"Upplösning" hobbyservon

[bildgravyr]

Vilken precision är det möjligt att få med "billiga" hobbyservon? Har planer på att bygga en delta-robot. Har funderat på en liknande den här http://letsmakerobots.com/node/10577, men vill ha en upplösning på 0.1 mm på en total yta på ungefär 10x10 cm.
Är det möjligt med hobbyservon eller måste man satsa på stegmotorer?

[Andax]

Inte helt lätt att räkna om positionsupplösning till vinkelupplösning, men om vi antar att man använder ca 100 grader av servot så behöver du något i stil med 0.1 graders upplösning. Det får du definitivt inte med ett hobbyservo, kanske en faktor 5-10 sämre.
Du skulle behöva mer än 16 mikrosteg på en vanlig 200 stegs stegmotor för att lösa dina krav.

[bildgravyr]

Ok, tack.
Får satsa på stegmotor och någon form av nedväxling istället.

[hubben]

Om jag inte missminner mig helt nu så har du ett verksamhetsområde på +- 60 grader på ett "normalt" hobbyservo, dvs 120 grader aktionsområde. För att styra servot har du en signalupplösning om 1000 punkter, så i teorin borde du komma ner på 0.12 graders upplösning på ett värre variantens hobbyservo. Bättre upplösning än så får du aldrig då signalen är begränsande, sämre upplösning än så har du troligen alltid...

Vore det inte bättre med stegmotor och någon sorts linjärstyrning? Med en roterande rörelse får du ju en icke-linjär rörelse i Z-led?
Alternativt en servomotor med feedback från Z-axeln direkt?

[Nerre]

Jag trodde att hobbyservon var mer eller mindre analoga? Är det inte en pot som återkoppling och den jämförs mot pulsbredden? Och pulsbredden är väl analog?

[hubben]

Det är en pot som ger återkoppling, men de flesta moderna servon är idag digitala.

Hade nog inte riktigt tänkt färdigt när jag skrev, signalen går från 1000 till 2000uS hög, men upplösningen beror ju på PWM-frekvensen - så du kan ha högre upplösning än 1000 punkter...
Det finns rätt bra specat på lite dyrare servon vad de klarar för uppdateringsfrekvenser och PWM frekvenser.

[Nerre]

Ok, men förr var det väl i princip en RC-krets (med poten som R) som gav en puls som via komparator jämfördes med styrpulsen och bestämde åt vilket håll motorn skulle gå?

[hubben]

Exakt så.
Idag är systemet fortfarande kompatibelt med dåtidens servon, men signalen både skickas, läses och tolkas digitalt.

(Gäller såklart nyare digitala servon)

[Andax]

Egentligen kanske man kan få "upplösning" på 1:1000, men knappast "noggrannhet" på 1:1000 med hobbyservon. Det är flera faktorer som spelar in, både hur genereringen av PWM ser ut, hur avkodning i servot av PWM ser ut och hur bra positionsåterkoppling man har. T.ex. så är det säkert bara en typ av P-reglering (jmfr PID) i enklare servon. Dvs ju längre ifrån önskad position så ju starkare reglerar man, men vid små fel så reglerar man knappt alls eftersom friktioner etc är större än vad reglerkommandot ställer ut. Med en gnutta I-reglering kan man få bort en del av dessa konstant fel.

Med stegmotorer med mikrostegning har man även där upplösningen men kanske inte noggrannheten eftersom man vid mikrostegning får lite gummibandseffekt på hållmoment.

[Nerre]

Ja, ska man ha både hög upplösning och bra precision behöver man väl ha en glappfri högupplöst återkoppling.

[hubben]

Nu är servon till ex. helikoptrar rätt exakta i sin reglering. Skulle de centrera olika med rätt små marginaler skulle det få väldigt otrevliga effekter vid flygning. Dessutom har du tre servon av samma typ som kontrollerar swashplattan, och om dessa beter sig olika blir det även då knepigt att flyga. Så köper man BRA servon, typ dessa:
http://rubinrc.se/product_info.php?products_id=2004
så får du servon som beter sig likadant med väldigt små marginaler och med hög noggrannhet.

Att ha noggrannhet på 0,1 grad är väl ändå rätt optimistiskt skulle jag gissa, det har jag inte läst några tester på...

[BER]

0,1 grader är inte omöjligt med ett 120 graders analogt servo i mellanprisklassen under förutsättningar att servot inte lastas med ett konstant moment.

I mitt examensprojekt för en massa år sedan så använde vi ett analogt RC servo modifierat till att panorera en kamera +- 250 grader, styrd vi MCU med PWM baserat på en 16-bitars timer. Där kom vi ner under 0,1 grader med nyservad mekanik... Men det går inte absolut positionera med 0,1 ggr upplösning från ändläge till ändläge. Det som tycktes begränsa upplösning var att få ett tillräckligt stort reglerfel för att överkomma startstömmen på servomotorn.

Vi genomförde även test med digitala servon dels till kamera styrningen och dels till att styra farkosten som kameran satt på. Vi kunde inte hitta några fördelar i våran applikation med de digitala servona. De digitala servona drog generellt sett mer ström, de hade lägre upplösning, de var spattiga vilket medförde skakig bild. De digitala servona var snabbare på att nå sin beordrade position men i våran applikation hade vi ingen nytta av det, snarare tvärt om.

Edit: Fixat ihop skivning