이 포스트에서는 서보 모터가 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 마이크로 컨트롤러와 인터페이스하는 방법,이 모터가 다른 모터와 차별화되는 이유를 알아 봅니다.

전자 애호가로서 우리는 많은 종류의 모터를 접했을 것입니다. 여기서는 서보 모터라고하는 특별한 유형의 모터를 살펴볼 것입니다.

서보 모터 란?

서보 모터 또는 단순히 서보는 위치, 가속도 및 속도를 정밀하게 제어하도록 설계된 특수 유형의 모터입니다. 다른 모든 유형의 모터와 달리 서보는 양방향으로 180 도만 회전 할 수 있습니다. 서보의 각도 회전을 제한하는 기계식 기어와 스토퍼가 있습니다.

일반적인 서보 모터 :

서보 모터는 로봇 공학, CCTV 카메라, RC 자동차, 보트, 장난감 항공기 등에 사용됩니다. 서보는 회전 운동을 계속할 필요가 없지만 특정 위치에 고정하거나 이동 가능한 각도 제한 내에서 제어 된 속도로 부하를 이동하는 데 사용됩니다.

서보는 다른 유형과 같은 단순한 모터가 아니라 일반 DC / AC 모터, 기어 그룹, 제어 전자 장치 및 피드백 시스템을 결합한 모듈입니다. 언급 된 각 단계를 자세히 살펴 보겠습니다.

서보 모듈에 사용되는 DC / AC 모터는 브러시리스 또는 브러시 모터가 될 수 있으며 대부분의 취미 서보에서는 DC 모터가 사용되고 AC 모터는 산업 응용 분야에 사용됩니다. 모터는 서보에 회전 입력을 제공합니다. 모터는 서보 내부에서 수백 RPM으로 회전하며 출력 회전은 RPM의 약 50 배 이상입니다.

다음 단계는 서보의 각도 회전과 속도를 제어하는 기어 어셈블리입니다. 기어는 하중이 얼마나 큰지에 따라 플라스틱 또는 금속으로 만들 수 있습니다. 일반적으로 DC 모터는 높은 RPM과 낮은 토크로 작동하며 기어 어셈블리는 초과 RPM을 토크로 변환합니다. 따라서 작은 모터가 큰 부하를 처리 할 수 있습니다.

다음 단계는 모터의 회전을 제어하기위한 MOSFET과 IC로 구성된 제어 전자 장치입니다. 피드백 시스템은 항상 액추에이터의 현재 위치를 추적하기 위해 서보 모터에 존재합니다.

서보에서 일반적으로 피드백 구성 요소는 회전 액추에이터에 직접 연결된 전위차계입니다. 전위차계는 제어 전자 장치에 공급되는 전압 분배기 역할을합니다. 이 피드백은 제어 전자 장치가 모터에 제공되는 전력량을 결정하는 데 도움이됩니다.

고정 된 위치에있는 서보 모터는 외부 힘이 방해를 받으면 현재 위치에서 움직이기를 꺼립니다. 피드백 시스템은 현재 위치를 모니터링하고 외부 방해에 대비하여 모터에 전원을 공급합니다.

위의 시나리오는 서보가 액추에이터를 움직일 때 동일합니다. 제어 시스템은 외력을 보상하고 결정된 속도로 움직입니다.

이제 서보 모터와 그 기능 메커니즘에 대해 꽤 많이 알고 있습니다. 마이크로 컨트롤러를 사용하여 서보 모터를 제어하는 방법을 살펴 보겠습니다.

서보 모터에는 2 개의 단자가있는 다른 모터와 달리 3 개의 단자가 있습니다. 2 개는 공급 용 (5V 공칭)이고 1 개는 제어 신호용입니다. 전선은 터미널을 쉽게 식별 할 수 있도록 색상이 지정되어 있습니다.

서보의 제어 신호는 50Hz 주파수에서 PWM입니다. 신호의 펄스 폭은 액추에이터 암의 위치를 결정합니다. 일반적인 취미 서보 모터는 1 ~ 2 밀리 초의 펄스 폭으로 작동합니다.

1ms 펄스 폭 제어 신호를 적용하면 액추에이터가 0도 위치에 유지됩니다. 2ms 펄스 폭 제어 신호를 적용하면 액추에이터가 180도 위치에 유지됩니다. 1-2ms 사이에 신호를 적용하면 액추에이터가 0-180도 각도 내에서 유지됩니다. 이것은 아래 이미지로 더 잘 이해할 수 있습니다.

지금 쯤이면 서보가 펄스 폭 변조 (PWM)에 의해 제어되는 방식을 이해했을 것입니다.

이제 Arduino와 서보 모터를 연결하는 방법을 알아 보겠습니다.

회로도 :

배선은 쉽고 자명합니다. 부피가 큰 서보 모터를 사용하는 경우 외부 전원 공급이 필요합니다. arduino 전원 공급 장치에서 전원을 공급하려고하면 결국 컴퓨터의 USB 포트에 과부하가 걸립니다.

기사의 시작 부분에 설명 된 것과 유사한 서보가있는 경우 작성자의 프로토 타입에도 표시된 arduino 5V 전원에서 전원을 공급할 수 있습니다.

저자의 프로토 타입 :

Arduino는이를 처리하기 위해 서보 라이브러리가 필요하며 작업이 쉬워졌으며 이미 Arduino IDE에 있습니다.

프로그램:

//--------Program developed by R.Girish--------// #include Servo motor int pos = 0 int t=10 void setup() { motor.attach(7) } void loop() { A: pos=pos+1 motor.write(pos) delay(t) if(pos==180) { goto B} goto A B: pos=pos-1 motor.write(pos) delay(t) if(pos==0) { goto A} goto B } //--------Program developed by R.Girish--------//