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Servos

 

Mit Servo oder Servoantrieb bezeichnet man eine Einheit aus Servomotor, Getriebe und Steuereinheit, die eine Positionsregelung enthält, so dass man über eine Fernsteuerung die Stellung der Antriebswelle vorgeben kann und der Servoantrieb diese einstellt und hält, bis ein neues Signal gesendet wird. Modellbauservos werden beispielsweise im Modellflugzeugbau verwendet um Höhen-, Seiten- und Querruder per Fernsteuerung im Flug zu verstellen oder den Motor zu drosseln.
 
Beim Bau von Robotern werden Servos für den Antrieb von Rädern und anderen beweglichen Teilen verwendet. Auch das Ausrichten von Sensoren ist mit Servoantrieben möglich. Für die Verwendung beim Bau von Robotern ist das eingebaute Getriebe und die Positionsregelung sehr praktisch. Das Getriebe erzeugt relativ große Kräfte aus vergleichsweise kleiner Motorleistung und wegen der Positionsregelung ist eine einfache Ansteuerung möglich. Die Robotersteuerung kann direkt eine Position vorgeben und muss nicht die notwendigen Umdrehungen des Motors selber berechnen und kontrollieren.
 
Abhängig von der Leistung beziehungsweise Stellkraft und der Baugröße unterscheidet man zwischen Standardservo, Microservo und Hochleistungsservo. Standardservos verwendet man im klassischen Modellbau, sie werden daher auch als Modellbauservos bezeichnet, sie sind relativ leicht und kompakt. Microservos braucht man für Leichtmodelle, hier gibt es noch engere Grenzen für das Gewicht, dafür sind aber auch nicht so große Kräfte notwendig, wie sie die größeren Modelle liefern. Hochleistungsservos werden dagegen in Industrierobotern und anderen Maschinen eingesetzt, wo große Kräfte aufgebracht werden müssen. Im Modellbau sind sie nur in sehr großen Modellen notwendig.
 
Modellbauservos werden im Allgemeinen mit einer Pulsbreiten-Modulation angesteuert. Bei dieser Art der Steuerung wird in regelmäßigen Abständen ein Spannungsimpuls an die Servosteuerung gesendet wobei die Länge des Impulses den gewünschten Drehwinkel kennzeichnet. Beispielsweise kann ein Impuls von 1 Millisekunde für den linken Anschlag stehen und ein Impuls von 2 Millisekunden für den rechten Anschlag.
Ein Modellbauservo hat normalerweise ein Potentiometer, das heißt, einen einstellbaren Widerstand, mit dem die Lage der Antriebswelle bestimmt wird und zwei Anschläge, die den Stellweg begrenzen, so dass sich die Welle nicht ganz herum drehen kann. Die Steuereinheit bestimmt den aktuellen Drehwinkel über den Widerstand am Potentiometer. Wenn der Winkel nicht mit der Vorgabe von der Fernsteuerung übereinstimmt, dann dreht die Steuerung den Motor bis die vorgegebene Position erreicht ist.
 
Es gibt aber auch andere Bauformen, ein umlaufender Servo hat beispielsweise keine Anschläge sondern kann sich vollständig im Kreis drehen. Mit einem umlaufenden Servo hat man schnell den Antrieb eines Roboters selber gebaut, da Getriebe und Steuerung bereits vorhanden sind und nur noch Räder befestigt werden müssen. Für Greifarme oder drehbare Sensoren kann man dagegen Standard-Servos einsetzen, da hier keine vollständige Umdrehung notwendig ist.
 
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