то в другую сторону на заданный угол, а «сервоприводы 360°» крутятся без остановки то в одну, то в другую сторону, в зависимости от управляющего сигнала.
Сервопривод 180° MG90S Tower Pro Micro Servo 14g используется под управлением Arduino, AVR, PIC, ARM и других микроконтроллеров. Предназначен для управления небольшими грузами, имея относительно небольшой вес, по сравнению с нагрузкой. Имеет максимальный рабочий угол поворота оси 180°, который регулируется управляющим сигналом.
Характеристики сервопривода MG90S (metal plastic gear):
- Маркировка: MG90S Tower Pro Micro Servo 14g
- Вес сервопривода: 14 г
- Габаритные размеры (Д×Ш×В): 32×32×12 мм
- Напряжение питания: 4,8…6 В
- Крутящий момент: 1,8…2,2 кг/см (при 4,8 В)
- Время поворота на 60°: 0,1 с (при 4,8 В)
- Время поворота на 60°: 0,08 с (при 6 В)
- Рабочая температура: -30… 60 °C
- Длина проводов: 24 см
- Угол поворота: 180°
- Материал шестерни: металл пластик
- 2 шарикоподшипника
Комплектация MG90S Tower Pro Micro Servo 14g 180° (metal plastic gear):
- Сервопривод MG-90S 14g: 1 шт.
- Пластиковые плечи: 3 шт.
- Крепежные винты: 3 шт.
Распиновка проводов MG90S Tower Pro Micro Servo 14g 180° (metal plastic gear):
- Коричневый: GND (земля)
- Красный: 5 В
- Желтый: цифровой сигнал управления