サーボモーター¶

サーボモーターは、モーター、ギアボックス、内部電子機器を備えた小さなドライブです。位置を与えると、シャフトをその位置に回転させて保持しようとします。

シンプルなデバイスでは、サーボは単にモーターをオンにするだけでなく、メカニズムを理解可能な角度に回転させる必要がある場合に便利です: ダンパーを開く、ロックをシフトする、ボタンを押す、気流を切り替える、または小さなインジケーターフラグを回転させます。

どこで使用されているか¶

iDryer のようなデバイスおよび 3D プリンター周辺機器では、サーボは以下に使用できます:

空気吸気口または排気ダンパー;
エアダクトの切り替え;
小さなカバーを開く/閉じる;
機械的ロック;
物理ボタンを押す;
インジケーターフラグを移動;
シンプルな計量またはキャッチ。

サーボは限られた旅行を備えた軽いメカニクスに適しています。ファン、ネジ、ポンプの継続的な回転では、通常は機能しません: 別のモーターとドライバーが必要です。

3本のワイヤー¶

典型的なホビーサーボには 3 本のラインがあります:

電力: 通常 4.8-6V、時々 7.4V または特別なモデルの他の値;
グラウンド: GND;
信号: 制御器からの制御パルス。

一般的なワイヤーの色:

赤 - 電力;
黒または茶色 - グラウンド;
黄、オレンジ、白 - 信号。

色を盲目的に信頼することはできません。さまざまな製造業者は異なるカラースキームを使用しています。接続する前に、マーキング、製品ページ、または技術的な説明を確認してください。

別の電源を備えた詳細な接続図は、実用的なセクション: サーボモーターの接続にあります。

「サーボモーター」が何を意味するか¶

典型的なポジショナルホビーサーボ内には:

DC モーター;
ギアボックス;
ポジションセンサー、多くの場合ポテンショメーター;
制御ボード;
アーム付きの出力シャフト。

外部制御器はモーターを直接管理しません。位置信号を送信し、サーボの内部電子機器は自動的にモーターを回転させて、シャフトが望ましい角度に達するようにします。

したがって、サーボは通常の DC モーターとは異なります:

DC モーターは電源供給時に回転します;
サーボは設定位置に到達しようとします;
サーボはシャフトに負荷がある場合に保持中に電流を引き出します;
サーボは迅速に電流を増加させ、詰まった場合に熱くなることができます。

ポジショナルと継続的回転¶

最も一般的なタイプはポジショナルサーボです。例えば 0、90、または 180 度の角度を設定します。

継続的回転サーボは同様に見えますが、異なります: 制御信号は角度ではなく、回転の方向と速度を設定します。シャフトがどこにあるかは分かりません。ダンパーまたはロックの場合、追加センサーなしで位置を保証できないため、通常は不便です。

購入する前に、説明が何を言うかをチェックしてください:

標準サーボ、ポジショナルサーボ、180° - 通常ポジショナル;
継続的回転、360° - 通常は継続的に回転し、角度に位置されません。

マーケットプレイスの 360° サーボ というフレーズは危険です: 時々それは継続回転サーボです、時々それは単なる範囲の拡張です。技術的説明とレビューを実際の測定と共にチェックする必要があります。

制御信号¶

典型的なホビーサーボは繰り返しパルスで制御されます。

典型的なガイドライン:

期間約 20 ms;
パルス約 1 ms - 範囲の 1 つのエッジ;
パルス約 1.5 ms - 中央;
パルス約 2 ms - 範囲の別のエッジ。

異なるサーボは異なる実際の制限を持っています。いくつかは約 500-2500 us で機能し、他は安全に狭い範囲でのみ機能します。

したがって、極端な位置を盲目的に設定することはできません。最初に中央をチェックし、次に小さな偏差、その後にのみ範囲を展開します。

電力と電流¶

信号ワイヤーはサーボを電力化しません。それはパワーラインからモーターエネルギーを引き出します。

小さなサーボであっても、起動、迅速な動き、または機械的停止時に短時間大きな電流を引き出すことができます。平均電流「静かなデモで」は最悪のケースを示しません。

重要なパラメータ:

動作電圧;
アンロード電流;
ロード電流;
失速電流 - シャフトがブロックされている電流;
保持トルクまたは失速トルク;
回転速度;
動作温度。

技術的説明に失速電流がリストされている場合、電源はこの値とマージンで選択される必要があります。失速電流がリストされていない場合、「目で安全」と見なすことはできません: 実際のデバイスの場合、マージン付きのソースを使用して、ロード下の電圧降下をチェックする方が良いです。

1 つの小さなサーボの場合、ボードの 5V 出力は時々機能します。しかし、ダンパー、ロック、または複数のサーボの場合、通常は別の 5V/6V DC-DC コンバーターまたは電源が必要です。グラウンドは制御器と共通である必要があります。

トルクとメカニクス¶

サーボはサイズだけでは選択されません。主な機械的パラメータはトルク (多くの場合 kg·cm または N·cm)です。

大まかに:

レバーが長いほど、より多くのトルクが必要;
ダンパーが重いほど、またはメカニズムがタイトなほど、より多くのトルクが必要;
摩擦、位置ずれ、シールは大きく負荷を増加させます;
停止時に保持されているとき、サーボは加熱して電流を引き出します。

例: 小さなライトダンパーはマイクロサーボで問題なく機能することがあります。タイトシール上のダンパーまたはスプリング付きのカバーは、より大きなサーボとメタルギアが必要になることがあります。

信頼性の高いメカニクスの場合:

サーボに物理的停止に対して継続的に押すことを強制しないでください;
ファームウェアで角度を制限します;
小さな旅行余裕を残します;
位置ずれなしでリンケージを作成します;
適切なアーム長を使用します;
実際のエンクロージャー温度で動作をテストしてください。

サーボが終了位置でハムになっている場合、通常はロード、停止、または間違った幾何学を発信します。

ギアボックス: プラスチックまたはメタル¶

プラスチックギアはより安く、より静かで、軽いタスクで機能します。しかし、それらは影響、詰まり、重いロードでより速く破れます。

メタルギアはより強いですが、サーボはより大きくなることがあり、より高価です。ダンパー、ロック、ユーザーが誤ってタッチできるメカニズムの場合、メタルギアボックスはしばしば意味を持ちます。

しかし、メタルギアは良いメカニクスを置き換えません。メカニズムが詰まっている場合、アーム、ケース、マウント、またはシャフト自体を損傷することができます。

アナログおよびデジタルサーボ¶

シンプルなプロジェクトでは、アナログホビーサーボがより一般的です。デジタルサーボは通常、位置をより厳しく保持し、より速く応答しますが、より多くの電流を引き出し、保持時により大きくなることができます。

ドライヤーダンパーまたはシンプルなロックの場合、通常、より重要なのは:

十分なトルク;
正常な電力;
信頼性の高いメカニクス;
明確な角度範囲;
動作温度;
ギアボックス寿命。