Modellbauservo Funktionsweise

Eine Zusammenfassung über die Funktionsweise, den Aufbau und die Ansteuerung von Modellbauservos


Positionsregelung

Ein Servo ist ein winkelgeregelter bzw. positionsgeregelter Aktuator. Das bedeutet, dass er anhand seines Eingagnssignals eine bestimmte Winkelposition anfährt und diese hält. So ist es möglich, verschiedene Positionen anzufahren, ohne dass man die Drehbewegung des Modellbauservos erfassen und im richtigen Moment stoppen muss. Der Modellbauservo stoppt die Drehung und hält die Position selbstständig.

Servo Signal

Ein Modellbauservo wird mit einem Pulsweiten modullierten Signal (PWM) angesteuert. Die Information über den Winkel ist in der Länge der Pulse enthalten. Der zeitliche Abstend zwischen zwei positiven Pulsflanken bleibt dabei unverändert. In der Animation sieht man, wie die Pulsweite den Winkel beeinflusst. Servoansteuerung

Servosignalparameter

Die Zeiten "t periode" und "t on" bestimmen den Servowinkel. In der untenstehenden Tabelle stehen die Parameter die von einem Standard-Modellbauempfänger ausgegeben werden. Mit diesen Parametern ist ein Servo aber noch nicht vollständig ausgesteuert. Generiert man die Signale selber kann man noch mehr Drehwinkel aus dem Servo herausholen. Die maximalen Werte müssen für jeden Servotyp experimentell bestimmt werden. Man tut dies, indem man ein PWM-Signal generiert das den Servo knapp an den mechanischen Endanschlag stossen lässt. Mit einem Oszilloskop können dann die PWM-Parameter abgelesen werden. In der untenstehenden Tabelle stehen die Werte für den Servo #### von ####.

t periode

t on min

t on max

Standard RC-Empfänger

20ms

1ms

2ms

Servo Futaba S3003 Aussteuerungsbereich

20ms

0.58ms

2.4ms


Aufbau eines Modellbauservos

Servo Aufbau
Servo Getriebe


Modellbauservo Blockschaltbild

Der aufbau eines Modellbauservos hat die Funktion eines elektromechanischen Regelkreises. Anhand des folgenden Blockschemas kann die Funktionsweise erklärt werden.
Servo Blockschaltbild

- Das PWM- Eingagnssignal wird in eine Gleichspannung gewandelt und vom Vergleicher mit der Spanung verglichen, die das Endpotentiometer liefert.

- Stimmen die Werte überein, ist die Servoposition korrekt und der Servo hält den Winkel. Stimmen die Werte nicht überein, setzt der Vergleicher über den Verstärker den Motor in Gang.

- Der Motor treibt das Getriebe an, dessen Endachse mit dem Potentiometer verbunden ist.

- Die Endachse dreht sich und mit ihr das Potentiometer.

- Sobld die rückgeführte Potetiometerspannung mit dem PWM-Signal übereinstimmt, ist der korrekte Winkel erreicht und wird vom Servo automatisch gehalten.