Giới thiệu động cơ DC servo motor Động cơ DC cùng với cơ chế servo hệ thống điều khiển vòng kín hoạt động như một động cơ servo về cơ bản được sử dụng làm bộ chuyển đổi cơ khí trong
ĐỘNG CƠ DC SERVO MOTOR
Giới thiệu động cơ DC servo motor
Động cơ DC cùng với cơ chế servo (hệ thống điều khiển vòng kín) hoạt động như một động cơ servo về cơ bản được sử dụng làm bộ chuyển đổi cơ khí trong ngành tự động hóa Không giống như các động cơ thông thường khác Trục quay của động cơ servo có thể được di chuyển đến một góc, một vị trí và một vận tốc cụ thể Động cơ servo sẽ sử dụng một motor kết hợp với cảm biến để hồi tiếp lại vị trí Trong đó, mạch điều khiển là bộ phận quan trọng nhất của động cơ servo
Thông thường khi phân loại động cơ servo, chúng ta sẽ chia làm hai loại dựa trên ứng dụng của nó là: AC servo motor và DC servo motor Tuy nhiên cách phân loại trên chưa rõ ràng và khó hiểu cho các bạn lần đầu tìm hiểu về động cơ này Do đó tôi sẽ phân loại theo một cách khác Đó là dựa vào ba yếu tố chính là:
- Dòng điện mà chúng sử dụng: có AC và DC
- Động cơ có sử dụng chổi than hay không
- Động cơ đồng bộ hay bất đồng bộ Động cơ servo DC cũng có tất cả các tính năng của một servo bình thường nhưng sử dụng dòng một chiều và được sử dụng trong các ngành công nghiệp và tự động hóa.
Cấu tạo động cơ DC servo motor
Rotor và Stator: giống như hầu hết các loại motor, DC servo motor có hai thành phần chính là rotor (phần quay) và stator (phần tĩnh)
- Stator : chỉ phần đứng yên không chuyển động của một hệ thống máy quay Stator được cấu tạo từ 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn Ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy được làm bằng gang
• Phần lõi thép stato có dạng hình trụ với các lá thép kỹ thuật điện có dập rãnh bên trong, sau đó ghép lại tạo thành các rãnh theo hướng trục Phần lõi thép này được ép vào phía bên trong vỏ máy
• Bộ phận dây quấn stato có thể là dây thép hoặc nhôm, nhưng vì để giảm thiểu thiệt hại trong động cơ mà hiện nay, hầu hết các nhà sản xuất thường sử dụng dây đồng được đặt trong các rãnh của lõi thép có bọc cách điện
- Rotor: để chỉ phần chuyển động, phần động, phần quay của máy như trong động cơ điện hay máy phát điện, là phần ngược lại của stator Rotor bao gồm hai bộ phận chính là:
• Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện giống stato, các lá thép này lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stator Mặt ngoài có xẻ rãnh đặt dây quấn rotor Ở giữa có lỗ để gắn với trục máy Trục máy được gắn với lõi thép rôto và làm bằng thép tốt
• Rotor dây quấn: được đặt trong lõi thép rotor, có dây quấn giống như dây quấn stato Trong máy điện công suất trung bình trở lên, dây quấn rôto thường
4 là kiểu dây quấn sóng hai lớp vì bớt được dây đầu nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn rotor gồm ba bộ dây, đặt lệch nhau 120 độ điện, đấu hình sao, ba đầu ngõ ra được nối với ba vành trượt bằng đồng Ba vành trượt này được cách điện với nhau và với trục Tỳ trên ba vành trượt là ba chổi than để nối mạch điện với điện trở bên ngoài (điện trở này có thể là điện trở mở máy hoặc điện trở điều chỉnh tốc độ)
Trục: Thường là một trục tích hợp được gia công như một phần của rotor Được hỗ trợ bởi ống lót hoặc vòng bi Trục của động cơ DC servo motor thường có đặc tính linh hoạt và có thể được tích hợp với các loại khớp nối khác nhau để kết nối với các thiết bị ngoại vi hoặc máy móc khác Các loại vật liệu phổ biến được sử dụng để chế tạo trục động cơ servo bao gồm: thép, nhôm, titan,… Lựa chọn vật liệu cho trục của động cơ DC servo motor thường phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, bao gồm môi trường làm việc, tải trọng, độ chính xác, và các yếu tố kỹ thuật khác
