Сервопривід - це пристрій, привід якого управляється за допомогою негативного зворотного зв'язку, що дає можливість точного керування параметрами руху. Сервоприводом може бути будь-який тип механічного приводу, що містить датчик положення, швидкості, зусилля та блок управління приводом, який автоматично підтримує задані параметри на датчику та пристрої за встановленими зовнішніми параметрами.
Як працює сервопривід:
- На вхід сервоприводу подається керуючий сигнал з певним значенням параметра, це може бути кут повороту.
- Блок управління порівнює значення цього параметра зі значенням свого датчика.
- Після порівняння привід виконує певну дію: наприклад, прискорення, уповільнення або поворот, так, щоб значення з внутрішнього датчика стало якомога ближче до значення зовнішнього параметра, що управляє.
Існує два поширені види сервоприводів, перший з них підтримує задану швидкість і напрямок руху, другий вид утримує заданий кут повороту в межах обмежених максимальним кутом повороту від лівого до крайнього правого положення осі.
Сервоприводи мають кілька складових частин. У сервоприводах встановлений електромотор та редуктор, а також датчик зворотного зв'язку у вигляді потенціометра. Електромотор виконує функцію перетворення електрики на механічний поворот. Так як електромотор може мати велику швидкість обертання, то для зниження швидкості обертання механізму на виході сервоприводу використовується редуктор, який складається з шестерень, що передають і перетворюють обертаючий момент. На вихідному валі встановлені шестерні, до яких підключається якийсь зовнішній пристрій, яким ми хочемо керувати. Потенціометр виконує функцію датчика зворотного зв'язку (енкодера), який перетворює кут повороту в електричний сигнал за рахунок зміни опору пропорційно куту повороту, таким чином встановлюється певне положення механізму. Усередині сервоприводу встановлена плата з електронними компонентами, яка приймає та обробляє сигнали з потенціометра та зовнішнього сигналу, порівнює їх та здійснює включення та вимикання електромотора, підтримуючи негативний зворотний зв'язок. До сервоприводу підключається три дроти, два з яких відповідають за живлення електромотора (плюс/мінус), а третій відповідає за сигнал, що управляє.
Сервоприводи часто мають обмежений кут обертання осі на виході 180° («сервопривід 180°»), а також є сервоприводи з необмеженим кутом повороту осі, тобто. сервоприводи постійного обертання («сервоприводи 360°»).
УВАГА:
- У «сервоприводів 360°» потенціометр встановлений на задане значення, при подачі сигналу, що управляє, відбувається постійний поворот головної осі від електромотора через редуктор. Механічний зв'язок шестерень і осей під час руху не пов'язана з потенціометром, тому ми не можемо керувати кутом повороту на виході.
- У «сервоприводів 180°» потенціометр має негативний зворотний зв'язок з механізмами сервоприводу через додаткову вісь, яка зв'язує шестерні та потенціометр. В даному випадку ми можемо керувати кутом повороту вихідної осі із шестернями. У деяких випадках у «сервоприводів 180°» всередині корпусу на шестернях присутні обмежувачі, які фізично не дають повернутися зовнішнім механізмам більш ніж на 180° від крайнього лівого до правого положення. Але також може зустрічатися конструкція «сервоприводів 180°», які не мають фіксаторів на механізмах, але є негативний зворотний зв'язок з потенціометром через вісь, тому люди часто плутають такі сервоприводи з «сервоприводами 360°», так як на перший погляд цей зворотний зв'язок може бути непомітним, особливо якщо корпус виконаний з непрозорого пластику. Також механізми «сервоприводів 180°» без фіксаторів намагаються крутити руками, провертаючи вихідну вісь на 360° і помилково вважаючи, що це «сервопривід 360°». При перевірці тестером сервоприводів обидва види таких сервоприводів поводяться по-різному, «сервопривід 180°» повертається то в один, то в інший бік на заданий кут, а «сервоприводи 360°» крутяться без зупинки то в один, то в інший бік в залежності від керуючого сигналу.
Сервопривід 180° MG90S Tower Pro Micro Servo 14g використовується під керуванням Arduino, AVR, PIC, ARM та інших мікроконтролерів. Призначений для керування невеликими навантаженнями, маючи відносно невелику вагу порівняно з навантаженням. Має максимальний робочий кут повороту осі 180°, який регулюється сигналом.
Характеристики сервопривода MG90S (metal plastic gear):
- Маркування: MG90S Tower Pro Micro Servo 14g
- Вага сервоприводу: 14 г
- Габаритні розміри (Д×Ш×В): 32×32×12 мм
- Напруга живлення: 4,8…6 В
- Обертаючий момент: 1,8…2,2 кг/см (при 4,8 В)
- Час повороту на 60°: 0,1 с (при 4,8 В)
- Час повороту на 60°: 0,08 с (при 6 В)
- Робоча температура: -30… 60 °C
- Довжина проводів: 24 см
- Кут повороту: 180°
- Матеріал шестерні: металл пластик
- 2 шарикопідшипники
Комплектация MG90S Tower Pro Micro Servo 14g 180° (metal plastic gear):
- Сервопривід MG-90S 14g: 1 шт.
- Пластикові плечі: 3 шт.
- Кріпильні гвинти: 3 шт.
Распиновка проводов MG90S Tower Pro Micro Servo 14g 180° (metal plastic gear):
- Коричневий: GND (земля)
- Червоний: 5 В
- Жовтий: цифровий сигнал керування