Digitale- kontra analoge servoer
Tekst: Tom Erik Smedal

De siste årene har utviklingen innen servoer vært formidabel, spesielt med hensyn på størrelse, kraft, hastighet og presisjon. Den nyeste nå er utviklingen av "digitale servoer". Denne utviklingen har store fordeler kontra normale analoge servoer, selv de beste analoge "coreless" servoene får problemer her.

Fig.1

I utgangspunktet er en digital servo identisk med en vanlig analog. De er like på utsiden og det er kun små forkjeller i styringssystemet som utgjør forskjellen. Alt av drevsett, motor og potmeter er likt. I en digital servo sitter det en microprosessor som kontinuerlig analyserer signalet fra mottaker og som kontrollerer motoren (se fig 1).
Når en analog servo som står "på tomgang", altså stille og uten belastning, så går det ingen strøm til servomotoren. Når servoen får et signal om å bevege seg eller krefter bli påsatt servoarmen, vil kontrollsystemet svare med å sende strøm til motoren. Denne strømmen, blir "klipt" opp (av-på) med en frekvens på 50 ganger pr. sekund. Ved å forandre lengden på denne pulsen kan servoen justere hastigheten på motoren og kjøre servoen til riktig posisjon. Når denne posisjonen oppnåes vil potmetert "si i fra" om dette og spenningspulsen vil stoppe.

Som du sikkert skjønner så vil veldig korte spenningspulser gi liten effekt og systemet fungerer best ved lengre pulser, altså kjøring av serveoen over større områder. Denne svakheten kalles "dødbånd" og merkes som unøyaktighet rundt senterområdet på en servo. Dette kan testes med vanlig radioutstyr ved å se om servoen reagerer på f.eks. 1% intervaller på "subtrimmen"på en computersender. En god servo vil få med seg hvert eneste % eller "step".

Fig.2

På en digitalservo har man muligheten til å legge til forhåndsprogramerte paramtre på signalet FØR microprossesoren mottar et signal. F.eks. lengden på spenningspulsen til motoren. Dette gjør det mulig å fortelle servoen at den skal legge på maksimalt med power når servohjulet bli forsøkt flyttet på, uavhengig av hvilke krefter som blir påsatt. Slike parametre blir programert inn i microprosessoren og optimalisert for servoens bruksområde.
Mens den analoge servoen sender en puls til motoren på 50 ganger pr. sekund, så jobber digitalservoen med en puls på 300. Altså mottar motoren informasjonen 6 ganger kjappere. Siden pulsen nå er kortere, pga. den høyere frekvensen, vil motoren også reagere kjappere og mer "villig". Dette gjør ikke bare at motoren reagerer kjappere på et signal, men en regulering av spenningen for akselerasjoe eller oppbremsing han bli sendt til motoren oftere. Dette gir et mindre "deadband", raskere respons og akselerasjon, økt oppløsning, bedre holdekraft og ikke minst mykere operasjon av servoen.

Det er bare en ulempe med digitalservoer, -eller to... økt strømforbruk og høyerer pris!

Strømøkningen må man passe på, spesielt ved de litt kraftigere digitale servoene. Disse drar fort 1-1,5Amp og har du flere av disse så tømmer du fort batteriet.

/Tom Erik

Tilbake