Chổi than: Đây là một thành phần quan trọng của động cơ DC có chổi than Chúng là nguyên liệu tiếp xúc với cực nam châm của rotor, giúp truyền dòng điện từ nguồn ngoại vào cuộn dây của rotor Chổi than tạo ra liên kết điện từ cực nam châm đến rotor, tạo ra từ trường cần thiết để động cơ quay
Chổi than được thiết kế dạng hình bàn chải, được cấu tạo từ than đá gồm có thành phần chính là carbon và một số hợp chất khác (như đồng hoặc niken), Chổi than cung cấp điện tải cho cổ góp thông qua lò xo Bên trong chổi than chứa 1 dây dẫn điện kèm 1 đầu sẽ được gắn keo (hoặc sử dụng chốt) đặt bên trong có độ dài khoảng 3 - 5 mm
Trong khi, bên ngoài chổi than là tấm than sẽ được đánh dấu để người dùng nhận biết được độ mòn cũng như thời điểm cần phải thay chổi than mới
• Ưu điểm: Giá thành thấp, dễ bảo trì và dễ sửa chữa Đây là một giải pháp phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu một động cơ vận hành ổn định với tải nhẹ và trung bình
• Nhược điểm: Thuật ngữ "bị mòn chổi than" có thể xảy ra, đòi hỏi bảo dưỡng định kỳ, và có thể làm giảm tuổi thọ và hiệu suất của động cơ sau một thời gian sử dụng
Cấu tạo của cuộn cảm là những vòng dây được quấn lại với nhau theo nhiều vòng Loại dây quấn sẽ được đơn emay cách điện cực tốt Ngoài ra, cấu tạo cuộn cảm còn có phần lõi dây được làm từ nhiều vật liệu khác nhau: không khí, vật liệu dẫn từ như Ferrite, lõi thép…
Bộ điều khiển (Control Unit): Điều khiển là một phần quan trọng của servo motor Nó nhận tín hiệu điều khiển và thông tin phản hồi từ cảm biến (như encoder) để điều chỉnh dòng điện đưa vào motor, điều chỉnh vị trí hoặc góc quay theo yêu cầu
Nguyên lí hoạt động
Động cơ DC servo là một loại động cơ DC, vận hành dựa trên nguyên lý của từ trường điện từ Điều khiển dòng điện đưa từ nguồn điện vào cuộn dây của rotor tạo ra từ trường Nguyên lý hoạt động chính của động cơ DC servo có thể được mô tả như sau:
DC servo motor sử dụng nguyên tắc cơ bản của điện từ: khi một dòng điện chảy qua dây dẫn, nó tạo ra một trường từ quanh nó
- Cấu Trúc Cơ Bản của Motor:
DC servo motor bao gồm một rotor (phần quay) và một stator (phần tĩnh)
Rotor thường có một nam châm cố định, trong khi stator chứa các cuộn dây để tạo ra trường từ
Khi dòng điện chảy qua cuộn dây trong stator, nó tạo ra một trường từ tác động lên rotor
Tương tác giữa trường từ này và nam châm cố định trong rotor tạo ra một lực, làm cho rotor quay
- Commutator và Điện Áp Đối Xứng: Để giữ cho rotor quay một chiều, DC servo motor thường sử dụng một cấu trúc gọi là commutator
Commutator là một bộ chuyển đổi quay, đảo chiều dòng điện qua cuộn dây để duy trì hướng quay của rotor
- Hệ Thống Phản Hồi (Feedback System):
Hầu hết các hệ thống DC servo motor sử dụng các cảm biến phản hồi như encoder để liên tục đo đạc vị trí hoặc tốc độ của rotor
Thông tin phản hồi này được sử dụng để điều chỉnh dòng điện đầu vào và duy trì vị trí hoặc tốc độ mong muốn
- Kiểm Soát Hồi Đóng (Closed-Loop Control):
DC servo motor thường được kết hợp với một hệ thống kiểm soát hồi đóng
Bộ điều khiển so sánh dữ liệu phản hồi với giá trị đặt trước và điều chỉnh dòng điện đầu vào để duy trì vị trí hoặc tốc độ mong muốn
- Kiểm Soát PID (Proportional-Integral-Derivative):
Hệ thống kiểm soát thường sử dụng kiểm soát PID để điều chỉnh dòng điện đầu vào dựa trên sai số giữa giá trị mong muốn và giá trị thực tế
- Đáp Ứng Động và Tính Chính Xác:
DC servo motor nổi tiếng với khả năng đáp ứng động nhanh và tính chính xác trong việc duy trì vị trí hoặc tốc độ
Tóm lại, động cơ DC servo hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản của tương tác từ trường giữa rotor và stator để tạo ra chuyển động quay, và sử dụng hệ thống kiểm soát hồi đóng để điều khiển điện tử để đáp ứng yêu cầu vị trí và tốc độ cụ thể.
