Serwa - doświadczeń i wątpliwości kilka

[wsowa]

Zacząłem dzisiaj testować siłę serw, które niedawno kupiłem. Konfiguracja:

- serwo Tower Pro MG-995

- 6kg odważnik zamocowany do orczyka (ramię ok 1.3cm)

- zasilanie: zasilacz uniwersalny max 2A, przez stabilizator napięcia 78T05 (5V, max 3A)

- PWM sprzętowy z atmegi 8.

Co zauważyłem:

Jeżeli PWM jest stały, tzn serwo utrzymuje stałą pozycję, to z powodzeniem utrzymuje 6kg na ramieniu orczyka. Pobierając przy tym w porywach 0.25A.

Ale jeżeli PWM się zmienia tak, żeby serwo obracało orczykiem powoli w tą i z powrotem, to odważnik natychmiast ściąga orczyk do dołu i serwo już go nie podniesie.

A więc serwo jest znacznie silniejszy kiedy stoi niż kiedy chce się ruszyć

Wynika z tego, że podawany nominalny moment siły serwa dotyczy momentu jaki należy użyć aby wychylić oś serwa z pozycji wskazywanej przez sygnał PWM i w której oś się znajduje. Jeżeli oś serwa jest w ruchu moment siły potrzebny do jego wychylenia jest znacznie mniejszy.

Wydaje mi się, że dzieje się tak dla tego, że w momencie kiedy oś znajduje się w pożądanym położeniu, na mostku H w serwie włączany jest hamulec (zwarcie biegunów silnika) i dla tego serwo trzyma. Jeżeli serwo zechce się ruszyć (np. z powodu zmiany PWM), wówczas hamulec jest zwalniany, żeby móc kręcić i ciężar ściąga orczyk serwa w dół.

Pytania:

1. Czy jest to normalne zachowania dla serw i czy jest to normalne dla tego konkretnego modelu (tj. czy przypadkiem moje serwa nie są uszkodzone)?

2. Zakładając, że teoria ze hamowaniem przez zwarcie biegunów silnika jest poprawna: skoro hamowanie daje taki opór, że serwo utrzymuje odważnik, to kręcenie silnikiem w przeciwną stronę powinno dać jeszcze większy opór osi. Jeżeli tak, to w takim razie problemem jest wadliwie działająca/zaprojektowana elektronika w serwie, tak?

[sobal44]

mam te same serwa w hexapodzie, nie mam z nimi wiekszych problemów.

też zauważyłem że powolna zmiana wypełnienia skutkuje brakiem momentu na wale. Natomiast szybsze zmiany (powiedzmy o kilka stopni wychylenia oryczka) nie mają wpływu na spadak momentu, bez problemu podnosi 15kg/cm.

[mactro]

Może to być spowodowane tym, że żeby nie przestrzelić zadanego położenia przy małym uchybie, serwo nie pracuje z pełnym momentem.

[pierzchan]

Wydaje mi się, że dzieje się tak dla tego, że w momencie kiedy oś znajduje się w pożądanym położeniu, na mostku H w serwie włączany jest hamulec (zwarcie biegunów silnika) i dla tego serwo trzyma. Jeżeli serwo zechce się ruszyć (np. z powodu zmiany PWM), wówczas hamulec jest zwalniany, żeby móc kręcić i ciężar ściąga orczyk serwa w dół.

Pytania:

2. Zakładając, że teoria ze hamowaniem przez zwarcie biegunów silnika jest poprawna: skoro hamowanie daje taki opór, że serwo utrzymuje odważnik, to kręcenie silnikiem w przeciwną stronę powinno dać jeszcze większy opór osi. Jeżeli tak, to w takim razie problemem jest wadliwie działająca/zaprojektowana elektronika w serwie, tak?

Teoria ta raczej nie jest poprawna, bo hamowanie elektrodynamiczne polegające na zwarciu styków silnika działa tylko w czasie gdy wirnik jeszcze się obraca. W uzwojeniach wirnika umieszczonych w polu magnetycznym generowany jest prąd (silnik pracuje jako prądnica), z powodu zwarcia styków prąd ten jest też przyczyną powstawania pola magnetycznego na wirniku, które to przeciwstawia się polu z magnesów stałych, czego efektem jest znaczny spadek prędkości kątowej wirnika.

[wsowa]

Dokładniej zachowanie jest takie, że jeżeli serwo obraca się powoli w lewo, a ja je na siłę pcham ręką w prawo, to w pewnym momencie, serwo leci do skrajnie prawego położenia (czyli tam gdzie pcham je ręką) po czym próbuje powrócić do położenia wskazywanego przez PWM. Jeżeli serwo stoi to problemu nie ma i nie ma mocnych żeby nim ruszyć. Miał ktoś taki problem?

Próbowałem na dwóch z pięciu serw MG995 jakie kupiłem i na obu jest ten sam problem.

pierzchan, słuszna uwaga. Zgadzam się z Tobą.

[riddyk]

Dane znamionowe producenta nie podają przy jakich parametrach są przeprowadzane.

Moim zdaniem sytuacja jest normalna dla serw przy których urzywa się obciazenia maksymalnego.

[wsowa]

sobal44, W takim razie kupiłem nie sprawne serwa. U mnie nie jest w stanie podnieść 3kg na 1.3cm ramieniu. Ciągnie prąd 0.6A i nie podnosi ani nie opuszcza, ale słychać, że próbuje. Czyżby wyjaśniła się niska cena (35zł za sztukę)?

[Zuk]

Serwa sterowane są regulatorem typu P

Im jest większy uchyb między pozycją docelową

a aktualną tym większe napięcie podawane jest

na silnik za pomocą wewnętrznego mostka H

Idea sterowania prędkością polega na osiąganiu

wartości pośrednich między pozycją aktualną

a pozycją docelową.

W takim przypadku dla małych prędkości

istnieje dużo kroków pośrednich.

Czyli silnik jest sterowany dużo niższym napięciem

niż napięcie zasilania serwa.

W serwach modelarskich nie ma żadnych hamulców

Nawet w serwach Hiteca - a już kilka takich miałem okazję rozbierać

[Bobby]

Zuk, podejrzewam, że z tym hamulcem nie chodziło o dodatkową część, tylko o zwykłe zwarcie pinów silnika, co jest równoznaczne z hamowaniem (przetstuj to sobie, weź silnik i zakręc nim, potem zewrzyj piny i zakręć znowu - opór będzie większy).

[wsowa]

Dokładnie tak. Mowa o hamowaniu elektrodynamicznym, jakie opisywał wyżej pierzchan, a nie o hamowanie mechaniczne.