سروو موتور (Servo Motor) :
سروو موتور : سروو برگرفته از زبان یونانی به معنای خدمتکار (Servus) است. این نوع موتورهای الکتریکی به کاربر امکان کنترل دقیق حرکت دورانی و خطی را میدهد و معمولا در سیستم بستهی کنترلی به کاربرده میشوند. از ویژگی های بارز این نوع موتورها امکان کنترل دقیق آنها است که در نتیجه انتخاب نام سروو برای آنها کاملا مناسب به نظر میرسد.
سروو موتور ها اینرسی (لختی) پایینی دارند که این امکان را به دستگاه میدهد که بتوانند به سرعت تغییر جهت (حرکت) داده و به سرعت مورد نظر برسند.
ساختار سروو موتور :
سروو موتور نوعی موتور الکتریکی پرقدرت و دقیق است که حول یک محور و با زاویهی خاص دوارن میکند. سروو موتورها از موتور مستقیم [DC) [1)، گیربکس (انتخابی)، برد الکترونیکی (میکروکنترلر) تشکیل شده است.
وظیفهی اصلی برد الکترونیکی (پتانسیومتر) کنترل زاویهی چرخش سروو موتور است. پتانسیومتر با دریافت سیگنال، خروجی چرخدنده را کنترل میکند که مطابق با زاویهی خواسته شده دوران نماید.
سروو موتور ها در دو نوع سه یا پنج سیم ساخته میشوند. در نوع سه سیم که کاربرد بیشتری دارد، دو سیم تغذیه و یک سیم کنترل سروو است و در نوع پنج سیم، چهار سیم برای تغذیه (دو سیم مدار و دو سیم موتور) و یک سیم کنترل سروو است.
میکروکنترلر با دریافت پالس و بررسی عرض پالس ارسالی موقعیت جدید موتور را تعیین میکند. عرض پالس دریافتی زاویهی شفت خروجی را تعیین میکند و برای مثال پالس ۰٫۵ میلیثانیه زاویهی صفر و پالس ۲٫۵ میلیثانیه حداکثر زاویهی شفت خواهد بود. این مقادیر میتواند برای سروو موتورها متفاوت باشد.
انواع سروو موتور ها از نظر مکانیکی :
سروو موتور ها در دو نوع خطی و دورانی ساخته میشوند. در نوع خطی توسط گیربکس حرکت دورانی به خطی تبدیل میشود.
انواع سروو موتور ها از نظر الکتریکی :
سروو موتورها در دو نوع AC (برق متناوب) و DC (برق مستقیم) تولید میشوند. سروو موتورهای DC خود در دو نوع جاروبکدار [۲] و بدون جاروبک (براشلس) تولید میشوند. هرکدام از موتورهای یاد شده دارای مزیتهای و معایب خود هستند.
مزایای سروو موتور های AC :
- ساختار ساده و مستحکم
- بازدهی مناسب (۹۰درصد)
- امکان کنترل شتاب و سرعت مناسب
- ابعاد کوچکتر (معمولا)
- هزینه تعمیر و نگهداری پایین
- مناسب برای توانهای کم
- مناسب برای کارهای کوچک (ربات)
- کارکرد با صدای کم و آرام و بدون لغزش
- عدم امکان گرم شدن بیش از حد
- امکان کنترل موقعیت دقیق (وابسته به انکودر)
- عدم وجود جاروبک
- کارکرد در هر نوع محیط
معایب سروو موتور های AC :
- مناسب نبودن برای سرعتهای بالا
- مناسب نبودن برای توانهای بالا
- کاراکترهای غیر خطی
- کنترل به نسبت پیچیده
مزایای سروو موتور های DC :
- کنترل دقیق سرعت چرخش در هر دو جهت
- نسبت گشتاور به اینرسی بالا
- زمان پاسخگویی سریع
- امکان تغییر جهت چرخش سریع
- مناسب برای توانهای بالا
- بازده و توان بالا
- کنترل آسان و دقیق
معایب سروو موتور های DC :
- قیمت بالا
- وجود جاروبک (Brush commutation)
- هزینه تعمیر نگهداری به نسبت بالا
- امکان گرم شدن بیش از حد (Brushed)
- محدودیت سرعت
- عدم کارکرد مناسب در گرد و خاک
کاربرد سروو موتور ها :
سروو موتورهای کاربرد وسطی در صنایع گوناگون مانند: خودروسازی، هواپیما سازی، صنایع قطعهسازی ، صنایع چوب و صنعت رباتیک دارند.
