лучший сервопривод для rc моделей

Какой сервопривод лучше – аналоговый или цифровой: особенности и преимущества

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Сервопривод служит для обеспечения связи двигателя и системой контроля над шасси самолета, колесами автомобиля, лопастями вертолета или мультикоптера и даже над подвесом камеры у RC-моделей для аэрофотосъемки. Это один из главных элементов системы управления RC-техники.

Огромный выбор сервоприводов (их еще называют «сервомашинка», «рулевая машинка» или просто «серва») обусловлен тем, что у каждого класса радиоуправляемых моделей свое предназначение и, соответственно, каждая модель нуждается в комплектующих определенного типа. То есть производители пока не создали «идеального» сервопривода, универсального и одинаково эффективного для любого аппарата.

Классический сервопривод внешне выглядит как прямоугольная коробочка (пластиковый корпус), внутри которой установлены плата управления, сам мотор сервомашинки и редуктор с передающими шестернями.

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

По габаритам, различают:

микро-сервомашинки – размеры в среднем 24 мм Х 12 мм Х 24 мм, вес: 5-10 г.

мини-сервомашинки – размеры в среднем 30 мм Х 15 мм Х 35 мм, вес: 20-25 г.

стандартные сервоприводы – размеры в среднем 40 мм Х 20 мм Х 37 мм, вес: 50-60 г.

и гигантские (нестандартные).

Некоторые модели оснащены системой влагозащиты, что ценно для монстров-внедорожников и особенно важно для катеров, лодок и других судомоделей.

Независимо от габаритов, все сервоприводы работают по единому принципу и отличаются только способом управления.

Тут и возникает вопрос: какой тип сервомашинки лучше выбрать для конкретной радиоуправляемой модели – аналоговый или цифровой?

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Аналоговый сервопривод: принцип работы, достоинства и недостатки

Принцип работы любой рулевой машинки:

Сервопривод получает сигнал от радиоприемника, установленного на борту RC-модели. Сигнал определяет угол поворота сервы.

Блок управления сравнивает поступившие с приемника данные со значением на своем датчике.

После сравнения данных, блок управления отсылает обратный сигнал, который и определяет дальнейшие действия RC-модели: что нужно сделать (повернуть, ускориться или притормозить), чтобы значения стали одинаковыми.

И так множество раз, пока желаемый результат (нужная скорость, остановка или необходимый угол поворота) не будет достигнут.

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Как это происходит в аналоговом сервоприводе: данные анализируются логическим способом. Блок управления сравнивает текущее положение двигателя и необходимое (согласно поставленной задачи), определяет разницу и посылает команду на смену положения. Импульс (сигнал) подается с частотой 50 раз в секунду и определяет как, когда и в какую сторону вращать мотор.

Но поскольку сигнал создается только 50 раз в секунду, между этими моментами возникает задержка реакции, так называемая «мертвая зона», когда на двигатель не поступает никаких команд. В эти краткие периоды (длительность каждого около 20 мсек), любое внешнее воздействие может повлиять на работу двигателя.

Еще несколько лет назад моделистам были доступны только аналоговые сервоприводы, что повлияло на их доступность и распространенность.

Из вышесказанного вытекает вывод о главном преимуществе аналогового сервопривода: малый ток и доступная цена.

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Цифровой сервопривод: достоинства и недостатки

Отличить «на глаз» аналоговую сервомашинку от цифровой сложно. Различия видны только на платах управления: у цифровой сервы тут установлен специальный микропроцессор.

Этот высокочастотный контроллер принимает и анализирует сигналы приемника и полностью управляет работой двигателя. Электронный микропроцессор отвечает за быстрый отклик модели на команды пилота, точно устанавливает положение и хорошо удерживает серву.

Микроконтроллер посылает импульсы с частотой около 300-400 раз в секунду, то есть почти в 10 раз чаще, чем в ситуации с аналоговым сервоприводом. Каждый сигнал короче по длине, но благодаря высокой частоте подачи таких импульсов, мотор радиоуправляемой модели быстрее откликается на команды, более резво и плавно разгоняется, тормозит в нужном месте и в нужное время, а еще, что очень важно, обеспечивает постоянный крутящий момент.

Все эти составляющие слаженной работы цифрового сервопривода ускоряют время отклика RC-модели на команды с пульта дистанционного управления.

Еще один весомый плюс цифровых сервомашинок – программируемость. Опытный пользователь может изменять по своему желанию поведение сервопривода, таким образом повышая производительность радиоуправляемой модели.

