سرو موتور چیست ؟
سرو موتور چیست ؟
سرو موتور ( Servo Motor ) متشکل از یک موتور الکتریکی ساده است که در کنار موتور تعدادی المان الکترونیکی به منظور کنترل زاویه ، سرعت و یا شتاب به شفت موتور متصل می شوند و کلیه المان ها به همراه موتور در یک پکیج واحد ارائه می شوند. سرو موتور ها ممکن است دارای گیربکس یا فاقد گیربکس باشد و اندازه های بسیار کوچک برای مصارف ساخت تجهیزات مکاترونیکی مانند ربات ها و هواپیما های مدل تا اندازه های بزرگ برای دستگاه های صنعتی ساخته می شوند. در حوزه میکروکنترلر ، آنچه که از سروو موتور مشاهده می نماییم معمولا یک موتور DC جاروبک دار است که به کمک یک سری چرخدنده ( گیربکس ) به یک پتانسیومتر داخلی وصل شده است و خروجی گیربکس نیز از طرف دیگر خارج شده است. پتانسیومتر فقط وضعیت خروجی را کنترل می کند و کاری به وضعیت موتور ندارد.
پتانسیومتر به یک مدار الکترونیکی در داخل پکیج متصل است که وظیفه ی این مدار ، دریافت فرامین از سیم سیگنال و کنترل وضعیت خروجی گیربکس است. دقت نمایید در اکثریت سرو موتور هایی که ما از آنها استفاده خواهیم نمود ، منظور از کنترل وضعیت ، کنترل زاویه شافت خروجی گیربکس است.
در شکل زیر نمای کلی اجزای داخلی سرو موتور نمایش داده شده است :
در شکل بالا یکی از انواع متداول سروموتور ها نمایش داده شده است. همانگونه که در شکل بالا مشاهده می کنید جعبه سروو موتور ها اغلب دارای 2 قسمت است قسمت زیرین که معمولا برای قرار دادن موتور ، پتانسیومتر و مدار کنترل استفاده می شود و قسمت بالا که شامل اجزای مکانیکی گیربکس است . از جعبه زیرین 2 شافت خارج می شود که یکی مربوط به موتور و دیگری مربوط به پتانسیومتر است. شافت خروجی سرو موتور معمولا امتداد شافت پتانسیومتر است که از گیربکس خارج می شود. معمولا گیربکس سروو موتور ها را به گونه ای طراحی می کنند که در ازای هر چند صد دور موتور DC شافت خروجی یک دور بزند.
برد کنترل سرو موتور یک فرمان را به صورت یک پالس PWM با فرکانس 50 هرتز ( دوره تناوب : 20 میلی ثانیه ) دریافت می کند و بر اساس عرض پالس دریافتی ، زاویه ای که باید شافت در آن قرار بگیرد یا به عبارتی مقدار مقاومت مطلوب پتانسیومتر را مشخص می نماید. ( معمولا در صورتی که عرض پالس 1 میلی ثانیه باشد ، زاویه 0 و در صورتی که عرض پالس 2 میلی ثانیه باشد زاویه ماکزیمم در نظر گرفته می شود ، در مورد برخی از موتور ها ممکن است عرض پالس بازه متفاوتی مانند 0.5 تا 2.5 میلی ثانیه را داشته باشد ، اما روش کار به یک شکل است ) پس از مشخص شدن مقدار مقاومت مطلوب پتانسیومتر ، کنترلر موتور DC را روشن می کند و مادامی که مقدار مقاومت پتانسیومتر به مقدار مطلوب نرسیده است ، موتور را روشن نگه می دارد ، تعیین جهت موتور بر اساس مقدار فعلی پتانسیومتر و مقدار مطلوب ، توسط کنترلر تعیین می شود.
سرو موتور ها معمولا دارای 3 سیم هستند و 2 سیم مربوط به تغذیه است و همواره باید متصل باشد و یک سیم مربوط به PWM ( مدولاسیون عرض پالس ) است که با دریافت پالس معتبر ، کنترلر موتور را روشن می کند و در وضعیت جدید قرار می دهد ، در غیر اینصورت موتور وضعیت قبلی را حفظ می کند.
سرو موتور های کوچک الکترونیکی دارای قدرت های مختلف از حدود چند صد گرم بر سانتی متر مربع تا چند ده کیلوگرم بر سانتی متر مربع هستند و به سادگی قابل تهیه و به صورت مستقیم بواسطه میکروکنترلر قابل کنترل هستند.
معمولا سروو موتور ها دارای زاویه حرکت کمتر از 360 درجه هستند. نوع دیگری از سرو موتور ها نیز دارای خروجی linear یا خطی هستند که گیربکس آنها ، حرکت دورانی موتور DC را به یک حرکت خطی تبدیل می کند و طول یک بازو را کم و زیاد می نماید ، مشابه جک های پشت بعضی درب های اتوماتیک . این سرو موتور های خطر می توانند طول بازو را به صورت دقیق کنترل نمایند. در شکل زیر نمونه ای از linear servo motor ها را مشاهده می نمایید.
فرق موتور DC با سرو موتور
در موتور DC
- میشه سرعت موتور رو کم و زیاد کرد(با PWM)
- میشه جهت چرخش موتور رو تعیین کرد (با تغییر پاریته)
- موتور میتونه به صورت 360 درجه بچرخه.
- نمیشه تعیین کرد که موتور چند درجه بچرخه.
- نمیشه فهمید که الان موتور در درجه چند (نسبت به مبدا مورد نظر) هستش.
در سروو موتور
- موتور نمیتونه دور کامل بزنه(حداکثر حدودا 180 درجه)
- بحث سرعت و جهت چرخش آنچنان تو سرو موتور مطرح نیست بر خلاف موتور DC
- سروو موتور از 0 درجه میتونه بچرخه تا 180 درجه…..در واقع ما در هر لحظه میتونیم بهش بگیم که در درجه چند قرار بگیره.
- در هر لحظه ما میدونیم موتور در درجه چند قرار دارد.
زمان پالس و میزان چرخش سرو موتور