Was ist der Unterschied zwischen analogen und digitalen Servos? Wie wählt man ein Modell mit hohem Drehmoment aus?

Was ist der Unterschied zwischen analogem und digitalem Lenkgetriebe?

Viele Freunde sind gerade erst in Kontakt gekommenServos, und das intuitivste Gefühl ist, dass es so viele Arten gibt. Tatsächlich ist die grundlegendste und wichtigste Trennlinie, ob es analog oder digital ist. Die beiden sehen ähnlich aus, ihre Kerne und Steuerungslogik sind jedoch völlig unterschiedlich, was direkt Ihre Erfahrung im Projekt bestimmt.

Vereinfacht gesagt: das AnalogeServoverlässt sich auf das herkömmliche PWM-Signal, um die Position kontinuierlich zu aktualisieren und zu steuern. Es ist ein bisschen wie ein altmodisches Radio. Das Signal sendet weiter und es hört weiter zu. Im Inneren des Digitalen steckt ein kleiner ProzessorServoDas kann Signale mit einer höheren Frequenz verarbeiten, sodass die Reaktion natürlich viel schneller ist. Ihr intuitives Gefühl ist, dass die Reaktion des digitalen Servos reaktionsschneller und die Positionierung genauer ist.

Wenn Sie beispielsweise ein mechanisches Arm- oder Robotergelenk herstellen und die Bewegung reibungslos und ohne Zittern ausführen möchten, sind digitale Servos grundsätzlich die erste Wahl. Seine Reaktionsgeschwindigkeit und Haltekraft können Ihr Gerät viel „intelligenter“ aussehen lassen. Wenn Sie jedoch ein Servo für ein Kinderspielzeugauto ersetzen oder ein einfaches Modell bauen, ist ein simuliertes Servo völlig ausreichend und kostengünstig.

So wählen Sie ein Lenkgetriebe mit hohem Drehmoment aus

Dies ist definitiv eines der ärgerlichsten Probleme im Projekt. Das Drehmoment gibt einfach ausgedrückt an, wie stark das Lenkgetriebe ist. Die Einheit ist normalerweise kg·cm, was bedeutet, wie viel Dinge hochgezogen werden können, wenn man sich 1 cm von der Lenkradmitte entfernt. Wenn Sie einen Roboterarm bauen möchten, der eine Mineralwasserflasche greift, ist das Drehmoment zu gering, um sie überhaupt anzuheben.

Achten Sie bei der Auswahl eines Modells nicht nur auf die vom Verkäufer prahlten Parameter. Sie müssen es basierend auf der tatsächlichen Auslastung Ihres Projekts berechnen. Wenn Sie beispielsweise am Ende Ihres Roboterarms etwas 100 Gramm festklemmen möchten, der Hebelarm aber sehr lang ist, muss das erforderliche Drehmoment möglicherweise mehrmals verdoppelt werden. Normalerweise reserviere ich einen Spielraum von 50 %, um zu verhindern, dass das Servo über einen längeren Zeitraum mit voller Leistung arbeitet, was zu starker Hitzeentwicklung und leichtem Ausfall führen kann.

Normalerweise gibt es zwei Möglichkeiten, ein hohes Drehmoment zu erreichen: Zum einen die Verwendung eines größeren Motors und zum anderen die Verwendung eines stärkeren Untersetzungsgetriebes, beispielsweise aus Metall. Der Preis besteht darin, dass es größer wird und mehr Strom verbraucht. Sie müssen sich also zu Beginn des Designs Gedanken darüber machen, ob in Ihrem Gerät so viel Platz vorhanden ist und ob der Akku es aufnehmen kann. Ziehen Sie nicht aus Machtgründen das gesamte Projekt in die Länge.

Wozu dient ein wasserdichtes Lenkgetriebe?

Dies ist leicht zu verstehen, das heißt, ziehen Sie einen Regenmantel über das Servo, damit es in einer feuchten oder wässrigen Umgebung arbeiten kann. Der Wasserdichtheitsgrad wird normalerweise mit IPX4 oder IPX7 gekennzeichnet. Einfach ausgedrückt ist IPX4 spritzwassergeschützt und kein Problem bei leichtem Regen oder beim Spielen am Fluss; IPX7 kann in kurzer Zeit ins Wasser geworfen werden. Um Unterwasserroboter, Reptilienfahrzeuge oder landwirtschaftliche Geräte für den Außenbereich herzustellen, ist dieses Zeug eine Notwendigkeit.

Allerdings muss man bedenken, dass die Wasserdichtigkeit nicht bedeutet, dass es als U-Boot verwendet werden kann. IPX7 ist nur für kurzfristiges Eintauchen geeignet. Wenn Sie längere Zeit unter Wasser arbeiten möchten, müssen Sie ein spezielles Servo für den Tauchsport finden. Da das Servo wasserdicht ist, kann außerdem Wasser in die angeschlossenen Kabel und Kipphebel gelangen. Beim eigentlichen Spielen ist es am besten, etwas wasserfesten Kleber auf die Schnittstelle aufzutragen oder diese gut abzudichten, da sonst von dort Wasser eindringt und die Innenseite trotzdem rostet.

Was sind die Vorteile von Metallgetriebeservos?

Dies ist fast die erste Upgrade-Option für jeden Anfänger. Der Unterschied zwischen Zahnrädern aus Kunststoff und Zahnrädern aus Metall ähnelt der Verwendung von Holzstöcken und Eisenstangen, um Dinge aufzuhebeln. Metallzahnräder haben eine hohe Festigkeit, sind verschleißfest und können größeren Stößen standhalten. Wenn Sie kämpfende Roboter spielen oder den Servo häufig zum Tragen holpriger Projekte verwenden, können Sie durch den Einsatz von Metallzahnrädern viel Ärger sparen und es wird nicht einfach sein, die Zähne zu fegen.

However, metal is not without its shortcomings. Es ist schwerer als Kunststoff, lauter und die Übertragungseffizienz ist theoretisch etwas geringer. Und bei Überlastung kann das Metallgetriebe direkt das nächste schwache Glied (z. B. den Motor im Lenkgetriebe) zerstören. Was die Auswahl angeht: Wenn Ihr Projekt starke Leistung und häufige Stöße erfordert, dann entscheiden Sie sich entschieden für Metall. Handelt es sich nur um ein Präzisionsinstrument mit geringer Belastung und dem Streben nach Ruhe und Laufruhe, sind gute Kunststoffzahnräder voll qualifiziert und können zudem Gewicht und Lärm reduzieren.

Ist das kernlose Servo eine IQ-Steuer?

Lassen Sie mich zunächst das Fazit ziehen: Absolut nicht, aber es hängt davon ab, ob Sie es verwenden können. Der herkömmliche Lenkgetriebemotor verfügt über einen Eisenkernrotor, der beim Drehen Trägheit aufweist. Der kernlose Motorrotor ähnelt einer Tasse und hat keinen Eisenkern, sodass die Trägheit sehr gering ist. Der Vorteil besteht darin, dass die Reaktion unglaublich schnell ist und die Verzögerung kaum wahrnehmbar ist.

Für gewöhnliche Projekte bedeutet das vielleicht nicht viel, für bestimmte Szenarien ist es jedoch ein Artefakt. Wenn Sie beispielsweise einen fokussierenden Kardanrahmen für eine Hochgeschwindigkeitskamera oder einen bionischen Roboter herstellen, der mit sehr hoher Frequenz hin- und herschwingen muss, kann das kernlose Servo überall dort anschlagen, wo Sie es hinrichten, und die Bewegungen sind klar und sauber, ohne dass das Gefühl entsteht, nachlässig zu sein. Wenn man das Servo nur langsam drehen lässt, erkennt man seine Vorteile gar nicht. Daher ist es relativ teuer, aber ob es sich lohnt, hängt davon ab, ob Ihr Projekt diese „ultimative Geschwindigkeit“ erfordert.

Es gibt verschiedene Methoden zur Steuerung des Lenkgetriebes

Neben der Betrachtung der Hardware bestimmt auch die Steuerungsmethode den Servotyp. Die traditionellste Variante ist die PWM-Signalsteuerung, die dem Servo durch Änderung der Breite eines Hochpegelimpulses mitteilt, in welchen Winkel er sich drehen soll. Dies ist die vielseitigste Variante und wird von fast allen Servocontrollern und Entwicklungsboards unterstützt. Auch die Verkabelung ist mit nur drei Drähten (Strom, Masse und Signal) einfach und somit die erste Wahl für den Einstieg.

Die fortgeschrittenere Variante ist die serielle Bussteuerung, beispielsweise der übliche TTL- oder RS485-Bus. Diese Art von Servo kann wie das Aufreihen von Perlen wirken und nur eine Signalleitung verwenden, um alle Servos aneinanderzureihen. Es gibt so viele Vorteile. Dadurch kann nicht nur die Anzahl der Schnittstellen am Controller erheblich reduziert werden, sondern es können auch Rückmeldungsinformationen wie Temperatur, Spannung und aktuelle Position jedes Servos gelesen werden. Um komplexe Roboterprojekte wie zweibeinige Roboter durchzuführen, müssen Sie den Status jedes Gelenks in Echtzeit kennen und sich auf diese Art intelligenter Lenkgetriebe verlassen können.