Drehmoment und Drehzahl - die wichtigsten Parameter für den Servoantrieb
Geometrische Abmessungen, Leergewicht, Betriebsbereich, Versorgungsspannung und Ansteuerungsmethoden sind alles Parameter, die bei der Auswahl eines Mikroservos ebenfalls berücksichtigt werden müssen. So wie bei den größeren Äquivalenten wird das Endergebnis durch das Drehmoment und die Geschwindigkeit des Servos bestimmt. Das Drehmoment beschreibt, wie viel Masse der Servo über einen Arm einer bestimmten Länge bewegen kann - dieser Arm ist in der Regel ein Stößel, der mit einem Ende am Servoarm und mit dem anderen Ende an einem vom Servo gesteuerten Objekt befestigt ist. Die Geschwindigkeit des Servos wird üblicherweise als die Zeit definiert, die benötigt wird, um eine 60°-Drehung der Achse mit dem Umlaufkörper zu vollenden. Dies ist der Standard, der von allen Herstellern verwendet wird - trotzdem sollten Sie die Spezifikationen des Servos überprüfen, bevor Sie es kaufen! Wenn Sie ein Neuling in der Robotik sind und ein Servo benötigen, um z.B. die Höhe eines kleinen ferngesteuerten Flugzeugs mit einer Spannweite von weniger als 1 m zu steuern, dann ist ein Servo mit einer Drehgeschwindigkeit von 0,17 s/60° optimal. Für die Heckrotorsteuerung eines ferngesteuerten Hubschraubers ist dagegen ein Servo mit 0,05 s/60° erforderlich, um dem Drehmoment des Hauptrotors sofort entgegenzuwirken.
Wie steuere ich das Servo vom Arduino aus?
Die Ansteuerung des Servos direkt über den Arduino ist einfach aufgebaut. Es ist am besten, den Servo über ein spezielles Overlay an den Arduino anzuschließen, da die Stromkapazität der GPIO-Ausgänge des Arduino möglicherweise nicht für die Hardwareanforderungen des Servos ausreicht - der maximale Betriebsstrom von einem einzelnen Arduino-Ausgang beträgt 40 mA. Servos, deren Stromaufnahme die Stromkapazität der Arduino-Ausgänge nicht überschreitet, können direkt angeschlossen werden. In diesem Fall sollte das schwarze Servokabel mit der GND-Leitung, das rote Kabel mit der Versorgungsspannungsleitung (+5 V) und das gelbe Kabel mit einer der Leitungen verbunden werden, die ein Zwei-Zustands-Signal am Ausgang liefern. Sie können auch die rote Leitung an einen Pin anschließen, der als digitaler Ausgang auf einen logischen High-Status eingestellt ist, und die schwarze Leitung an einen digitalen Ausgang, der auf einen Low-Status eingestellt ist. Wenn Sie ein Servo verwenden, dessen Stromverbrauch die Leistungsfähigkeit des Arduino übersteigt, verwenden Sie eine externe Batterie oder Stromversorgung, wobei der Masseanschluss der externen Spannungsquelle für einen ordnungsgemäßen und sicheren Betrieb mit der GND-Leitung des Arduino verbunden werden muss. Eine andere Methode zur Steuerung der Servos besteht darin, eine spezielle "Servo-Bibliothek" in den Programmcode des Arduino-Compilers zu laden. Diese Bibliothek ermöglicht eine komplexe Servosteuerung. Wenn Sie eine große Anzahl von Servos ansteuern wollen, sollten Sie sich für einen externen Controller und eine unabhängige Stromversorgung mit einer Ausgangsspannung im Bereich von 4,8 V bis 6,0 V entscheiden.