Phân loại động cơ DC servo motor
Dựa trên cấu trúc cơ bản
- Động cơ DC servo có chổi than:
Chổi than: Đây là một thành phần quan trọng của động cơ DC có chổi than Chúng là nguyên liệu tiếp xúc với cực nam châm của rotor, giúp truyền dòng điện từ nguồn ngoại vào cuộn dây của rotor Chổi than tạo ra liên kết điện từ cực nam châm đến rotor, tạo ra từ trường cần thiết để động cơ quay Ưu điểm: Giá thành thấp, dễ bảo trì và dễ sửa chữa Đây là một giải pháp phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu một động cơ vận hành ổn định với tải nhẹ và trung bình
Nhược điểm: Thuật ngữ "bị mòn chổi than" có thể xảy ra, đòi hỏi bảo dưỡng định kỳ, và có thể làm giảm tuổi thọ và hiệu suất của động cơ sau một thời gian sử dụng
- Động cơ DC servo không có chổi than (Brushless DC - BLDC):
Không có chổi than: Động cơ DC servo không có chổi than thay thế chúng bằng việc sử dụng vi mạch điều khiển để điều chỉnh dòng điện vào rotor, thường thông qua cảm biến vị trí Ưu điểm: Không có chổi than, do đó không có hao mòn chổi than, giúp động cơ BLDC có tuổi thọ cao hơn và ít cần bảo dưỡng Hiệu suất cao hơn và đáng tin cậy hơn, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và hoạt động liên tục
Nhược điểm: Chi phí khởi điểm có thể cao hơn và cần các vi mạch điều khiển phức tạp hơn để hoạt động
Lựa chọn giữa động cơ DC servo có chổi than và không có chổi than phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, bao gồm độ chính xác, tuổi thọ, hiệu suất, và ngân sách
Dựa trên phản hồi Động cơ DC có phản hồi vị trí (Positional Feedback DC servo motor): sử dụng cảm biến góc, bộ mã hóa hoặc cảm biến khác để cung cấp thông tin về vị trí của rotor Động cơ DC có phản hồi tốc độ (Velocity Feedback DC servo motor): theo dõi tốc độ quay của rotor thông qua cảm biến và cung cấp phản hồi về tốc độ cho hệ thống điều khiển
Dựa trên công suất và kích thước
Mini DC Servo Motor: loại động cơ servo DC nhỏ gọn, thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu công suất nhỏ và không gian hạn chế
DC Servo Motor công suất lớn: được thiết kế cho công suất cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và máy móc lớn
Dựa trên ứng dụng Động cơ DC Servo Motor chuyên dụng: có thể được tối ưu hóa cho mục đích cụ thể như robot công nghiệp, máy in 3D, máy CNC, các hệ thống điều khiển chính xác, vv Động cơ DC Servo Motor tổng quát: sử dụng trong một loạt các ứng dụng từ các máy móc nhỏ đến các ứng dụng công nghiệp lớn
5 Ứng dụng của động cơ DC servo motor Động cơ DC servo được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau do tính linh hoạt và khả năng điều khiển chính xác của chúng Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của động cơ DC servo:
Robotics: Động cơ DC servo được sử dụng trong robot công nghiệp và robot dịch vụ để điều khiển các cơ cấu chuyển động như cánh tay, khớp và các phần di chuyển khác Tính chính xác và độ tin cậy khiến chúng lý tưởng cho các ứng dụng robot tự động
Máy CNC (Computer Numerical Control): Động cơ DC servo được sử dụng trong các trục di chuyển của máy CNC, giúp điều khiển vị trí, tốc độ và độ chính xác trong quá trình gia công kim loại hoặc gỗ
Thiết bị y tế: Trong thiết bị y tế như máy quét MRI, máy cắt X-ray hoặc thiết bị y tế điều trị, động cơ DC servo được sử dụng để điều khiển các chuyển động quan trọng và đòi hỏi độ chính xác cao
Tự động hóa công nghiệp: Trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp như cổng tự động, máy in, máy cắt, các dây chuyền sản xuất, động cơ DC servo được sử dụng để điều khiển các chuyển động chính xác và tốc độ.
