サーボ (サーボ機構) は、負帰還機構を使用して電気を精密な制御された動きに変換する電磁装置です。
サーボは、その種類に応じて直線運動または円運動を生成するために使用できます。一般的なサーボの構成には、DC モーター、歯車列、ポテンショメータ、集積回路 (IC)、および出力シャフトが含まれます。希望のサーボ位置が入力され、コード化された信号として IC に送られます。IC はモーターの走行を指示し、ポテンショメータからの信号によって希望の位置に到達したというフィードバックが提供され、IC がモーターを停止するまで、速度と希望の移動方向を設定するギアを介してモーターのエネルギーを駆動します。
ポテンショメータは、制御面に作用する外部の力による補正を可能にしながら、現在の位置を中継することで制御された動作を可能にします。制御面が移動すると、ポテンショメータが位置の信号を提供し、正しい位置が回復されるまで、IC が必要なモータの動きを信号で伝えます。
サーボとマルチギア電気モーターを組み合わせて組織化し、ロボット、車両、製造、ワイヤレスセンサーおよびアクチュエーターネットワークなどのさまざまなタイプのシステムでより複雑なタスクを実行できます。
サーボはどのように動作しますか?
サーボには筐体から3本のワイヤーが伸びています（左の写真を参照）。
これらのワイヤはそれぞれ特定の目的を果たします。これら 3 本のワイヤは、制御、電源、およびアース用です。
制御ワイヤは電気パルスを供給する役割を果たします。モーターはパルスの指令に従って適切な方向に回転します。
モーターが回転すると、ポテンショメータの抵抗が変化し、最終的には制御回路が動きの量と方向を調整できるようになります。シャフトが所望の位置にあるとき、供給電力が遮断されます。
電源線はサーボの動作に必要な電力を供給し、アース線は主電流から独立した接続経路を提供します。これによりショックを防ぐことができますが、サーボを動作させるためには必要ありません。
デジタルRCサーボの解説
デジタル サーボデジタル RC サーボは、サーボ モーターにパルス信号を送信する別の方法を備えています。
アナログ サーボが 1 秒あたり 50 パルスの一定の電圧を送信するように設計されている場合、デジタル RC サーボは 1 秒あたり最大 300 パルスを送信できます。
この高速パルス信号により、モーターの速度が大幅に増加し、トルクがより一定になります。不感帯の量が減少します。
その結果、デジタルサーボを使用すると、RC コンポーネントの応答が速くなり、加速が速くなります。
また、不感帯が少なくなるため、トルクの保持能力も向上します。デジタルサーボによる操作では、即時の操作感を体感できます。
事例シナリオをご紹介します。デジタルおよびアナログのサーボを受信機にリンクするとします。
アナログ サーボ ホイールを中心からずらして回すと、しばらくしてからサーボ ホイールが応答して抵抗することがわかり、遅延が顕著になります。
しかし、デジタルサーボのホイールを中心から外して回すと、ホイールとシャフトが非常に素早くスムーズに反応して、設定した位置を保持しているように感じられます。
アナログRCサーボの解説
アナログRCサーボモーターは標準タイプのサーボです。
パルスのオンとオフを送信するだけでモーターの速度を調整します。
通常、パルス電圧は 4.8 ～ 6.0 ボルトの範囲にあり、その間は一定です。アナログは毎秒 50 パルスを受信し、停止時には電圧は送信されません。
「オン」パルスがサーボに送信される時間が長ければ長いほど、モーターの回転が速くなり、生成されるトルクも高くなります。アナログ サーボの大きな欠点の 1 つは、小さなコマンドへの反応が遅れることです。
モーターが十分に速く回転しません。さらに、鈍いトルクも発生します。この状況を「デッドバンド」と呼びます。
投稿時間: 2022 年 6 月 1 日