Но за улучшения нужно платить. Высокая частота подачи импульсов увеличивает энергопотребление и поднимает конечную стоимость оборудования.

Достоинства цифрового сервопривода

Недостатки цифрового сервопривода

Источник

Магазин
радиоуправляемых
моделей

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Доставка товаров проводится по всей территории Украины

Новой почтой, Интаймом и Укрпочтой

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Доставка курьером и самовывоз — из магазинов в Киеве и Харькове

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Техника и комплектующие

Техника

Комплектующие

Производители

Весь каталог

10 причин
покупать у нас

Как правильно выбрать сервопривод для своей модели

Как правильно выбрать сервопривод для своей модели

Как правильно выбрать сервопривод для своей модели

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Как понять, что вы подобрали правильную рулевую машинку? Есть ли что-то еще, что нужно учесть при выборе сервопривода, помимо спецификаций на коробке? Читайте статью, чтобы узнать это.

Сервопривод — одна из основополагающих частей в радиоуправляемой модели. За точные движения колесами вашей машины, вращения лопастей вертолета, выпуск шасси самолета и т. п. отвечает именно рулевая машинка. Потому очень важно не ошибиться при выборе сервопривода.

Некоторые полагают, чтобы выбрать подходящее серво и купить его, достаточно знать подходящие габариты, скорость и момент силы и бренд. Мы же пойдем дальше и рассмотрим, какие вообще существуют типы сервоприводов.

Габариты и вес

В этой классификации выделяют четыре формата машинок:

Существенных отличий в схеме сервоприводов в представленной классификации нет. У всех девайсов одинаковое устройство и принцип действия. Напомним, что в рулевой машинке есть мотор, управляющая электроника, потенциометр, выходной вал и шестерни.

Тип двигателя: стандартный, Coreless или Brushless

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Стандартный мотор — коллекторный двигатель постоянного тока. Он оснащен металлическим сердечником и разделен на секции, на которые наложена обмотка, что в совокупности создаст якорь, по разным сторонам которого размещены магниты. Роль якоря заключается в том, что он не дает двигателю стремительно набирать обороты и так же резко останавливаться. К тому же он совершает колебания каждый раз, как только одна из секций сердечника проходит мимо магнита.

Отметим, что сердечники бывают двух типов: 3-х и 5-полюсные. Последние обеспечивают более высокий момент и плавность хода.

Двигатели Coreless также относятся к коллекторному типу, однако не имеют в своей конструкции сердечника. Вместо него установлен центральный магнит, вокруг которого вращается обмотка. В строении двигателя такого типа нет секций, а потому он обладает меньшим весом, большей динамикой и работает без рывков.

Выбирая тип сервопривода с мотором без сердечника, помните, что хоть они и стоят дороже, зато обеспечивают высокой точностью, мощностью и скоростью.

Тип сервоприводов с Brushless мотором появился относительно недавно. Из преимуществ выделим отсутствие щеток, и, как следствие, более долгий срок службы, высокий момент силы и скорости вращения при низком потреблении тока.

Материал шестерней редуктора

В качестве материала данной детали может служить пластик, металл или карбон. Самым дешевым и распространенным вариантом являются пластиковые зубчатые передачи, даже несмотря на короткий срок службы.

Если вы хотите более надежный вариант, способный работать под большими нагрузками, стоит обратить внимание на металлические или карбоновые шестерни. Они долговечны, неимоверно прочные, но немного тяжелее нейлоновых аналогов.

Аналоговый или цифровой тип сервопривода

Принципиальное различие между рулевыми машинками в данной классификации заключается в электронной составляющей и способе обработки сигналов. Более подробно описано в этой статье. Отметим лишь, что цифровой тип сервопривода обладает такими особенностями:

Крутящий момент и скорость поворота

Скорость — характеристика, которая показывает, за какое время качалка сможет осуществить поворот на 60 градусов при установленном напряжении питания 4,8В и 6,0В. Если посмотреть в спецификацию к серво, можно заметить такой показатель 0.22с/60 — это значит, что вал повернется на 60 градусов за 0,22 секунды. Наиболее быстрыми сервами считаются модели со скоростью 0.06-0.09с.

Крутящий момент (усилие) — показатель, который определяет, какой вес может удерживать машинка на рычаге длиной в 1 см при установленном напряжении 4,6В и 6,0В.