ĐỘNG CƠ SERVO TOWERPRO SG90
Giới thiệu về động cơ servo Towerpro SG90
Động cơ servo rất cần thiết trong robot và điện tử, cung cấp khả năng điều khiển và tự động hóa chính xác Chúng bổ sung chuyển động vào các ứng dụng đa dạng, từ cánh tay robot nhẹ nhàng đến robot đi bộ thực tế và máy bay không người lái bay cao Trong chế tạo robot, động cơ servo hoạt động như các cơ cơ khí, đảm bảo thực hiện trơn tru các nhiệm vụ phức tạp Bằng cách chuyển đổi tín hiệu điện, chúng đảm bảo chuyển động chính xác Mức độ kiểm soát này rất quan trọng trong các nhiệm vụ mà độ tin cậy và độ chính xác là rất quan trọng
Tuy nhiên, động cơ servo vượt ra ngoài lĩnh vực robot và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử Khả năng đặc biệt của chúng trong việc cung cấp khả năng kiểm soát liền mạch và chính xác khiến chúng trở nên vô giá đối với các ứng dụng khác nhau Từ việc ổn định các thiết bị chống rung của máy ảnh cho đến điều khiển phương tiện được điều khiển từ xa, động cơ servo vượt trội trong việc mang lại những chuyển động mượt mà và chính xác Độ chính xác vượt trội của chúng trong việc duy trì vị trí và đi theo các đường dẫn cụ thể đảm bảo tính không thể thiếu của chúng trong nhiều dự án điện tử
15 Động cơ servo, với tính linh hoạt và độ chính xác của chúng, đã tạo ra một cuộc cách mạng trong các ngành công nghiệp, trao quyền cho các nhà phát minh, kỹ sư cũng như những người có sở thích Những động cơ này mở ra nhiều khả năng, tạo ra các giải pháp đổi mới và đẩy lùi giới hạn của những gì có thể đạt được Cho dù trong lĩnh vực robot, điện tử hay các lĩnh vực khác, động cơ servo đóng vai trò là động lực đằng sau các chuyển động chính xác định và định hình công nghệ hiện đại Tác động của chúng là sâu sắc, thúc đẩy những tiến bộ và định hình tương lai của các ngành công nghiệp khác nhau.
Tìm hiểu về động cơ servo Towerpro SG90
Thiết bị nhỏ này giống như bộ não đằng sau những chuyển động chính xác trong robot và điện tử Đó là một động cơ nhỏ gọn có thể quay trong một phạm vi cụ thể, cho phép điều khiển vị trí của nó với độ chính xác cao Động cơ servo SG90 hoạt động bằng cách nhận tín hiệu, thường là từ bộ vi điều khiển như Arduino, tín hiệu này cho biết khoảng cách cần rẽ và hướng nào Tất cả chỉ là gửi đi những tín hiệu phù hợp để khiến nó di chuyển theo cách mình muốn
2.1 Thông số kỹ thuật của động cơ servo SG90
Bây giờ chúng ta hãy khám phá mô tả đơn giản và dễ hiểu về động cơ servo SG90, đi sâu vào mô tả và thông số kỹ thuật của nó Trọng tâm chính của động cơ nhỏ bé này là điều khiển các chuyển động vì nó phản ứng với các tín hiệu điện để hoạt động Đáng chú ý, nó cho phép xoay trong một phạm vi góc cụ thể, cho phép bạn kiểm soát tỉ mỉ vị trí chính xác của nó Hơn nữa, động cơ này được thiết kế tỉ mỉ để có trọng lượng nhẹ và nhỏ gọn, đảm bảo tích hợp liền mạch ngay cả trong không gian hạn chế cho dự án của bạn
Mô-men xoắn vừa phải của động cơ SG90 cho phép nó xử lý các công việc đòi hỏi lực vừa phải một cách hiệu quả Thông thường hoạt động ở mức 4,8V đến 6V, động cơ SG90 đạt tốc độ hoạt động khoảng 0,12 giây trên mỗi góc quay 60 độ Tóm lại, động cơ servo siêu nhỏ TowerPro SG90 là một bộ phận đáng tin cậy và có khả năng thích ứng, nâng cao độ chính xác và khả năng kiểm soát trong các dự án robot và điện tử
2.2 Nguyên lý làm việc của động cơ servo Động cơ servo đóng vai trò là động lực thúc đẩy các chuyển động chính xác trong máy móc Hoạt động của họ xoay quanh một nguyên tắc đơn giản Trong động cơ, gồm có một
