Serwomechanizmy- do czego służą?

Serwomechanizmy – wstęp

Serwomechanizmy są to układy służące do sterowania różnymi elementami na przykład maszyn przemysłowych. Zasada ich działania opiera się na układzie sprzężenia zwrotnego. Popularnie zwane Serwa są dużo lepszym rozwiązaniem od np. silników, ponieważ charakteryzują się bardzo wysoką mocą ( Dużo większą niż w przypadku silników ).

Serwomechanizm

Schemat działania serwa

Budowa i rodzaje

Na wyżej pokazanym schemacie widać sprzężenie zwrotne. Elementem sterującym w serwomechanizmach jest siłownik, który obraca się najczęściej o 180 stopni, aczkolwiek można znaleźć również takie, które obracają się bardziej np. o 360 stopni. Sterowanie serwem polega na wysyłaniu do niego sygnału z informacją, która mówi po prostu o ile stopni Serwo ma się przekręcić. Proces ten odbywa się w przetworniku. Każde Serwo składa się z kilku głównych elementów

– Układ elektroniczny, który sterują pracą serwomechanizmu

– Przetwornik

-Przekładnia zębata ( może być metalowa lub plastikowa )

-Silnik

 Wyróżniamy dwa rodzaje serw:

-Serwa Analogowe

-Serwa Cyfrowe

Zastosowanie Serwomechanizmów

Serwomechanizmy cieszą się popularnością w przemyśle, wykorzystywane są w większości robotów przemysłowych. Serwa używane są często również w środowisku  arduino i spotykane są w każdym robocie opartym na płytce Arduino, ale nie tylko. Przy użyciu serwomechanizmu możemy zrobić kilka naprawdę praktycznych projektów np. mechaniczną rękę.

Podłączenie do arduino

Na początku jednak samo podłączenie Serwa do arduino. Jest to bardzo ławte ponieważ Serwo ma tylko 3 wyjścia:

-Wyjście zasilania dodatnie ( Vcc )

-Uziemienie ( GND )

-Wyjście do odbierania sygnału

Serwo i arduino

Serwo podłączamy pod +5V, GND oraz np. pin 9.

W przykładach arduino wyszukujemy sketch o nazwie sweep  i wgrywamy go na naszą płytkę. Obserwujemy jak Serwo obraca się z prawej na lewą stronę i z powrotem. W szkicu możemy przerobić np. czas obracania aby było ono szybsze lub wolniejsze.

https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Sweep – link do opisanego przykładu

Przykład podłączenia z potencjometrem

Serwo z potencjometrem

 

Innym przykładem jaki oferuje nam Arduino IDE jest szkic knob, który również wyszukujemy w przykładach. Podłączenie różni się tym że do układu dodajemy dowolny potencjometr podłączamy go pod analogowy pin 0 oraz pod zasilanie. Aby połączyć ten układ będziemy również potrzebować płytki stykowej aby móc wszystko zasilić. Ten program polega na tym że możemy sterować naszym serwem przy użyciu potencjometru to znaczy że Serwo ustawi się w takim samym położeniu w jakim ustawimy potencjometr ( przekręcimy potencjometr maksymalnie w prawo, to Serwo również się ustawi  maksymalnie w prawo ).

Przykład z mechaniczną ręką

Mechaniczna ręka

Ostatni przykład z mechaniczną ręką jest naprawdę ciekawy, aczkolwiek jest dosyć trudny do zrealizowania. Montaż jak i pisanie programu wymaga dosyć dużej wiedzy. Efekt jaki uzyskujemy jest naprawdę szokujący, więc chyba warto poświęcić chwilę czasu i obejrzeć film, a może nawet zmontować taki układ samemu.

https://www.youtube.com/watch?v=D_x6r8lFoCE – link do filmu

https://www.electronicshub.org/robotic-arm/ – link do opisu montażu oraz programu z powyższego filmu

Podsumowanie i cena

W ramach podsumowania można powiedzieć chyba tyle, że Serwomechanizmy są przydatne w tworzeniu różnych robotów, czy to przemysłowych, czy nawet hobbystycznie. Serwa działają w oparciu o sprzężenie zwrotne i są lepszym rozwiązaniem od silników, ponieważ mają wyższą moc i można przy ich użyciu wykonywać czynności, których nie zrobiłby silnik. Serwomechanizmy kosztują od około 10 zł do 40 zł ( mowa o serwach do arduino ). Wraz z serwem otrzymujemy również wymienne nakładki, które są przydatne w łączeniu z innymi elementami.