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Пожалуй, на этом все. Мы привели основные моменты, которые стоит учитывать во время выбора сервопривода. Добавим лишь, что некоторые модели могут обладать дополнительными опциями, например влагозащитной конструкцией, подшипниками и т. п. Если вы любитель погонять по бездорожью или не хотите рисковать своей моделью во влажную погоду, присмотритесь к загерметизированным девайсам. Или же проведите процедуру герметизации самостоятельно, мы научим.

На полках «Planeta Hobby» расставлено огромное количество самых разных типов серво. Купить вы сможете абсолютно любой девайс, учитывая требования вашей модели и личных пожеланий. Также напомним, что важно иметь такой аккумулятор, который смог бы обеспечить всю важную электронику питанием, а модель — должным временем работы.

Источник

Аппаратура радиоуправления. Часть 3. Рулевые машинки

Введение

Ведущие производители аппаратуры радиоуправления выпускают большую номенклатуру сервомашинок, по нескольку десятков каждый. В этой статье дается представление, как устроена сервомашинка, как она работает, чтобы помочь в правильном выборе нужного изделия для вашей модели. В первой половине статьи рассказываются азы и описываются основные виды сервомашинок. Во второй половине содержится объяснение принципов работы сервомашинок и ряд тонкостей, которые при отсутствии интереса можно опустить и не читать.

Устройство сервомашинки

Современные сервомашинки имеют довольно однотипную конструкцию:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Все элементы сервомашинки смонтированы, как правило, в полистироловом корпусе, состоящем из основания, верхней и нижней крышек. В полости под верхней крышкой смонтирован редуктор, состоящий из 4-6 шестеренок с зубьями разного модуля. В основной части смонтирован мотор, потенциометр обратной связи и размещена плата управления. Корпус сервомашинки имеет по бокам два ушка с отверстиями для крепления на модели. Элементы корпуса стянуты между собой по углам четырьмя длинными шурупами. Для защиты от вибрации сервомашинки крепятся на модели не жестко, а через специальные резиновые втулки с латунными гильзочками.

На выходном валу редуктора, выступающего из верхней крышки, на шлицах винтом (шурупом) закреплена качалка, которую посредством тяги механически соединяют с рулем модели. Собственно, поворот качалки и будет преобразовываться в механическое движение руля. Сам поворот качалки разные моделисты называют по-разному. Широко распространен термин «расход машинки». Известен также и «путь перекладки качалки/руля». В дальнейшем чаще употребляется последний термин, хотя привыкшие к расходам рулей могут именно их и воспринимать там, где написано «путь перекладки» и «поворот качалки».

В качестве приводного мотора в сервомашинках используются коллекторные электродвигатели постоянного тока. На плате управления собрана вся электронная схема, базирующаяся на специализированной микросхеме. Плата соединена с приемником трехпроводным кабелем, который выходит из корпуса сервомашинки через специальное отверстие.

Конструктивные разновидности сервомашинок

Широкая номенклатура сервомашинок обусловлена разными требованиями к ним, зависящими от модели, где они применяются. Прежде всего, модели различаются габаритами. С этого и начнем. Для моделей-гигантов выпускаются сервомашинки формата (размера) «гигант»:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Наиболее распространены сервомашинки стандартного формата:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

В этом формате выпускаются и самые дешевые, и самые дорогие сервомашинки. Наиболее мощные из них перекрывают по моменту и мощности сервомашинки формата гигант, имея существенно меньшие габариты и вес. Но вот цена при этом, к сожалению, больше. В размерах, близких к стандарту выпускаются низкопрофильные сервомашинки:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Их удобно закреплять непосредственно на крыле для управления элеронами.

Для небольших моделей выпускаются сервомашинки формата мини:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

По силовым характеристикам они часто не уступают обычным сервомашинкам стандартного формата, но имеют меньший вес и габариты.

В связи с бурным развитием летающих моделей паркового класса и комнатных, где очень важен каждый грамм бортового оборудования, выпускается гамма сервомашинок форматов «микро», «нано» и «пико»:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

О мощности здесь говорить не приходится, поскольку нагрузки на рулях таких моделей ничтожные.

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Для высокомощных сервомашинок с металлическим редуктором выпускаются качалки повышенной прочности из стеклопластика или из металла:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Кстати, имейте в виду, что у разных производителей количество зубьев на выходном валу редуктора может отличаться. Поэтому, если вы решите докупать качалки отдельно, убедитесь, что они подходят к сервомашинке.