17 động cơ DC nhỏ, bánh răng và mạch điều khiển Mạch điều khiển nhận tín hiệu từ bộ điều khiển, chẳng hạn như bộ vi điều khiển hoặc máy tính, hướng dẫn động cơ chuyển động theo ý định của nó Động cơ sau đó sử dụng các tín hiệu này để quay đến một góc cụ thể Động cơ servo có một thứ gọi là cơ chế phản hồi, thường ở dạng chiết áp, có chức năng cảm nhận vị trí của động cơ Nó liên tục gửi tín hiệu trở lại mạch điều khiển, cho biết động cơ đã đạt đến góc mong muốn hay chưa Vòng phản hồi này cho phép điều khiển chính xác và đảm bảo động cơ luôn ở đúng vị trí Vì vậy, cho dù muốn cánh tay robot di chuyển đến một vị trí cụ thể hay gimbal máy ảnh tự ổn định, động cơ servo đều sử dụng nguyên lý làm việc này để thực hiện điều đó với độ chính xác và độ tin cậy
2.3 Cách đi dây và kết nối
Bắt đầu bằng cách xác định ba dây dẫn ra từ động cơ: màu đỏ cho nguồn điện, màu nâu cho dây nối đất và màu cam hoặc màu vàng cho tín hiệu điều khiển Khi liên kết động cơ với bộ vi điều khiển hoặc mạch điều khiển, hãy đảm bảo khớp dây chính xác Dây điện lỏng hoặc không đúng sẽ gây nguy hiểm cho hiệu suất đáng tin cậy và thậm chí có thể gây hại cho động cơ
2.4 Tín hiệu PLC: Ý nghĩa và cách sử dụng hiệu quả
Khi làm việc với động cơ servo siêu nhỏ SG90, hiểu được tầm quan trọng của tín hiệu điều khiển từ xa và sử dụng chúng một cách hiệu quả là điều quan trọng PWM là viết tắt của điều chế độ rộng xung và đây là một kỹ thuật được sử dụng để điều khiển chuyển động của động cơ Tín hiệu điều khiển từ xa về cơ bản là tín hiệu bật tắt nhanh chóng tạo ra điện áp hoặc mức dòng điện trung bình Trong trường hợp động cơ servo SG90, thời lượng bật của tín hiệu điều khiển từ xa sẽ xác định vị trí hoặc góc của động cơ
Bằng cách điều chỉnh độ rộng hoặc thời lượng của xung, ta có khả năng điều khiển chuyển động quay của động cơ trong phạm vi được chỉ định Để sử dụng hiệu quả các tín hiệu PWM, cần phải có một bộ vi điều khiển hoặc mạch điều khiển có thể tạo ra các tín hiệu đó Để đạt được khả năng điều khiển chính xác đối với động cơ servo SG90, ta có thể lập trình bộ vi điều khiển hoặc sử dụng các thư viện động cơ servo Điều quan trọng là phải hiểu các giá trị độ rộng xung cho các vị trí mong muốn và thực hiện các điều chỉnh thích hợp trong mã để đảm bảo chuyển động chính xác.
Ứng dụng của động cơ servo TowerPro SG90
Động cơ servo SG90 đã được đưa vào vô số ứng dụng thú vị Trong thế giới robot, động cơ này đóng vai trò quan trọng trong việc đưa máy móc vào cuộc sống Nó có thể được sử dụng trong các cánh tay robot để bắt chước các chuyển động giống con người, khiến nó trở nên hoàn hảo cho các nhiệm vụ đòi hỏi chuyển động chính xác và có kiểm soát, chẳng hạn như nhặt và đặt đồ vật Nó cho phép điều khiển chính xác trên ô tô, máy bay và thuyền RC, cho phép điều khiển nhạy và mượt mà
Có thể tích hợp động cơ servo TowerPro SG90 vào hệ thống tự động hóa gia đình để điều khiển rèm cửa và cửa ra vào hoặc thậm chí tạo ra máng ăn tự động cho thú cưng Đây cũng
20 là một lựa chọn phổ biến cho gimbals máy ảnh, đảm bảo cảnh quay ổn định và ổn định trong khi ghi lại cuộc phiêu lưu của bạn Động cơ này cung cấp năng lượng cho các hệ thống tự động hóa trong công nghiệp, điều khiển băng tải và cho phép gia công chính xác Tính linh hoạt và độ tin cậy của nó khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho những người có sở thích, nhà sản xuất và chuyên gia trong nhiều lĩnh vực khác nhau
3.1 Động cơ servo SG90 trong Robotics
Trong lĩnh vực chế tạo robot, động cơ servo SG90 rất cần thiết để tạo hoạt ảnh cho các sáng tạo robot, đặc biệt là trong cơ chế cánh tay robot Bằng cách sử dụng động cơ servo SG90, những cánh tay robot này có thể đạt được các chuyển động chính xác, bắt chước các cử chỉ giống con người và cho phép chúng nắm bắt đồ vật và thực hiện nhiệm vụ Một ứng dụng khác nằm ở robot biết đi, dựa vào động cơ để điều khiển chuyển động của chân để đi lại, duy trì thăng bằng và điều hướng xung quanh
