서보제어

서보컨트롤은 PWM(펄스 폭 변조)신호를 서보에게 보내 여러 종류의 RC/호비스트 서보를 제어하는 방법으로, 펄스 폭(가장 일반적인 현대 취미 서보)이나 펄스 열차의 듀티 사이클(오늘날 덜 흔함) 중 하나가 달성해야 할 위치를 결정하는 가변 폭의 일련의 반복 펄스를 제어하는 방법이다.e 서보 PWM 신호는 무선 제어 수신기에서 서보 또는 아두이노와 같은 공통 마이크로컨트롤러에서 발생할 수 있다.

소형 취미 서보(Radio control 또는 RC servos라고도 함)는 제어 펄스를 운반하는 DC 전원 공급용 2선 및 제어용 1선 등 표준 3선 연결을 통해 연결된다.

펄스에 대한 파라미터는 최소 펄스 폭, 최대 펄스 폭 및 반복률이다. 서보의 회전 구속조건을 감안하여 중립은 회전의 중심으로 정의된다. 서보마다 회전에 대한 제약이 다르겠지만 중립 위치는 항상 1.5밀리초(ms)의 펄스 폭이다.

펄스 지속 시간

현대의 RC 서보에서 기계적 회전의 각도는 제어 와이어에 적용되는 전기 펄스의 폭에 의해 결정된다. 이것은 펄스 폭 변조의 일종이다. 일반적인 RC 서보에서는 20ms마다 펄스를 볼 것으로 예상하지만, 이는 서보에서 서보까지 다른 광범위한 범위 내에서 변할 수 있다. 펄스 폭에 따라 모터가 얼마나 회전하는지가 결정된다. 예를 들어, 많은 RC 서보에서 1.5 ms 펄스는 모터를 90° 위치(중립 위치)로 회전시킨다. 낮은 시간(및 총 주기)은 넓은 범위에 걸쳐 변화할 수 있으며, 서보 모터의 위치에 영향을 미치지 않고 펄스마다 변화한다.

현대의 RC 서보 위치는 PWM 듀티 사이클(즉, ON 대 OFF 시간)에 의해 정의되는 것이 아니라 펄스 폭에 의해서만 정의된다. (예: 일부 DC 모터 속도 제어에서 사용되는 PWM과는 다르다.) 대부분의 RC 서보들은 매 6ms마다 1.5ms 펄스(듀티 사이클 25%)를 수신할 때(듀티 사이클 6%)와 같은 위치로 이동하며, 두 경우 모두 중심 위치(중립 위치)로 선회한다. 많은 RC 서보에서, 새로 고침 빈도(펄스를 초당 몇 번 보내는지, 일명 펄스 반복 빈도)가 40Hz ~ 200Hz 범위에 있는 한, 정확한 새로 고침 빈도 값은 무관하다.^{[1][2][3][4][5][6][7][8][9]}

20 ms(50 Hz)의 기간은 신호를 PPM(펄스 위치 변조) 형식으로 인코딩하여 공중으로 전송한 날로부터 온다.^[10] PPM 주기는 약 22.5ms였으며 PWM으로의 변환은 사소한 것이었다: PWM 하이 상태의 시간은 해당 서보에 대한 PPM 펄스의 시간 위치였다.

대부분의 RC 수신기는 일정한 프레임률로 RC 서보에게 펄스를 보내 하이 타임만 변화시킨다. 단, 주파수(프레임 레이트)만 변경하면 기능 발생기가 일정한 10% 듀티 사이클로 설정되어 RC 서보 전체를 이동하도록 명령할 수 있다.^[11]

힘

이 서보들이 이동 명령을 받으면, 그들은 그 위치로 이동하여 그 위치를 유지할 것이다. 서보가 위치를 잡고 있는 동안 외부 힘이 서보를 밀면 서보는 그 위치에서 벗어나는 것을 저항할 것이다. 서보가 발휘할 수 있는 최대 힘의 양은 서보의 토크 정격이다. 그러나 서보스는 시간 초과 기간 동안만 위치를 유지할 것이다. 서보에게 위치를 유지하도록 지시하기 위해 위치 펄스를 보통 20ms 이내에 반복해야 한다.

변형

1.5ms 미만의 서보로 펄스를 보내면 서보는 한 위치로 회전하고 출력축을 중립 지점에서 시계 반대 방향으로 일정 수만큼 유지한다. 펄스가 1.5ms보다 넓으면 그 반대 현상이 발생한다. 서보를 유효한 위치로 돌리도록 명령할 최소 및 최대 펄스 폭은 각 서보의 기능이다. 브랜드마다, 심지어 같은 브랜드의 다른 서보들도 맥시마와 미니마가 다를 것이다. 일반적으로 최소 펄스 폭은 약 1ms이며 최대 펄스 폭은 2ms이다.

참고 항목

• PID 제어기
• 서보(라디오 컨트롤)
• 서보 대역폭
• 서보메차니즘

참조

외부 링크

• 취미 서보 기본사항