В мире электроники сервоприводы часто используются в силовой части различных устройств и механизмов . Все сервоприводы можно чётко разделить на две группы – цифровые и аналоговые сервомашинки.
Сегодня мы рассмотрим достоинства и недостатки каждого типа серво, управляемых библиотекой Servo, которая входит в стандартный комплект поставки ПО ArduinoIDE–одной и самых популярных средств разработки ПО для микроконтроллеров.
Буквально десяток лет назад подавляющее большинство сервомоторов составляли аналоговые сервоприводы, но сейчас всё большую популярность приобретают цифровые сервомашинки. Внешне эти два вида серво неотличимы друг от друга, все их отличия заключаются во внутренней электронике.
В аналоговых сервоприводах, как правило, установлена специальная микросхема, конфигурируемая аналоговыми элементами, как резисторы и конденсаторы, тогда как в цифровых серводвигателях– микроконтроллер с кварцевым генератором и зашитым ПО, вследствие чего цифровые сервомашинки могут воспринимать сигнал с большей частотой, чем аналоговые.
Некоторые продвинутые сервоприводы имеют возможность обновления прошивки, управления с ПК…Но основное отличие всё-таки заключается в электронике, а остальные составляющие механики, как то мотор и редуктор, могут быть одинаковыми.
ArduinoServo – специальная библиотека для пакета ArduinoIDE, обеспечивающая точную работу серводвигателей с контроллерами Arduino. Давайте рассмотрим, как сервоприводы воспринимают информацию, поступающую от контроллера Arduino. Сервомотор, вне зависимости от его вида, получает управляющий сигнал от контроллера.
Если это аналоговый серводвигатель, то во время поступления нового сигнала происходит его сравнение с текущим положением (которое узнаётся с помощью потенциометра), а затем, в случае необходимости, сигнал проходит преобразование и направляется с двигателю, который перемещает вал на требуемый угол.
Стандартный параметр сигнала для аналогового сервопривода – частота 50Гц (1/50 секунды), то есть время реакции серво должно составлять чуть менее 20мксек. В течение этого промежутка времени, теоретически, положение вала может быть изменено неким внешним воздействием, поэтому такой промежуток называется мёртвой зоной.
Цифровой же сервопривод способен воспринимать управляющий сигнал с частотой до 300Гц, поэтому он способен быстрее реагировать на изменение сигнала и имеет очень маленькую по сравнению с аналоговым сервоприводом мёртвую зону; более быстрый и более точный микроконтроллер также позволяет точнее позиционировать вал и точно удерживать вал на нужном углу. Такие сервоприводы, как правило, имеют высокий крутящий момент.
А практически единственным, но существенным недостатком является увеличенное потребление энергии по сравнению с аналоговым серводвигателем.
Цифровые сервомоторы показывают улучшенные характеристики (скорость быстродействия, усилие) по сравнению с аналоговыми, но имеют более высокое энергопотребление и стоимость.
В случае установки цифрового сервопривода на какое-либо автономное устройство, его стоимость обслуживания увеличится, ведь придётся добавить более ёмкие (и более дорогие) батареи и потратить ресурс на их подзарядку. Вес батарей уменьшит автономность прямо-таки кардинально.
В общем, цифровые сервоприводы стоит использовать, если хочется получить:
Но стоит учесть, что мало одного желания, ещё придётся выложить немаленькую сумму за новый цифровой сервомотор.
Цифровые сервоприводы часто применяются в:
А аналоговые сервоприводы, не имеющие как преимуществ, так и “цифровых” недостатков, применяются в:
Вольтик