Hơn nữa, các robot hình người, được thiết kế giống con người, cũng được hưởng lợi từ động cơ servo TowerPro SG90 Động cơ này cho phép robot đi lại, cử chỉ và tương tác, nâng cao khả năng sống động như thật của chúng Độ chính xác và tính linh hoạt của nó khiến nó trở nên cần thiết để tạo ra các ứng dụng robot chính xác và linh hoạt
3.2 Vai trò của động cơ servo SG90 trong xe RC
Khám phá vai trò quan trọng của động cơ servo SG90 trong các phương tiện RC như ô tô, máy bay và thuyền Trong hệ thống lái, động cơ này sẽ quay bánh trước một cách thành thạo, chuyển các lệnh của bộ điều khiển thành các chuyển động chính xác Sự phối hợp liền mạch này cho phép điều hướng chính xác, cho dù thực hiện các khúc cua gấp hay duy trì đường đi ổn định
Tương tự, trong máy bay RC , động cơ điều khiển chuyển động của cánh hoa thị, thang máy hoặc bánh lái, cho phép bạn đạt được chuyến bay suôn sẻ và có kiểm soát Động cơ servo Tower Pro SG90 điều chỉnh hệ thống lái của thuyền RC, cung cấp khả năng kiểm soát chính xác hướng của chúng Dù là đua xe hay đi du lịch, động cơ đều đảm bảo phản hồi chính xác, nâng cao trải nghiệm điều khiển từ xa của bạn
3.3 Sử dụng Động cơ servo TowerPro SG90 trong các dự án DIY Động cơ servo Tower Pro SG90 không chỉ dành cho các dự án phức tạp mà còn được sử dụng rất nhiều trong các nỗ lực DIY khác nhau Một ứng dụng thú vị là trong các hệ thống tự động hóa gia đình, nơi có thể dễ dàng điều khiển rèm hoặc cửa ra vào Bằng cách kết
22 hợp động cơ servo SG90, có thể tự động hóa các tác vụ này một cách chính xác và dễ dàng Với việc lập trình, động cơ sẽ mở và đóng rèm hoặc mở khóa và khóa cửa
Một ứng dụng hấp dẫn khác của động cơ servo SG90 là tính năng ổn định gimbal trong máy ảnh Khi máy ảnh được gắn trên gimbal với động cơ servo TowerPro SG90, hiện tượng rung lắc không mong muốn sẽ được loại bỏ Động cơ giữ cho máy ảnh ổn định và cân bằng, cung cấp cảnh quay ổn định, ngay cả khi di chuyển
Hơn nữa, Động cơ servo siêu nhỏ SG90 rất phù hợp với hoạt hình điện tử, bao gồm việc đưa các vật thể vô tri vào cuộc sống, tạo hoạt ảnh cho một con rối hay làm sống động một nhân vật, động cơ này sẽ tăng thêm tính chân thực Tính linh hoạt của Động cơ servo SG90 khiến nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho nhiều dự án DIY
3.4 Động cơ servo SG90 trong tự động hóa công nghiệp
Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, động cơ servo SG90 đảm nhận vai trò quan trọng trong việc nâng cao quy trình và nâng cao hiệu quả Đáng chú ý là nó có ứng dụng nổi bật trong hệ thống điều khiển băng tải Trong các ngành công nghiệp, hệ thống băng tải đóng vai trò là phương tiện hiệu quả để vận chuyển hàng hóa Bằng cách tích hợp liền mạch động cơ servo SG90 vào các hệ thống này, có thể đạt được khả năng kiểm soát chính xác chuyển động của dây đai, từ đó đảm bảo vận chuyển liền mạch và chính xác Kết quả là tối ưu hóa quy trình làm việc, giảm sự can thiệp thủ công và hiệu quả hoạt động tổng thể được nâng cao đáng kể
