Wissenswertes; Servos - Faller 180725 Bedienungsanleitung

Wissenswertes

8. Wissenswertes
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Servos

Was ist ein Servo?
Ein Servo ist ein Gerät, das Steuerbefehle in mechanische Bewegungen
umsetzen kann.
Typen
Im Modellbau spricht man von Analog- und Digitalservos. Bei einem Ana-
logservo ist die Elektronik analog aufgebaut. Bei einem Digitalservo wird die
Motorposition digital erfasst und durch eine geeignete Rechnerschaltung mit
einem Sollwert verglichen. Digitalservos haben eine höhere Winkelauflösung
und die Servoposition wird schneller und präziser geregelt. Digitalservos las-
sen sich häufig auch umprogrammieren, wodurch sich, je nach Servomodell,
die Geschwindigkeit, der Überlastschutz und ähnliches an die Anwendung
anpassen lassen. Allerdings sind bei Digitalservos der Bedarf an Hilfsenergie
und auch der Preis höher als bei Analogservos.
Aufbau
Ein Servo besteht aus einer Antriebseinheit und einer Ansteuerungseinheit,
wie zum Beispiel ein Elektromotor mit Steuerelektronik. Der Motor muss
sich in beide Richtungen drehen können und die aktuelle Drehposition des
Motors muss bestimmt werden können. Der elektrische Anschluss eines Ser-
vos erfolgt über drei Leitungen. Zwei für die Betriebsspannung ("Plus" und
"Minus") und eine für den Impuls ("Sollwert").
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ANLAGENBAU
Funktionsweise
Servos – insbesondere Modellbau-Servos – werden über Pulsweitenmodu-
lation angesprochen. Die Pulsweitenmodulation wird bei Servos auch Puls-
Pausen-Modulation genannt. Die Pulsbreite stellt dabei den Sollwert dar.
Dieser Wert wird zyklisch, bei den meisten Servos alle 20 ms, wiederholt
und muss sich zwischen 1 ms (ganz links) bis 2 ms (ganz rechts) befinden.
Die Auflösung sowie die genauen Zeitwerte sind jedoch meist von Servo zu
Servo unterschiedlich. Manche Servos – vor allem Digitalservos – erlauben
auch einen Betrieb außerhalb des 1 ms bis 2 ms Bereichs. Dann lassen sich
ausnahmsweise Winkeländerungen bis etwa 180 Grad erzielen.
Zum genauen Erfassen der Motorposition ist jeder Servo mit einer Messein-
richtung versehen, welche die aktuelle Position des Motors bestimmt, z. B.
den zurückgelegten Drehwinkel bezüglich einer Anfangsposition. Diese Mes-
sung erfolgt über einen Drehgeber, z. B. über einen Resolver, einen Inkre-
mentalgeber oder einen Absolutwertgeber.
Eine elektronische Regelung vergleicht das Signal des Drehgebers mit dem
vorgegebenen Sollwert. Liegt eine Abweichung vor, so wird der Motor in
diejenige Richtung gedreht, die einen geringeren Verfahrweg zum Sollwert
sicherstellt. Dies führt dazu, dass sich die Abweichung verringert. Die Pro-
zedur wiederholt sich solange, bis der aktuelle Wert inkrementell oder via
Approximation innerhalb der Toleranzgrenzen des Sollwerts liegt. Diese Posi-
tionsregelung ist der einfachste Fall. Alternativ können über dieses Prinzip
auch Drehmoment und Geschwindigkeit geregelt werden. Dadurch sind
zum Beispiel gleichmäßige Fahrprofile bei schwankenden Lasten möglich.
ANLAGENBAU
TIPP
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