Сервомотор

Сервомотор (или сервопривод, сервомашинка) — это мотор с электронной схемой, которая позволяет ему точно поворачиваться на заданный угол или двигаться линейно на заданное расстояние. Сервомоторы часто применяются в промышленности, например, в составе станков с ЧПУ, или в промышленных роботах. Такой привод обычно имеет высокий крутящий момент, высокую точность позиционирования и соответствующую цену.

То что обычно используется в любительской робототехнике часто называют сервомашинками, или просто «сервами» (от англ. RC servo). Этот сервомотор имеет упрощённую конструкцию и изначально использовался в авиамоделизме для управления плоскостями планера.

Сервомашинка состоит из двигателя постоянного тока, шестеренного редуктора, потенциометра и электронной схемы. Один из самых известных сервомоторов SG90 выглядит так:

Его основные характеристики и особенности:

• напряжение питания: 5В;
• крутящий момент: 1,8-2,0 кг/см;
• скорость вращения: 60 за 100 мс;
• материал шестерней: пластик;
• управляющий сигнал: ШИМ;
• тип двигателя: постоянного тока;
• оценка положения: потенциометр.

Существует великое множество различных модификаций любительских сервомоторов, отличающихся принципом управления, системой оценки положения, крутящим моментом, напряжением питания, габаритами, материалом механики, и пр.

Особо следует отметить такие модификации:

• цифровые — обладают более точным позиционированием за счёт использования встроенного микроконтроллера;
• с управлением по шине — для управления используется шина, например, RS485; можно подключить несколько моторов через один кабель; есть обратная связь: температура двигателя, напряжение, сила тока;
• с оценкой положения на основе оптического или магнитного энкодера — более точное позиционирование;
• с бесколлекторным двигателем — более высокая мощность при одинаковых габаритах, более высокие скорости, плавный ход на малых оборотах, КПД выше на 10-30%, долгий срок службы.

Такие сервомоторы уже находятся на границе между любительскими и промышленными и часто используются для серьёзных задач робототехники.

В этом уроке мы будем работать с самым известным сервомотором — SG90 или с любым его аналогом. Этот мотор можно встретить в массе самодельных роботов. Например, с помощью SG90 можно сделать вот такой несложный манипулятор:

Список необходимых компонентов

Для выполнения экспериментов с сервомотором, потребуются: отладочная плата UNO2, либо любая другая Arduino-совместимая плата. Отладочная плата с CircuitPython для примера на python. Переменный резистор, макетная плата и немного проводов вилка-вилка. Необходимые компоненты можно добавить в корзину прямо здесь, и затем оформить заказ в нашем интернет-магазине.