Ngoài ra, động cơ servo Tower Pro SG90 còn được ứng dụng trong các máy CNC (Điều khiển số máy tính) Máy CNC rất quan trọng để cắt và tạo hình vật liệu chính xác Động cơ Micro servo SG90 tăng cường hệ thống điều khiển trục, đảm bảo định vị chính xác và vận hành trơn tru trong quá trình gia công Điều này đảm bảo rằng máy tuân theo các hướng dẫn đã được lập trình với độ chính xác tối đa, mang lại chất lượng cao và đầu ra ổn định Đóng góp của động cơ servo SG90 cho tự động hóa công nghiệp nằm ở khả năng cung cấp các chuyển động chính xác và có kiểm soát Cho dù đó là điều khiển băng tải hay cấp nguồn cho máy CNC, động cơ này đều nâng cao năng suất, giảm sai sót và cải thiện hiệu suất tổng thể Độ tin cậy và độ chính xác của nó làm cho nó trở thành một thành phần vô giá trong lĩnh vực công nghiệp, đảm bảo hoạt động trơn tru và hiệu suất ổn định trong nhiều ứng dụng
Ưu nhược điểm của động cơ servo SG90
4.1 Ưu điểm của động cơ servo SG90
• Kiểm soát chính xác và chính xác: động cơ servo SG90 cung cấp khả năng kiểm soát và độ chính xác vượt trội trong việc định vị
• Thiết kế nhỏ gọn và nhẹ: Nhờ thiết kế nhỏ gọn và nhẹ, động cơ servo SG90 rất lý tưởng cho các dự án có không gian hạn chế Nó dễ dàng tích hợp vào các thiết bị hoặc hệ thống nhỏ, tránh những khối lượng lớn không cần thiết
• Tạo mô-men xoắn đáng kể: Mặc dù có kích thước nhỏ nhưng động cơ servo SG90 tạo ra mô-men xoắn đáng kể, cho phép nó xử lý các tác vụ đa dạng một cách dễ dàng
• Khả năng tương thích và dễ sử dụng: động cơ servo SG90 tương thích với các nền tảng phát triển phổ biến như Arduino, giúp dễ dàng kết nối và điều khiển Nó đi kèm với tài liệu rõ ràng và có thể nhanh chóng được tích hợp vào các dự án, ngay cả khi là người mới bắt đầu
• Ứng dụng đa năng: động cơ servo SG90 được sử dụng trong robot, điện tử, tự động hóa gia đình và tự động hóa công nghiệp Tính linh hoạt của nó cho phép tích hợp vào các dự án như cánh tay robot, xe RC, gimbal máy ảnh,
• Tiết kiệm năng lượng: động cơ servo SG90 hoạt động hiệu quả, tiêu thụ điện năng tối thiểu và đảm bảo chuyển động hiệu suất cao Ngoài ra, hiệu suất năng lượng này giúp tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ của pin hoặc nguồn điện
• Vận hành êm ái và im lặng: động cơ servo SG90 hoạt động êm ái và mang lại trải nghiệm thú vị cho người dùng Hơn nữa, hoạt động trơn tru của nó giúp nâng cao hiệu suất và chức năng của dự án, cho dù đó là điều khiển robot hay cánh tay cơ khí
• Giá cả phải chăng và dễ sử dụng: động cơ servo SG90 là một lựa chọn phù hợp với túi tiền, đặc biệt khi so sánh với các lựa chọn khác trên thị trường Khả năng chi trả
27 của nó, cùng với sự sẵn có của nó trong cả cửa hàng trực tuyến và ngoại tuyến, giúp những người có sở thích, sinh viên và chuyên gia có thể dễ dàng tiếp cận nó
4.2 Nhược điểm của động cơ TowerPro SG90
• Phạm vi chuyển động hạn chế của động cơ servo SG90: cung cấp khả năng điều khiển chính xác và chính xác nhưng có phạm vi chuyển động hạn chế Nó thường cung cấp chuyển động quay khoảng 180 độ Điều này có nghĩa là nó có thể xoay từ đầu này sang đầu kia trong phạm vi này, cho phép thực hiện phạm vi di chuyển vừa phải trong nhiều ứng dụng
• Các vấn đề tiềm ẩn liên quan đến kích thước và độ bền của nó: với thiết kế nhỏ gọn, động cơ có thể không lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ chắc chắn cực cao Mặc dù mang lại hiệu suất ấn tượng trong giới hạn nhưng nó có thể không chịu được tác động đáng kể hoặc sức căng quá mức Hơn nữa, điều đáng chú ý là động cơ Micro servo SG90 có thể có khả năng chống ẩm và bụi hạn chế
• Hạn chế về điều kiện ứng dụng mô-men xoắn cao: mặc dù động cơ mang lại hiệu suất ấn tượng trong khả năng của nó nhưng nó có thể không phù hợp với những công việc đòi hỏi lực lớn
• Hạn chế về khả năng tương thích hoặc lập trình: động cơ được thiết kế để hoạt động liền mạch với các nền tảng phát triển phổ biến như Arduino Khả năng tương thích này mở rộng sang nhiều bộ vi điều khiển và ngôn ngữ lập trình thường được sử dụng trong các dự án điện tử và robot Để đảm bảo khả năng tương thích, hãy kiểm tra xem thư viện hoặc mã servo có hỗ trợ động cơ Micro servo SG90 hay không