از سروو موتورها به طور گسترده در انواع ماشینهای سیانسی استفاده میشود و جزء قطعات اصلی آنها محسوب میشود.
انکودر :
انکودر ها جزء جدایی ناپذیر سرووموتور ها هستند. این نوع موتورها با فیدبکی که از سیستم در حال کار میگیرند و با کمک سنسور انکودر حرکت خود را تصحیح مینمایند. سیستم بستهی کنترلی و تصحیح حرکت موتور، برتری بارز سروو موتورها بر استپ موتورها محسوب میشود.
به صورت کلی :
- به موتورهایی که برای کنترل موقعیت به کار می روند سروو (موتور) گویند.
- سروو موتور معمولا در رنج قدرت پایین به کار می روند.
- وظیفه مهم این نوع موتورها کنترل سرعت است.
- سروو ها دقت و سرعت بالایی در عمل دارند.
- در دستگاه های با دقت بالا از این نوع موتورها استفاده می شود.
- سه نوع سروو موتور داریم: AC، DC و موتور های پله ای.
- مشخصه های سروو موتور های AC غیر خطی است.
سنکرون چیست؟
یک وسیله الکترومغناطیسی AC است که برای تبدیل جابه جایی مکانیکی به سیگنال الکتریکی استفاده می شود.
انواع سنکرون :
- سنکرو فرستنده ( CX )
- سنکرو گیرنده ( CR )
- سنکرو تبدیل کننده ( CT )
سنکرو تبدیل کننده روتور استوانه ای دارد. در این نوع سنکرو استاتور سه فاز است. امپدانس هر فاز استاتور در سنکرو های تبدیل کننده از سنکرو فرتنده بیشتر است. در عمل چندین سنکرو تبدیل کننده از یک سنکرو فرستنده تغذیه می کنند.
اجزاء یک سرو موتور به صورت خلاصه :
- Servo case : قاب بیرونی
- motor : موتور
- Gear train : چرخدنده ها
- Output shaft : شفت خروجی ( شفت اصلی )
- Potentiometer : پتانسیومتر
- Control wire : سیم های سیگنال و تغذیه
- Control circuitry : مدار های الکترونیکی
- Servo Arm : بازو های سرو
سرو موتور ۵ سیمه چیست؟
شباهت زیادی بین سرو موتور های ۵ سیمه با سرو موتور های ۳ سیمه وجود دارد. سرو موتور ۵ سیمه دارای ۲ سیم برای بخش کنترلی سرو موتور است که دارای تغذیه ای جداگانه است.
فرمان دادن به سرو موتور به این صورت است که باید هر فرمان را با فرکانس ۵۰ هرتز یا ۲۰ میلی ثانیه با میکرو کنترلر های AVR ، ARM و یا به کمک برد های الکترونیکی همانند آردوینو به موتور ارسال کرد. بخش کنترل، هر فرمان را بر اساس pulse width یا عرض پالس دریافتی می سنجد و بنا بر هر عرض پالس شافت موتور را در وضعیتی خاص قرار می دهد.
برای نمونه در اکثر موتور ها عرض پالس ۱ میلی ثانیه به معنی ۰ درجه و عرض پالس ۲ میلی ثانیه به معنای حداکثر زاویه می باشد. البته این مثال برای همه ی سروو موتور ها صادق نیست و ممکن است بازه ای متفاوت را شامل شود.
شاید مقاله زیر نیز برای شما جالب باشد:
[۱] یا موتور AC
[۲] Commutator (جابهجاگر)
مراجع:
- www.machinetoolhelp.com
- www.en.wikipedia.org
- www.iranautomat.ir
- www.learn.adafruit.com
- www.indianshout.com
- www.techbriefs.com