В сервомашинках используются коллекторные моторы, как правило, с трехполюсным ротором и возбуждением от постоянного магнита. Встречаются и пятиполюсные роторы, но реже, и в основном, на мощных сервомашинках. Отдельно стоят сервомашинки с coreless-мотором (мотор с полым ротором). О них подробнее написано в главе о динамике работы сервомашинки. Они скоростные и высокоточные. Но и стоят намного дороже. Их применение оправдано, к примеру, в системах с гироскопами. Во многих других случаях все, как обычно, упирается в деньги.

Если сервомашинку зальет водой или грязью, потенциометр надо чистить спиртом, редуктор промывать и смазывать специальной силиконовой смазкой, применяемой в видеомагнитофонах. Для случаев, когда грязи и воды избежать невозможно, выпускаются сервомашинки в специальном водозащитном исполнении:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Как показывает опыт автора, в таком исполнении сервомашинка выдерживает кратковременное погружение в воду на глубину до метра. В ней выходной вал имеет миниатюрную резиновую манжету, а во все сочленения корпусных деталей и под стягивающие шурупы заложены резиновые прокладки. Выход кабеля из корпуса уплотнен силиконовым герметиком.

Корпуса большинства сервомашинок однотипны. Исключение составляют высокомощные скоростные сервомашинки с цифровой управляющей электроникой, предназначенные для работы с гироскопами. Там на силовой части электроники рассеивается такая мощность, что часть корпуса сервомашинки делают из алюминия с оребрением, которое выполняет функцию радиатора охлаждения:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

И, наконец, различия в платах управления. Изначально, электроника рулевых машинок строилась на аналоговых элементах. Но с развитием элементной базы появились так называемые «цифровые» сервомашинки, которые содержат в себе микроконтроллер. Благодаря этому стало возможным использовать более сложные алгоритмы управления, улучшающие параметры сервомашинок, а также подстраивать эти параметры программным способом под специфичные условия. Впрочем, здесь я углубляться не буду, а лишь упомяну, что некоторые сервомашинки (не только цифровые) способны работать с большей частотой управляющих сигналов. То есть, за секунду они способны отработать не 50 управляющих импульсов, а 70-150, и до 270. Это необходимо для уменьшения времени реакции в системах с гироскопом. Подробнее об этом можно почитать в статье по цифровым машинкам и в главе по динамике работы сервомашинки.

Специализированные сервомашинки

Помимо сервомашинок общего применения, выпускаются и специализированные изделия. Прежде всего, это сервомашинки для уборки-выпуска шасси на летающих моделях:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Эти сервомашинки имеют гораздо большее передаточное отношение редуктора, из-за чего они намного медленнее и имеют больший крутящий момент, в сравнении с обычными. Диапазон угла поворота их качалки также больше: 150-180 градусов. Усилие удержания у них, как правило, больше прочности качалки. Есть два варианта электроники таких сервомашинок, обычная пропорциональная с потенциометром обратной связи и дискретная. В последнем случае качалка имеет только два фиксированных положения во включенном состоянии.

Для управления парусами яхт используются шкотовые лебедки, представляющие собой сервомашинку с многооборотным выходным валом. Вместо качалки на валу закреплен шкотовый барабан:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

К специализированным сервомашинкам можно отнести изделия для автомоделей среднего и крупного масштаба. От обычных их отличает повышенная мощность мотора, питание от силового аккумулятора и высокая прочность механики к ударным нагрузкам.

Основные характеристики сервомашинок

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Для мощных сервомашинок помимо крутящего момента указывают еще момент силового удержания, который намного больше. При повороте силы трения в редукторе мешают мотору, поэтому и момент меньше. А при силовом удержании силы трения редуктора работают совместно с мотором, поэтому этот момент больше. Кстати, разделив разность этих моментов пополам, можно оценить потери редуктора на трение в конкретной сервомашинке.

Англо-американский мир, к сожалению, пьет пиво не литрами, как мы, а пинтами. Соответственно и момент сервомашинок они измеряют не в кг/см, а в oz.-in, то есть в унциях на дюйм. Учитывая, что в дюйме 2,54 сантиметра, а унция тянет на 28,35 грамм, можно посчитать, что момент в 3 кг/см эквивалентен 41,66 oz.-in. Неудобно, конечно, пересчитывать, но что делать?