SO SÁNH ĐỘNG CƠ DC SERVO VỚI STEP
Tổng quan về động cơ bước (step motor)
Động cơ bước là một loại động cơ điện DC không chổi than chia toàn bộ vòng quay thành một số bước bằng nhau Không giống như động cơ servo quay liên tục, động cơ bước di chuyển theo gia số hoặc bước rời rạc
1.1 Các bộ phận chính của động cơ bước là:
Stator: Bộ phận đứng yên bao gồm các tấm thép xếp chồng lên nhau với các cuộn dây quấn quanh các cực
Rotor: Trục đầu ra cùng với bộ phận từ hóa tương tác với từ trường từ cuộn dây stator Trình điều khiển: Trình điều khiển cung cấp năng lượng cho cuộn dây động cơ theo trình tự thích hợp để gây ra chuyển động quay Điều khiển vòng hở
1.2 Nguyên lý hoạt động: Động cơ bước hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ Các cuộn dây động cơ được cấp điện theo một trình tự cụ thể, tạo ra các cực từ có tác dụng hút và đẩy các nam châm vĩnh cửu trên rôto Điều này làm cho rôto quay một góc hoặc “bước” chính xác mỗi khi bộ cuộn dây được cấp điện
Bằng cách kiểm soát trình tự và cuộn dây được cấp điện, động cơ có thể được quay theo các bước chính xác Không cần phản hồi vòng kín, mặc dù thường bộ mã hóa có thể cung cấp xác minh vị trí Động cơ bước cung cấp khả năng điều khiển vị trí và mô-men xoắn tốc độ thấp tuyệt vời mà không cần bộ mã hóa hoặc điều khiển servo Chúng thường được sử dụng trong máy in
3D, máy CNC, máy vẽ và các ứng dụng khác yêu cầu chuyển động có độ chính xác cao.
So sánh DC servo và step
So sánh DC servo motor Step
Stator Thép nhiều lớp có cuộn dây tập trung Các lớp xếp chồng lên nhau với các cuộn dây phân tán rotor Cuộn dây hoặc nam châm Nam châm vĩnh cửu
Thiết bị phản hồi Bộ mã hóa, bộ phân giải hoặc chiết áp Thường không có, đôi khi là bộ mã hóa
Vỏ Gang hoặc thép nặng Nhôm nhẹ hoặc nhựa Động cơ DC servo có stator, rotor và vỏ chắc chắn được thiết kế để có mô-men xoắn, tốc độ cao và hoạt động liên tục Động cơ bước sử dụng vật liệu nhẹ và kết cấu đơn giản nhằm mục đích điều khiển vòng hở và chi phí thấp
2.2 So sánh nguyên lý làm việc
So sánh DC servo motor Step
Phương pháp điều khiển Vòng kín Vòng hở
Thiết bị phản hồi Bộ mã hóa hoặc trình phân giải Không bắt buộc
Chính xác Rất cao Giới hạn bởi độ phân giải từng bước
Tốc độ Khả năng tăng tốc nhanh Thường hoạt động tốc độ thấp
Moment xoắn Khả năng moment xoắn cao và liên tục
Moment xoắn giữ cao, moment xoắn công suất thấp hơn
2.3 So sánh các chỉ số hiệu suất
So sánh DC servo motor Step
Tốc độ Rất rộng, hàng ngàn vòng/ phút
Hẹp, thường dưới 2000 vòng/ phút Độ lặp lại Tuyệt vời Rất tốt, giới hạn độ phân giải bước Chính xác 0,01 độ hoặc tốt hơn 1,8 độ bước đầy đủ, cao hơn với microstepping
SO SÁNH ĐỘNG CƠ DC SERVO VỚI AC SERVO
Động cơ AC servo Động cơ servo DC
Sử dụng đầu vào là dòng điện xoay chiều Sử dụng đầu vào là dòng điện 1 chiều Động cơ servo Ac cho công suất đầu ra thấp Động cơ servo Dc cho công suất đầu ra cao Được thiết kế cho điều kiện vận hành tốc độ cao Được thiết kế cho điều kiện vận hành tốc độ thấp
Có momen xoắn cao Có momen xoắn thấp
Hoạt động ổn định, êm ái và ít gây tiếng ồn Hoạt động kém ổn định, gây ra tiếng ồn
Có hiệu suất thấp Có hiệu suất cao
Có độ ổn định cao Độ ổn định không bằng
Không gặp hiện tượng nhiễu điện từ Gặp hiện tượng nhiễu điện từ do chổi than Tần suất bảo trì thấp Tần suất bảo trì cao do có chổi than và cổ góp
Có trọng lượng nhẹ và kích thước nhỏ Có trọng lượng nặng và kích thước lớn Ứng dụng vào các thiết bị sử dụng công suất thấp Ứng dụng vào các thiết bị sử dụng công suất cao