Servo Motor Nasıl Kontrol Edilir

Servo motorlar doğrudan şebeke ile çalıştırılamayan motorlar olmaktadır. Servo motoru çalıştırmak için kesinlikle bir servo sürücüsüne gerek duyulmaktadır. Servo sürücü sistemi ile kontrol edilen servo motorlar zaten bütün üretici firmalar tarafından takım olarak üretilmektedir. Her marka servo motor kendi markası ile sürülmektedir. Diğer markalar ile de sürülebilmektedir ancak bu durum zorlu olabilmektedir.

Servo inverterleri pozisyon kontrolü yapabilmektedir. Bu da motorun hata vermesine sebep olabilmektedir. Servo motor kontrol sistemleri kontrol ünitesi, cnc kontrol ünitesi veya operatör paneli ile sürülebilmektedir. Servo motor kontrolü üretim kalitesi açısından büyük önem taşımaktadır. İncelikli ve hızlı yapılmış bir kontrol, üretimde pürüzsüz yüzeyler, ergonomik ve istenilen ebatta malzemeler ve ekonomi olarak faydası alınan bir işlemler olmaktadır.

Servo Motor Kontrolü Çeşitleri

Servo motorun kontrol çeşitlerini bulunmaktadır ve her bir çeşit diğerinden farklı olmaktadır. Bu nedenle bu çeşitleri sizler için derledik. 

Pozisyon Kontrol Modu (Harici Sinyal Girişi ile)

Servo sürücü servo motorun üzerinden gelen pozisyon komutu ile ilintili olarak pozisyon kontrolü yapan sürücüler olmaktadır. Kontrol komutu harici sinyal girişi olmaktadır ve sinyal tipi kare dalga pals olarak ölçülmektedir.

Pozisyon Kontrolü Modu (Dahili Parametre Girişi ile)

Kontrol komutu dahili parametreler yardımı ile de yapılabilmektedir. Sekiz dijital giriş kombine edilerek gerçekleştirilir. Kontrol komutu ise dijital giriş sinyalleri arasından seçilmektedir.

Servo motorlarda pozisyon kontrolü yaparken motor kablosu, servo motora bağlanmalıdır. Enkoder kablosu da aynı biçimde bağlanmalıdır. Daha sonra enkoder kablosu ve motor kablosu sürücüye bağlanmalıdır.

Dual Kontrol Modu (İkili)

Pt ya da S kontrol modu dijital giriş sinyali ile seçilebilmektedir. Pt ya da T kontrol modu da dijital giriş sinyali ile seçilebilmektedir. Pr veya S kontrol modu  ile Pr veya T kontrol modu dijital giriş sinyaliyle seçilebilmektedir.

Hız Kontrol Modu

Hız kontrol komutundan alınan hız bilgisi ile servo motor hedef hızı kontrol etmektedir. Dahili bir parametre olan hız kontrol komutu harici bir sinyalle veya potansiyometre ile verilebilmektedir.

Hız Kontrol Modu (Analog Girişsiz)

Hız kontrol komutundan alınan hız bilgisine göre servo motor sürücüsü, servo motoru kontrol edebilmektedir. Hız kontrol komutu dahili bir parametredir ve harici sinyal girişi bulunmamaktadır.

Hız kontrol modunda motor kablosu öncelikle motora bağlanmalıdır. Bu işlem yapılırken çentiğe dikkat edilmesi gerekmektedir. Enkoder kablosu da aynı şekilde dikkatlice yerleştirilmelidir. Ardından bu kablolar motor sürücüsüne bağlanmaktadır.

Tork Kontrol Modu

Tork kontrol komutundan alınan tork bilgisi ile ilintili olarak servo motor hızı kontrol edilebilmektedir. Dahili parametrelerden giriş ya da harici sinyal girişlerden biri olabilmektedir. Bu da dijital sinyallerden seçilebilmektedir.

Tork Kontrol Modu (Analog Girişsiz)

Tork kontrol komutundan alınan bilgi ile servo motor hızı kontrol edilmektedir. Dahili parametrelerden giriş alınabilmektedir. Fakat harici sinyal girişi olmamaktadır.

JOG Modu

Kesik çalışma moduna verilen isim olmaktadır. Sürücü üzerinde ayarlanan sabit hızda manuel olarak motorun çalıştığı modu ifade etmektedir. Üzerine basıldığında çalışmakta, bırakıldığında ise durmaktadır.

monash.pw

18 Haziran , Pazar

Yazar: Timsah Ajans

Servo motor 0 ila derece arasında 1 derece hassasiyetle dönebilen motor çeşididir. Tam tur atamaz. Genellikle robot kol gibi tam tur dönmesine gerek olmayan, hassas açılı yerlerde kullanılır. Servo motor içerisinde bir adet DC motor bulunur. DC motorun ucuna bağlı dişli sisteminin yardımıyla servo mili daha fazla yük kaldırabilmektedir. Bu işlem sırasında servonun dönüş hızı da yavaşlamış olur. Kullanılan dişli sistemine göre servo motorların kaldırabileceği yük değişir.