Скорость поворота качалки оценивают по времени, требуемом для ее поворота на определенный угол. Например, 0,20с/60градусов. Слава создателю, англо-американский мир не придумал ничего вместо секунд и градусов. Эту характеристику пересчитывать не надо. Разные производители указывают разные углы поворота качалки, зачастую по рекламным соображениям. Согласитесь, что 0,15с/45градусов выглядит более привлекательно, чем 0,20с/60градусов, а ведь это одно и тоже.

И еще. Сервомашинки формата «пико» и «нано» зачастую имеют моторы с КПД, в несколько раз меньшим, чем у обычных сервомашинок. Поэтому, развивая равную мощность с сервомашинкой «микро», 9-граммовая «нано» может потреблять вдвое больший ток. Это стоит учитывать поклонникам сверхлегких летающих моделей.

Помимо момента и скорости поворота качалки сервомашинки характеризуются таким параметром, как точность отработки команды. Подробнее о природе и значении точности сервомашинок описано во второй половине статьи.

Подведем краткие итоги того, что было сказано в предыдущих разделах.

Чтобы закончить обзорное знакомство с сервомашинками, скажем несколько слов о конкретных производителях. На российском рынке наиболее представлены три бренда: JR, Futaba и Hitec. Наиболее престижными и надежными до недавнего времени считались первые, но теперь их догнали вторые. Hitec сейчас ведет агрессивную ценовую политику, поставляя сервомашинки не худшего качества, чем первые два производителя, но по меньшим ценам. Но на чемпионатах Hitec вы вряд ли встретите. Фирма KoPropo выпускает лучшие сервомашинки для автомоделей. Упомянем также специализирующуюся на сервомашинках фирму Volz. Ее машинки очень качественные. Очень неплохие сервомашинки, в том числе спаренные в одном корпусе выпускает Multiplex. Правда, на нашем рынке он не очень популярен.

Те, кому интересно, как и почему работает сервомашинка, могут читать дальше. Остальные могут обратиться непосредственно к каталогам и сайтам производителей и дистрибьюторов, чтобы со знанием дела подобрать по деньгам подходящие для вашей модели сервомашинки.

Принцип действия сервомашинки

Рассмотрим, как работает сервомашинка в первом приближении. Из статьи о передатчиках вы знаете, что на сервомашинку от приемника приходит импульсный сигнал с периодом 20 мс и с длительностью от 0,8 до 2,2 мс. Для того чтобы понять, как данный сигнал преобразуется в поворот качалки, мы рассмотрим типовую структурную схему сервомашинки:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Проследим, как меняются сигналы в разных режимах работы сервомашинки:

Мы рассмотрели принцип работы сервомашинки в первом приближении. В действительности все не так просто. Например, что произойдет, если на сервомашинку поступит некорректный сигнал? К примеру, импульс длительностью 3 мс от помехи. В этом случае поведение сервомашинки зависит от алгоритмов, заложенных в управляющей плате. Цифровые машинки проверяют входной сигнал на корректность, и «неправильный» сигнал отрабатывать не будут. Простейшие платы управления, структура которых дана в этой главе, начнут отрабатывать «неправильную» команду. Сервомеханика загонит выходной вал до упора, и будет держать сервомотор под напряжением, пытаясь продвинуть его дальше. Поломки, как правило, не произойдет, но бортовой аккумулятор начнет интенсивно разряжаться. Другие тонкости мы рассмотрим позднее.

Дрожание (Jitter) и «мертвая зона» сервомашинок

Чтобы рассмотреть более детальные характеристики сервомашинки рассмотрим ее работу во втором приближении. Для этого обратимся к графику перекладки руля:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Обычно, эта характеристика оценивается «крутизной» производителя. Но и тут сравнивать сервомашинки разных производителей трудновато. Не всегда принцип: «чем дороже, тем лучше» действует на самом деле.

Какая точность сервомашинки нужна?

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Подытожим сказанное. Чтобы второй самолет в обычном полете летал также как первый, точность отработки сервомашинки на нем должна быть в шесть раз выше. Шесть получается так: в три раза по угловой ошибке и вдвое по аэродинамической эффективности руля. Стоить такая сервомашинка будет в 3-5 раз дороже, но такова плата за многорежимность самолета.

