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Derzeit beste Wahl für ständige Drehung: FUTABA HS 3003 (Robbe) (ca. 14 Euro). Für Hin-und Herbewegungen, also normalen Servo-Betrieb, genügt von ELV der preiswertere Typ Hitec HS300 (ca. 11 Euro). Zur Programmierung: So schön geht AVISE

Frei nach Handbuch zu Parallax-Boe-Bot:

Vgl. auch Hacking a Servo

Normalerweise wird ein Servo als Rudermaschine benutzt, d.h. es soll bestimmte Hin- und Herbewegungen ausführen, z.B. das Verstellen eines Höhenruders bei einem Flugzeug-Modell. Dazu werden einige Maßnahmen getroffen:

• Durch ein Getriebe sorgt man für geringe Drehzahlen, aber großes Drehmoment (typ. 30 Ncm).
• Durch Nocken und Anschlag ist die Bewegungsfreiheit der nach außen geführten Achse auf typ. 90º - 180º eingeschränkt.
• Durch eine Elektronik wird dafür gesorgt, dass die Drehung dieser Achse um einen wohlbestimmten Winkel erfolgt. Dazu wird das Winkelsignal (Soll-Wert) mit dem Ist-Wert verglichen. Dieser wird mit einem Potentiometer bestimmt, das an der letzten Achse angebracht ist. Ist der Sollwert noch nicht erreicht, sorgt die Elektronik für eine weitere Drehung auf den Sollwert hin, ist er überschritten, dreht die Elektronik zurück. Ist er genau erreicht, erfolgt keine Drehung mehr (Regelkreis).
• Die notwendige Winkelinformation wird dem Servo über ein "pulsweitenmoduliertes Signal" (PWM) übermittelt. Das ist ein Signal mit einer typischen Frequenz von ca. 50 Hz, also der Periodendauer von ca. 20 ms. Die größte Zeit davon ist das Signal auf L ( 0 V), aber eine kurze Zeit lang (1 ms - 2 ms) ist es H ( 5 V). In der Weite dieses positiven Pulses steckt die Winkelinformation.
• Dauert der Puls 1,5 ms, dann liest die Servo-Elektronik ab: "Nimmt deine Mittenposition ein, oder, wenn du dort bist, tu gar nichts." Einer längeren Pulsdauer entnimmt die Servo-Elektronik den Befehl: "Drehe im Gegenuhrzeigersinn, und zwar umso schneller, je größer die Pulsdauer ist. Bei 2 ms nimmt es die größte Drehgeschwindigkeit an. Pulsweiten < 1,5 ms führen zu einer Drehung im Uhrzeigersinn. Bei 1 ms nimmt es die größte Drehgeschwindigkeit an.

  In dieser Weise kann das Servo auch in der Robotik gebraucht werden. Als Antriebsmotor für beständige Drehbewegungen muss es aber modifiziert werden: (Ein geeigneter Typ ist dazu der Robbe/Futaba HS3003 für ca. 14 Euro, erhältlich in Geschäften für Modellbau-Artikel)

  • Nocke bzw.  Anschlag müssen mit einer feinen Zange vorsicht entfernt werden.
  • Ein Mitnehmer zwischen letzter Achse und Potentiometer muss entfernt werden.
  • Die Mittenposition ist am Poti mit der Hand einzustellen, so dass das Servo in Ruhe bleibt, wenn Pulsweitensignale der Länge 1,5 ms eintreffen.

  Wenn das Poti nicht mitgenommen wird, erfolgt nie die Information "Zielwinkel erreicht"; das Servo dreht also weiter und weiter. Wegen der entfernten Nocke ist das möglich. Sowohl Links- wie Rechtsdrehung erfolgen dann unbegrenzt: Vorwärts- wie Rückwärts- Fahrbewegungen des Roboters sind möglich.

  Zum Umbau:

  Demontiere das Servo am besten in einer Schale, damit kein Bauteil zu Boden fällt; Du brauchst alle Teile noch bis auf den Mitnehmer des Potis und das Ruderhorn.

  Zerlege das Servo, indem Du

  a) die Schraube am Ruderhorn löst und das Horn abnimmst.

  b) die vier Schrauben vom Gehäuseboden herausdrehst. Du kannst dann den Gehäusedeckel abnehmen und findest die Kunststoffzahnräder des Getriebes. Nimm es vorsichtig auseinander und merke Dir, wie es zusammengesteckt war. Hebe alle Zahnräder auf. Nimm das letzte Getriebezahnrad ab. Du erkennst an seiner Achse die Nocke und siehst, wo diese den Anschlag erreichen konnte. Darunter (entweder an diesem Zahnrad haftend oder am darunterliegenden Poti (Messing!) erkennst Du den Mitnehmer. Entferne ihn. Knipse mit einer feinen Zange oder einer Nagelzange die Nocke ab. Glätte den Stumpf mit einer feinen Feile, z.B. einer Nagelfeile, so dass eine glatte runde Achse entsteht.

  Bei manchen Servos steckt die Achse des letzten Zahnrads so auf der Potiachse, dass sie diese mitnimmt. In diesem Fall muss man die Achse des Zahnrads innen aufbohren, so dass die Mitnehmer-Fläche verschwindet.

  c) Zentriere jetzt das Servo (vor dem erneuten Zusammenbau). Verbinde dazu das Servo mit dem Microcontroller und mit der Stromquelle (genügend belastbar durch Motor?). Bringe den Controller dazu, ein pulsweitenmoduliertes Signal auszusenden mit einer Pulsdauer von exakt 1,5 ms (High; dann ca. 20 ms Pause: Low). Wenn sich das 1. und 2. Zahnrad des Servos nicht bewegt, bist Du fertig und kannst Controller und Stromquelle von diesem Servo abklemmen und das Servo ganz zusammenbauen (bis auf den Mitnehmer und das Ruderhorn). In der Regel wird sich aber der Servomotor drehen. Regle jetzt am offenen Servo das Poti vorsichtig so nach, dass das Servo stehen bleibt. Wiederhole die Prozedur auch für das zweite Servo.

  d) Eventuell musst Du an den zusammengebauten Servos noch eine Feinkalibrierung vornehmen, indem Du softwaremäßig die Pulsdauer so veränderst, dass das Servo exakt stehen bleibt. Notiere die betreffende Pulsdauer am Servo. Bei allen folgenden Steuerungen musst Du softwaremäßig diese Werte berücksichtigen.

  Jetzt steht das Servo als beständig rotierender Antriebsmotor zur Verfügung, der je nach Pulsweite, für eine Vorwärts- oder Rückwärts-Fahrbewegung sorgt.

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  Drehmoment: Produkt aus Kraft und Hebelarm. Bei einem bestimmten Drehmoment kann man bei kleinem Hebelarm eine große Kraft erzeugen oder ausüben, bei einem langen Hebelarm nur eine kleine Kraft. Ein großes Drehmoment wird angestrebt, wenn man bei einem langen Hebelarm auch eine große Kraft ausüben möchte. (zurück)

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  Anschlüsse:

  rot:       + 5 V    /   schwarz:  0 V   /  weiß oder gelb:       Steuerung (PWM-Signal)

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  Ansteuerung:     PWM10  (AVISE 2.4) und mit dem aktuelleren AVISE4.3: PWMA, PWMB

  zur Programmierung siehe auch: So schön geht AVISE

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  (zuletzt aktualisiert 2013)