Servoların kaldırabileceği yük tork gücü üzerinden ifade edilir. Servo motorların torku, motor miline bağlı 1 cm uzunluğundaki çubuğun kaldırabileceği maksimum yük olarak tarif edilir. Piyasada bulunan servolar genellikle 1,4 monash.pw torka sahiptir. Bu da demek oluyor ki, motor milinize bağlı 1 cm uzunluğunda bir çubuk varsa ve bu çubuğun ucuna bağlı yük 1,4 kilogramdan fazlaysa motorunuzun gücü mili döndürmeye yetmez. Eğer çubuğun uzunluğu 10 cm ise en fazla gram kaldırabilirsiniz.

Kaliteli dişli sistemine sahip daha güçlü servo motorlar da vardır. Projede kullanılacak servo motorun seçimi, taşıyacağı maksimum yüke göre yapılmalıdır.

Servo motorun üç adet bağlantı kablosu bulunmaktadır. Bu kablolar genellikle kırmızı, turuncu (bazen sarı) ve siyah (bazen kahverengi) olmaktadır. Bu renkler kabloların görevini göstermektedir. Kırmızı renk besleme (genellikle 5 volt) bağlantısını, siyah veya kahverengi renk de toprak bağlantısını göstermektedir. Geriye kalan turuncu kablo ise motorun açısını belirleyecek olan veri bağlantısıdır. Motorun dönüş açısının belirlenmesi için veri hattı üzerinden PWM adı verilen özel kare dalga sinyalleri yollanmaktadır. PWM sinyali belirli bir süre 5 volt, belirli bir süre 0 volt düzeyinde verilen gerilimdir. 5 volt düzeyinde geçen süreye "görev zamanı", toplam süreye de "PWM periyodu" denir. Servo motorun kontrolü için ayarlanmış özel görev zamanları ve PWM periyotları vardır. Bu ayarlar dışındaki PWM sinyalleri servo motoru düzgün çalıştıramaz.

Arduino’da servo motor kontrolü için özelleştirilmiş PWM pinleri bulunmaktadır. PWM pin sayısı Arduino’nun türüne göre değişmektedir. Bu pinlerin yanında dalga (~) işareti bulunmaktadır.

Servo motor kontrolü için öncelikle Servo.h kütüphanesini projemize eklemeliyiz. Servo kütüphanesi eklendikten sonra Servo nesnesi kullanılarak yeni servo motorlar tanımlanır. Tanımlanan servo motorın bağlı olduğu pinler seçilir ve servo kullanıma hazır hale getirilir. Motor milinin konumunu değiştirmek için Servo nesnesinin attach metodu kullanılır. Bu metodun içerisine motor milinin gitmesi istenilen derece arasında açı yazılır. Servonun yeni konumunu alması biraz zaman alabilir. Bu yüzden bekleme (Delay) komutu kullanılmalıdır.

Servo gibi mekanik içyapıya sahip elektronik elemanların kullanımına dikkat edilmelidir. Bu elemanlar zorlanmalara bağlı olarak fazla akım çekebilir. Besleme kaynağının fazla akımlar için yeterli olmasına dikkat edilmelidir.

Servo motorun teknik bilgilerinde önerilen besleme geriliminden fazlası, motorun iç yapısına ve dişli sistemine zarar verebilir. Bu yüzden servo motora önerilen besleme geriliminden (genellikle 5 volt) fazlası verilmemelidir. Servo motor ve benzeri mekanik elemanların fazla akım çekmesinden dolayı, bu elemanların besleme ve toprak bağlantıları arasına kapasitör konmalıdır. Böylece devremiz, bu elemanların yaratacağı gerilim dalgalanmalarından korunmuş olur.

Uygulama: Potansiyometreyle servo motor kontrolü

Potansiyometrenin ve servo motorun nasıl kullanıldığını öğrenmiştik. Bu uygulamada, servo motoru potansiyometreyle kontrol edeceğiz. Potansiyometrenin dönmesiyle değişien gerilimi servonun dönebilmesi için 0 ila derece arasında çevireceğiz. Böylece potansiyometrenin döndürülme oranında servo motor da dönecektir.

Eğer projede motor gibi fazla akım çekebilecek elemanların kullanılması gerekiyorsa bu elemanları Arduino üzerinden beslemek doğru değildir. Bu yüzden fazla akım çekebilecek elemanlar genellikle Arduino üzerinden değil, harici bir kaynak üzerinden beslenir. Uygulamada servo motor Arduino üzerinden değil, harici bir pil (yaklaşık 5 volt) üzerinden beslenecektir. Arduino ve harici besleme kaynağının toprak hatları birbirine bağlanmalıdır. Aksi halde motor düzgün çalışmayacaktır.