Panduan Servo Motor Esensial untuk Pemula: Pelajari Dasar-dasar dan Aplikasi
Servo motor banyak digunakan dalam ROBOTIKA serta di INDUSTRI, servo adalah jantung proyek robotika saat ini seperti lengan robotik, mobil RC, piring radar, konveyor, penempatan anten, autofokus kamera, proses pencetakan dll.
Dalam banyak proyek hobi, servo motor banyak digunakan. Saya harap artikel ini akan memberikan informasi singkat tentang apa sebenarnya servo, prinsip kerja dasar dari servo motor, berbagai macam servo, perbandingan dasar antara servo motor dan motor DC normal.
Definisi Servo Motor:
“ Ini adalah perangkat yang memberikan gerak sebagai respons terhadap perintah ketika mengatur gerak sebagai respons terhadap umbal balik negatif. “
Fitur utama servo adalah untuk mengontrol posisi sumbunya secara presisi. Ini pada dasarnya sistem loop tertutup (i.e, umbal balik negatif).
Terdapat empat bagian utama dalam sistem loop tertutup servo:
- Motor DC.
- Rangkaian kontrol.
- Gigi gigi.
- Sensor umbal balik posisi.
Bagian utama dari servo motor adalah motor DC kecil. Motor DC ini memiliki kecepatan tinggi (i.e, RPM tinggi) dan torsi sangat rendah (i.e, gaya memutar yang bertanggung jawab untuk melakukan kerja) . Pada dasarnya, motor DC kecil memiliki kecepatan sangat tinggi tetapi tidak memiliki torsi yang jauh lebih tinggi (i.e, gaya kecil dan jarak besar ). Namun desain gigi gigi di dalam servo mengubah kecepatan tinggi dan torsi rendah dari motor DC menjadi kecepatan lebih lambat dan torsi lebih tinggi (i.e, jarak kecil, gaya lebih besar).
Banyak motor DC lebih cepat sekitar 5000 RPM, tetapi gigi gigi mengurangi RPM sangat tinggi ini menjadi sekitar 60 RPM dan torsi tinggi. Servo yang murah memiliki gigi gigi terbuat dari plastik untuk menjaga agar bobotnya lebih ringan dan biaya rendah, sementara servo yang dirancang untuk pekerjaan yang lebih berat (i.e, torsi sangat tinggi) memiliki gigi gigi terbuat dari logam untuk contoh, servo yang digunakan di industri.
Saat daya pertama kali diterapkan ke servo melalui garis masukan, motor DC berputar dengan RPM sangat tinggi dan torsi sangat kecil tetapi karena gigi gigi, sumbu servo diperlambat.
Karena sensor umbal balik posisi terhubung dalam pengaturan umbal balik negatif untuk mengontrol posisi servo secara presisi ke posisi yang diinginkan. Dalam servo industri sensor umbal balik posisi adalah enkoder presisi tinggi tetapi dalam servo hobi sensor posisi adalah potensiometer. Sensor posisi (i.e, potensiometer) pada gigi akhir terhubung ke rangkaian yang berisi detektor kesalahan ( i.e, detektor kesalahan ini pada dasarnya komparator yang membandingkan dua sinyal satu dari garis masukan juga disebut posisi target dan yang lain dari output melalui potensiometer juga disebut posisi aktual ) dan IC kontroler yang disematkan pada papan.
Karena rotasi gigi gigi, knop potensiometer berputar, sebagai hasilnya, tegangan dihasilkan yang terhubung ke detektor kesalahan. Sekarang kesalahan yang dihasilkan karena perbandingan dua sinyal oleh komparator, yang terhubung ke IC kontroler (i.e, kontroler ini adalah H-Bridge terintegrasi pada chip). Setelah perbandingan, kesalahan dihasilkan yang mengaktifkan kontroler yang memutuskan rotasi sumbu di arah mana pun untuk mencapai posisi target.
Jenis-jenis SERVO:
Servo tersedia dalam berbagai variasi.
- POSITIONAL ROTATIONAL SERVO:
Sumbur output akan berputar hanya 180 derajat. Stop tambahan terletak untuk membatasi rotasi lebih lanjut sumbu di luar rentangnya (untuk contoh: LENGAN ROBOTIK, rudder dll )
- CONTINOUS ROTATIONAL SERVO:
Serupa dengan servo rotasi posisi, tetapi dapat berputar secara terus-menerus selama 360 derajat. Perintah yang dikirim ke servo akan menyebabkan ia berputar dalam arah searah jarum jam atau berlawanan jarum jam dengan kecepatan yang bervariasi (untuk contoh: PIRING RADAR dll).
- LINEAR SERVO:
Gerak servo ini adalah arah maju dan mundur daripada dalam arah lingkaran (untuk contoh: MESIN CNC, PRINTER 3D dll).
PERBANDINGAN DASAR ANTARA SERVO DAN MOTOR DC:
Motor servo dapat berputar 180 derajat maju dan mundur tetapi motor DC dapat berputar 360 selama daya diterapkan. Servo saat ini juga tersedia dalam rotasi terus-menerus yang dapat berputar selama 360 derajat tetapi karena desain gigi gigi kecepatan servo lebih rendah dibandingkan motor DC. Motor DC adalah pilihan terbaik untuk robot berjalan bebas sementara saat kita membutuhkan presisi (untuk contoh: LENGAN ROBOTIK, wiper perahu rudder dll) servo adalah pilihan terbaik.
Kecepatan motor DC dikontrol oleh teknik PWM (modulasi lebar pulsa) (i.e, dengan mengubah siklus kerja kita dapat mengontrol kecepatan motor DC). Untuk contoh: siklus kerja lebih dari 50% berarti kecepatan lebih cepat, siklus kerja kurang dari 50% berarti kecepatan lebih lambat.
Sedangkan teknik PWM pada servo motor menentukan posisi sumbunya daripada kecepatan. Setelah perintah dikirim ke servo, ia akan secara tepat mengatur posisi sumbu ke posisi yang diinginkan. Dengan demikian, perilaku otomatis yang dapat disesuaikan ini membuat servo menjadi pilihan sempurna untuk aplikasi ROBOTIKA.
