Analoge vs Digitale servoer

[Tom Erik]

Et lite tips angående digitale vs. analoge servoer:

Fordelen med digitale servoer er at styresystemet i servoen er raskere enn i analoge servoer. Dette gjør at en digital servo responderer umiddelbart på ytre påkjenninger, derfor også denne duringen mange er så "redde" for. Dette er forøvrig helt normalt.

Men, ett slikt raskt digitalt styresystem setter krav til at motoren i servoen henger med. Normale rimlige servoer har 3- eller 5-polet motor i seg, enten de er analige eller digitale, men problemet med disse motorene er at de har en tung rotor i jern og kobber noe som gir høy rotasjonsmasse noe som gjør at det tar tid før de starter/stopper. En rask digitalkrets vil derfor etter hvert slite i stykker disse motorene. Derfor har de gode servoene en "coreless" motor, der den roterende massen bare består av kobber og en aksling, alså med bare en brøkdel av bevegelig masse som skal startes/stoppes av den digitale styrekretsen.

Derfor, hvis du er ute etter driftsikkerhet ville jeg derfor valgt en analog servo med coreless motor fremfor en digital servo med 3-polet motor. Selv er jeg mer opptatt av at motoren er av coreless-typen enn om styringen er analog eller digital. Et slikt fly som bygges er fortjener iallefall noe bedre enn en upresis og upålitlig servo til 300,-

[xilian]

Dette synes jeg var såpass interessant at det fikk egen tråd.

Skal heretter kun kjøpe analoge coreless servoer

Sentrering er jo grusomt viktig på en servo. Hvordan er dette i forhold til analoge/digitale servoer?
Eller går det mer på motoren? Vil tippe at en coreless er bedre på sentrering

[Superstar40]

I pattern miljøet så har har man stort sett brukte coreless servoer. Jeg har ikke forstått hvorfor før nå - så dette var jo oppklarende

[andersand]

imho er sentrering mere presist på digitale og det er snakk om helt andre frekvenser, men for dere flygutta spiller det vel mye mindre rolle, enn for fbl heli som har uendelig antall små korreksjoner hele tiden. , dere kjører vel ikke frem og tilbake hele veien flere ganger i sekundet

i disse high tech hvor elektronikk stortsett er billig, synes jeg fortsatt servoer koster latterlig mye, Tenkte prøve ut hyperion sine nye HV servoer (digitale, corless og 7.4 dvs lipo rett i ) disse koster relativt lite, spesielt kontra align (savox) sine nye HV

[Quadrocopter]

Ikke glem en av de viktigste forskjellene!

Analoge servoer oppnår maks "holdekraft" først ved ca 15 grader mens digitale oppnår maks kraft allerede etter ca 7 grader !!

Videre er det ikke alltid hastigheten på servoen bestemmes av motorens rotasjons hastighet, gir-utvekslingen er mange ganger like avgjørende.

her er et sitat fra en som har testet litt på dette området.

In testing about 28 servos both analog and digital I found the typical analog servo develops its maximum torque at about 15 degrees and the typical digital is about 1/2 that (7 degrees). The best digital servo I tested took 4 degrees to develop its maximum torque.
Please let is know what servo you have that develops its maximum torque at less than 1 degree. I would like to get one and test it.

Hovedgrunnen til at jeg velger digitale servoer er kraft og presisjon

[troasb]

Med tanke på driftsikkerhet, så er det jo ikke så dumt med en analog servo med coreless motor. Men disse servoene finnes det ikke så mange av, så utvalget er begrenset, og prisen er jo omtrent den samme som for en coreless digital med mer kraft og bedre presisjon.

Så har man jo også BLS (brushless) servoer i dag, som er enda raskere og mer presise og slitesterke en coreless servoer.

[Tom Erik]

Diskusjoner rundt servoer dukker opp med jevne mellomrom. Det er bra! Her er det mange brukere med forskjellige erfaringer, preferanser og bruksområder. Jeg kjenner flere på formet her som kan dette "faget" til fingerspissene, og jeg håper de kommer inn å korrigerer dersom jeg formulerer meg feil.

I utgangspunktet er en digital servo identisk med en vanlig analog. De er like på utsiden og det er kun små forkjeller i styringssystemet som utgjør forskjellen. Alt av drevsett, motor og potmeter er i prinsippet likt. I en digital servo sitter det en microprosessor som kontinuerlig analyserer signalet fra mottaker og som kontrollerer motoren.

Når en analog servo som står "på tomgang", altså stille og uten belastning, så går det ingen strøm til servomotoren. Når servoen får et signal om å bevege seg eller krefter bli påsatt servoarmen, vil kontrollsystemet svare med å sende strøm til motoren. Denne strømmen, blir "klipt" opp (av-på) med en frekvens på 50 ganger pr. sekund. Ved å forandre lengden på denne pulsen kan servoen justere hastigheten på motoren og kjøre servoen til riktig posisjon. Når denne posisjonen oppnåes vil potmetert si i fra at posisjon er oppnåd og spenningspulsen vil stoppe.

Som alle sikkert skjønner så vil veldig korte spenningspulser dermed gi liten effekt og systemet fungerer best ved lengre pulser, altså kjøring av serveoen over større områder. Denne svakheten kalles dødbånd og merkes som unøyaktighet rundt senterområdet på en servo. Dette kan testes med vanlig radioutstyr ved å se om servoen reagerer på f.eks. 1% intervaller på subtrimmen på en computersender. En god servo vil få med seg hvert eneste % eller "step".

På en digitalservo har man muligheten til å legge til forhåndsprogramerte paramtre på signalet FØR microprossesoren mottar et signal. F.eks. lengden på spenningspulsen til motoren. Dette gjør det mulig å fortelle servoen at den skal legge på maksimalt med power når servohjulet bli forsøkt flyttet på, uavhengig av hvilke krefter som blir påsatt. Slike parametre blir programert inn i microprosessoren og optimalisert for servoens bruksområde.

Mens den analoge servoen sender en puls til motoren på 50 ganger pr. sekund, så jobber digitalservoen med en puls på 300. Altså mottar motoren informasjonen 6 ganger kjappere. Siden pulsen nå er kortere, pga. den høyere frekvensen, vil motoren også reagere kjappere. Dette gjør ikke bare at motoren reagerer kjappere på et signal, men en regulering av spenningen for akselerasjoe eller oppbremsing han bli sendt til motoren oftere. Dette gir et mindre dødgang, raskere respons og akselerasjon, økt oppløsning, bedre holdekraft og ikke minst mykere operasjon av servoen.

Det er en ulempe med digitale servoer og det er ett betydlig høyere strømtrekk. Her må man passe litt på, spesielt ved de litt kraftigere digitale servoene som kan dra opp til 1-1,5Amp og har du flere av disse så tømmer du fort batteriet. På en tilsvarende Pitts'n som min har det blitt målt strømtrekk opp til 22A i tunge manøvre...

Litt repetisjon og tilleggsinfo rundt dette med servomotoren. Jeg skal legge ut noen bilder i morgen når jeg finner annet skriveredskap enn fjøla fra Apple... En konversjonell servo-motor har en jern-kjerne med kobbertråd spunne trundt, og dette spinner på innsiden av ett magnet-felt. I de rimligste standardservoene finner man en billig 3 eller 5 pols børstemotor. En slik motor har store forsinkelser når den passerer de forskjellige magnetfeltene, noe som fører til dårlig presisjon i servoen. Ett annet problem, som nevnt tidligere, er at selve kjernen, med jern+kobbertråd, gir relativt stor masse å bevege på. Disse to faktorene fører til dårlig presisjon og bredt dødbånd.
I en Coreless-servo finnes det ingen jern-kjerne. I disse motorene ligger det en permanent magnet med en roterende sylindrisk spunnet kobber-element. Dette gir betydelig lavere bevegelses-masse og ingen forsinkelse mellom magnetfeltene. Dette fører til bedre start-up krefter, smalere dødbånd og høyere oppløsning.

Alle Futabas servoer i 9-serien har coreless servo. En digitalservo med 3-polet motor er i mine øyne helt bortkastet og egentlig en selvmotsiglese da den trege motoren aldri kan utnytte fordelene i ett digitalt styringssystem. Dessverre er det slik at alle skal ha digitale servoer i dag og produsentene produserer digitale servoer med 3-pols motor i bøtter og spann mens den stakkars forbrukeren sitter igjen med en middelmådig servo der presisjonen er akkurat som før, til en høyere pris, med høyere strømforbruk. Og større slitasje.

Det siste nye nå er digitale servoer med børsteløse motorer. Futaba kom for noen år siden ut med sin BLS-serie bestående av servoer utviklet spesielt for Bil og helikopter. Disse servoene er meget presise, har lavere strømtrekk enn andre med tilsvarende ytelse og de har betydelig lengre levetid. Jeg har bare prød de i helikopter of der er de fabelaktig gode.

[Quadrocopter]

Understanding RC Servos ? Digital, Analog, Coreless, Brushless

[Tom Erik]

Noen grafer og illustrasjoner er lagt ut på hjemmesiden: Artistic3D - Analoge vs digitale servoer

[kwik]

En viktig ting på et forum som dette, er å få med på venstresiden, under avataren om man er leverandør, eller vanlig bruker.

Når man ser at en leverandør er ute og argumenterer, så kan man ha det i bakhodet.

[Ofly61]

Har lite peiling på dette men fant denne

http://www.futabarc.com/servos/digitalservos.pdf

[Tom Erik]

Har lite peiling på dette men fant denne
http://www.futabarc.com/servos/digitalservos.pdf

Ser den samme illustrasjonene jeg har brukt går igjen i pdf'n du linker til. Jeg fant noen lignende grafer når jeg gjorde et Google søk på temaet, men de hadde ingen koblinger mot noen produsent. Fant det på en website for robot byggere, skal se om jeg finner den igjen.

De samme prinsippene gjelder uansett for alle type servoer, uavhengig av produsent selvfølgelig.

[Tom Erik]

En viktig ting på et forum som dette, er å få med på venstresiden, under avataren om man er leverandør, eller vanlig bruker.

Når man ser at en leverandør er ute og argumenterer, så kan man ha det i bakhodet.

Forstår ikke hva du mener. Skal alle som ikke er leverandører skrive at vi er "brukere" under avataren vår? Ikke at jeg kjenner alle her, men min oppfatning er at de aller fleste leverandørene er flinke til å fortelle at de driver butikk.