서보(서보 메커니즘)는 부정적 피드백 메커니즘을 사용하여 전기를 정밀하게 제어된 운동으로 변환하는 전자기 장치입니다.
서보는 종류에 따라 선형 또는 원 운동을 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 일반적인 서보는 DC 모터, 기어 트레인, 전위차계, 집적 회로(IC), 그리고 출력 샤프트로 구성됩니다. 원하는 서보 위치는 입력으로 전달되어 IC에 코딩된 신호로 입력됩니다. IC는 모터의 회전을 지시하고, 모터의 에너지는 기어를 통해 원하는 속도와 운동 방향을 설정합니다. 전위차계의 신호가 원하는 위치에 도달했다는 피드백을 제공하고 IC가 모터를 정지시킬 때까지 이 과정을 반복합니다.
전위차계는 현재 위치를 전달하는 동시에 제어 표면에 작용하는 외부 힘으로부터 보정을 허용하여 제어된 동작을 가능하게 합니다. 표면이 움직이면 전위차계는 위치 신호를 제공하고 IC는 올바른 위치가 회복될 때까지 필요한 모터 이동 신호를 보냅니다.
서보와 다중 기어 전기 모터를 조합하여 로봇, 차량, 제조, 무선 센서 및 액추에이터 네트워크를 포함한 다양한 유형의 시스템에서 보다 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다.
서보는 어떻게 작동하나요?
서보에는 케이스에서 뻗어 나온 3개의 와이어가 있습니다(왼쪽 사진 참조).
이 세 전선은 각각 특정 용도로 사용됩니다. 이 세 전선은 제어, 전원, 접지에 사용됩니다.
제어선은 전기 펄스를 공급하는 역할을 합니다. 모터는 펄스에 따라 적절한 방향으로 회전합니다.
모터가 회전하면 전위차계의 저항이 변하고, 궁극적으로 제어 회로가 회전량과 방향을 조절하게 됩니다. 샤프트가 원하는 위치에 도달하면 전원 공급이 차단됩니다.
전원선은 서보 작동에 필요한 전력을 공급하고, 접지선은 주 전류와 분리된 연결 경로를 제공합니다. 이는 감전 사고를 방지하지만 서보 작동에는 필요하지 않습니다.
디지털 RC 서보 설명
디지털 서보디지털 RC 서보는 서보 모터에 펄스 신호를 보내는 다른 방식을 가지고 있습니다.
아날로그 서보가 초당 50펄스 전압을 일정하게 전송하도록 설계된 반면, 디지털 RC 서보는 초당 최대 300펄스를 전송할 수 있습니다!
이러한 빠른 펄스 신호를 사용하면 모터의 속도가 상당히 증가하고 토크가 더 일정해집니다. 이는 데드밴드의 양을 줄입니다.
결과적으로 디지털 서보를 사용하면 RC 구성 요소에 대한 응답이 더 빠르고 가속도가 더 빨라집니다.
또한, 데드밴드가 적어 토크 유지력이 더욱 뛰어납니다. 디지털 서보를 사용하면 제어의 즉각적인 느낌을 경험할 수 있습니다.
한 가지 사례를 들어 보겠습니다. 디지털 서보와 아날로그 서보를 수신기에 연결한다고 가정해 보겠습니다.
아날로그 서보 휠을 중앙에서 돌리면 잠시 후에 반응하고 저항하는 것을 볼 수 있습니다. 지연이 눈에 띕니다.
하지만 디지털 서보의 휠을 중앙에서 벗어나 돌리면 휠과 샤프트가 매우 빠르고 원활하게 반응하여 설정한 위치를 유지하는 것을 느낄 수 있습니다.
아날로그 RC 서보 설명
아날로그 RC 서보 모터는 표준형 서보입니다.
간단히 펄스를 켜고 끄는 방식으로 모터의 속도를 조절합니다.
일반적으로 펄스 전압은 4.8~6.0V 범위이며, 그 동안은 일정합니다. 아날로그는 초당 50개의 펄스를 수신하며, 정지 상태에서는 전압이 전달되지 않습니다.
서보에 "On" 펄스가 더 오래 전달될수록 모터 회전 속도가 빨라지고 토크도 더 커집니다. 아날로그 서보의 주요 단점 중 하나는 작은 명령에 대한 반응이 느리다는 것입니다.
모터 회전 속도가 충분히 빠르지 않습니다. 게다가 토크도 느려집니다. 이러한 상황을 "데드밴드"라고 합니다.
게시 시간: 2022년 6월 1일