Динамика работы сервомашинки

Обратимся вновь к временной диаграмме перекладки качалки сервомашинки с «умной» электроникой:

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

В точке 1 поступает команда на перекладку качалки. Мотор начинает раскручиваться и в точке 2 достигается маршевая скорость перекладки. В точке 3 «умная электроника» понимает, что надо тормозить и реверсирует мотор. Время торможения будет меньше времени разгона, потому что внешняя сила и силы трения при торможении помогают, а при разгоне мешают мотору. Если электроника настроена правильно, то в точке 4 мотор остановится, а длительности управляющего и опорного импульсов сравняются. Таким образом, суммарное время перекладки качалки складывается из времени разгона, времени перекладки с постоянной скоростью и времени торможения. Время перекладки с постоянной скоростью зависит от мощности мотора. Оно важно при большом пути перекладки. При малых отклонениях руля большое значение приобретает время разгона и торможения, поскольку суммарное время малых перемещений может только из них и складываться.

Почему так важны именно малые перемещения качалки?

Здесь мы сделаем небольшое отступление от темы и обратимся к динамике поведения модели. С точки зрения устойчивости в движении модель может находиться в трех положениях: устойчивом, безразличном и неустойчивом. Сначала напомним, как это объясняют в школе. Если шарик поместить на вогнутую поверхность, он будет находиться в устойчивом положении. Отклонив его в сторону и отпустив, вы увидите, как он вернется назад. На плоской горизонтальной поверхности шарик будет в безразличном положении. Если отклонить шарик и отпустить, он останется в новом положении. Установив шарик на выпуклую поверхность, мы получим неустойчивое положение. При этом малейшее отклонение шарика в сторону, порождает силы, стремящиеся его увеличить. Отпустив шарик, вы увидите, как он быстро скатится с поверхности.

Вернемся к моделям. Правильно спроектированный самолет в обычном полете устойчив. Но в некоторых режимах становится неустойчив. К таким можно отнести висение на тяге винта, 3D-фигуру «харриер». У вертолета управление по курсу хвостовым винтом имеет безразличную устойчивость на висении и неустойчивость по курсу при полете хвостом вперед или по ветру. Автомодель на большинстве режимов устойчива. Кроме управляемого заноса в вираже. Здесь неустойчивость обусловлена тем, что трение покоя, как правило, больше трения скольжения. Пока шины не сорвались в занос (боковое скольжение), они выдерживают большую боковую силу, чем после срыва в занос. Особенность неустойчивого движения в том, что без участия пилота, либо гироскопических систем стабилизации модель не может продолжительное время в нем находится. Вы, наверное, обратили внимание, что перечисленные режимы движения наиболее привлекательны для пилота. 3D-фигуры очень зрелищны, а управляемый занос автомодели позволяет проходить виражи на трассе с минимальным временем. Вертолетом без систем гиростабилизации вообще управлять очень трудно.

лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть фото лучший сервопривод для rc моделей. Смотреть картинку лучший сервопривод для rc моделей. Картинка про лучший сервопривод для rc моделей. Фото лучший сервопривод для rc моделей

Помимо улучшения динамических параметров, coreless-моторы существенно повышают точность сервомашинок. Обусловлено это следующим. Выше отмечалось, что «умная» электроника заранее распознает, когда надо начинать тормозить, чтобы окончание торможения совпало с требуемым окончанием пути перекладки качалки. В сервомашинках с coreless-мотором этот промежуток времени намного меньше, чем у обычных. А значит, можно без опасения эффекта дрожания значительно уменьшить «мертвую зону» и повысить точность отработки.

Пример оценки требуемого момента сервомашинки

Прежде, чем дать методику оценки отметим, что в моделировании многие силовые расчеты прочности и управляемости основаны не на штатных режимах эксплуатации, а на стойкости к аварийным ситуациям. Поэтому многократные прочностной и силовой запасы весьма характерны для моделей.

Теоретические основы расчета шарнирных моментов рулей самолета подробно описаны во многих учебниках по аэродинамике самолета. Мы воспользуемся монографией А.М. Мхитаряна «Аэродинамика». Шарнирный момент руля определяется по формуле: M=m*S*b*p*V 2 /2 (стр. 358 монографии). Здесь обозначены:

Приведенная методика расчета годится только для оценки требований к используемым сервомашинкам и не учитывает аэродинамической и весовой компенсации рулей. В действительности необходим значительный (хотя бы двукратный) запас, который, как известно, карман не тянет, но денег стоит.

Напоследок обратите внимание на то, что скорость полета в формуле момента стоит в квадрате. То есть увеличение скорости с 100 км/час до 140 км/час удваивает нагрузки на рули!

Заключение

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *