Napjainkban egyre nagyobb teret hódítanak a modellezésben a digitális szervók. E misztikus fogalmat szeretném ismertetni következő írásban. Bemutatom a Futaba digitális szervóinak a működését, illetve egy összehasonlítást az analóg és a digitális technikával felépített szervók között.

Az elmúlt néhány évben drámaian fejlődött a szervók nyomatéka, sebessége, mialatt a méretük kisebb lett. Az utóbbi idők digitális szervó fejlesztése is előre lépett. A digitális szervóknak sok előnye van a hagyományos, vagy akár a "coreless" szervókkal szemben is. Bár ezek az előnyök mellett van néhány apró hátrányuk is, ezeket mutatom be leegyszerűsítve, a teljesség igénye nélkül ebben a cikkben. Remélhetőleg eloszlatok néhány mítoszt is ez ügyben.

1. ábra Analog szervó elektronikája egy direkt erre a célra gyártott chip-et tartalmaz, és 30 szálas vezetékekkel csatlakozik a vevőhöz		2. ábra Digitális szervó elektronikája egy kvarckristály vezérelt mikroprocesszort, egy FET tranzisztoros erősítőt tartalmaz, 50 szálas vezetékekkel csatlakozik a vevőhöz

Induljunk ki abból, hogy egy digitális szervó ugyan olyan, mint az analóg szervók, kivéve a mikroprocesszort, ami analizálja a vevőből jövő jeleket, és vezérli a motort. Ne higyjük azt, hogy a digitális szervók fizikailag nagy mértékben különböznek az analóg társaiknál. A digit szervók ugyan olyan motort, fogaskerekeket és házat tartalmaznak, mint az analóg szervók és legfontosabb, ugyan olyan "feedback" visszacsatoló potenciométert is.

Ahol a digit szervók különböznek, az a vevőtől beérkező jelek feldolgozása, ami a motorok vezérlésében nyilvánul meg, csökkentve a holtidőt, növelve a pontosságot, illetve nagymértékben növelve a tartóerőt.

A hagyományos szervókban amikor a szervókart nem vezéreljük, akkor nincs feszültség a motorokon. Amikor vezéreljük a szervót, vagy külső behatás éri a szervókart, az elektronika feszültséget küld a motorra. Ez a feszültség, ami ténylegesen a szervómotorra kerül, pulzáló teljes tápfeszültség, ami 50-szer ki és bekapcsolódik egy másodperc alatt. Ezeknek az impulzusnak a szélességével tudjuk szabályozni a szervókar elfordulásának sebességét, mintegy sebességszabályozó üzemmódban, hogy a kar a megfelelő új pozícióba forduljon. A szervóban lévő potenciométer mondja meg a szervó elektronikájának, mikor érte el a kívánt pozíciót, ekkor a feszültségimpulzusok keskenyednek, majd amikor pozícióba ér a szervókar, meg is szűnnek, megállítva a motort.

3 diagramm mutatja az impulzusokat. A Diag1 ábra mutatja a tétlen állapotot. A Diag2 ábrán a keskeny kitöltésű állapotot mutatja, ilyenkor lassan fordul a szervó, kevesebb az eredő erő. A Diag3 ábra a széles nagy erőt adó állapotát mutaja a szervónak. Minél szélesebbek ezek az impulzusok, annál nagyobb a forgatónyomatéka szervónak.

El tudjuk képzelni, amikor a grafikonon a szürkével jelölt rész után, amikor megkapja a motor a teljes feszültséget, egy szünet jön, ami nem ad a motornak elég nyomatékot. Amikor a motort a távirányítóról kis mértékben térítjük ki, akkor a keskeny impulzusokkal vezérli az elektronika a motort, nem nagyon hatékony, ezért van a holtidő a szervónál. Ezt úgy kell értelmeznünk, hogy a szervó középpontja körül nagy a holtjáték a hatástalan impulzusok következtében.

A Digitális szervók meghatározó előnyei

Az első, a már említett mikroprocesszoros jelfeldolgozás, ami fogadja a vevőből érkező jeleket, majd az előre beprogramozott beállításoknak megfelelően küldi a motornak az "energia impulzusokat". A mikroprocesszor programjában a feladatnak megfelelően előre meghatározhatjuk, hogy milyen vezérlésre, milyen módon vezérelje a szervó működtető motorját.

Másodszor, a szervó motorja jelentősen nagyobb frekvencián kapja a jeleket az elektronikától, ami a normál szervóknál 50 impulzus/s, míg a digitális szervóknál 300. Bár az impulzusok szélessége lecsökkent a magasabb frekvenciával, de a feszültség ki-be kapcsolása sokkal többször megtörténik, ami a motrot méginkább forgásra készteti. Ez azt jelenti, hogy nem csak gyorsabban reagál a motor, hanem a szervókar gyorsulása és lassulása is nagyobb nyomatékkal történik. Összefoglalva, a szervónak sokkal kisebb lesz a holtjátéka, gyorsabban reagál, lágyabb elindulása és megállása, sokkal nagyobb tartóereje és sokkal pontosabb lesz.

Összehasonlítás a digitális és az analog szervók között.

_____ S9450 _ . _ . _ S9402

Ez egy összehasonlító grafikon a amely bemutatja a holtidő különbözőségét a két Futaba szervó között. Mint látható, az S9450-es szervónak sokkal kisebb holtideje van, és korábban sokkal nagyobb nyomatékot ér el. Gyakorlatban azt jelenti, hogy ha megpróbáljuk elforgatni az S9450-es szervó karját, akkor jelentősen gyorsabban, sokkal nagyobb nyomatékkal és pontosabb pozícionálással tart ellen a beható erőnek.

Csak egyetlen hátrány

A meghatározó előnyök mellet van egy hátrányuk is ezeknek a szervókna, mégpedig a nagy energia igényük. Természetesen, mivel a szervómotor sokkal sűrűbben kapja az impulzusokat, ezért a teljes energiaellátás is sokkal nagyobb kell legyen.

Azonban a mai akkumulátorok hónapról-hónapra erősebbek, nagyobb kapacitásúak lesznek, a méretük megtartása mellett, ezért áramforrásként ki tudják elégíteni a megnövekedett energiaigényt, így ez továbbiakban már nem is probléma. Kulcsfontosságú, hogy a lehető legnagyobb kapacitású akkumulátorral üzemeltessük a digitális szervóinkat, amit a tömeg és hely megenged. Mindig használjunk feszültségellenörzőt, hogy ellenőrizhessük az akkuk töltöttségét, és a biztonság kedvéért mindig teljesen töltött akkumulátorokkal repüljünk.

A modellirányítás jövője a digitális szervók, és aki már használta, és érezte a különbséget, biztosan nem fog visszatérni a hagyományos szervókhoz. Steve Elias turbinás bemutató pilóta mondta: A digitális szervók precizitásával és reakcióival a levegőben lenni, mintha sínen, analóg szervóval, mintha puddingon repülnénk :-)

Ha neked szükséged van:

• - Magasabb felbontásra - kisebb holtjátékra, precízebb pozícionálásra
• - gyorsabb reakcióra, jobb gyorsulásra
• - állandó nyomatékra végig a szervókitérés alatt
• - megnövelt tartóerőre

akkor neked a DIGITÁLIS szervó a megoldás!

forrás: FUTABA