כל מה שרצית [או לא רצית] לדעת על סרוואים

ראשית אני יודע שיש פה מאמרים דומים וסביר כי תורגמו או התבססו על אותו מקור המצויין בסוף המאמר
מאמר זה פונה יותר לרכבים על שלט ופחות לטיסנים ומסוקים
לגבי מי שיטען [אולי] להעתקה...אני את המאמר שלי ישבתי ,תרגמתי, חקרתי, ערכתי וחיפשתי תמונות ברחבי הרשת...

כל מה שרצית [ולא רצית] לדעת על סרוואים
מנועי הסרוו הם השרירים השולטים ומזיזים כל דבר בכלי רכב שונים על שלט רחוק. תנועתו של כל סרוו היא ביחס שווה לתנועת הסטיק, ההדק או גלגל ההגה במשדר. הסרוו מחובר להיגוי, למצערת ,לברקס או לכל פעולה אותה נרצה לבצע בלחיצת כפתור.
קיימים סוגים שונים מגוונים ומשונים של סרוואים המתאימים במיוחד לפעולות מיוחדות אותן נרצה לבצע . לכל סרוו יתרונות וחסרונות אותן יש לשקול ע"מ לקבוע אם הוא מתאים לייעודו.
מטרת מדריך זה לסקור ולהסביר את מגוון האפשרויות והסוגים ע"מ להקל את ההתאמה של הסרוו למטרתו.
תוכן:
1. כללי: איך סרוו עובד
2. מפרט טכני
3. מומנט
4. מהירות
5. מידות ומשקולות
6. מיסבים
7. גיר
8. סרוו דיגיטאלי/ סרוו סטנדרטי
9. מנועי סרוו
10 מוליכים ומחברים

כללי: איך סרוו עובד?!
סרוו מתבסס על מנוע DC קטן, מספר מסוים של גלגלי שיניים, פוטנציומטר [נגד משתנה] וכן מעגל אלקטרוני לבקרה. לכל סרוו 3 מוליכים חשמליים.סדרה של פולסים במתח יחסי נמוך מגיעים לסרוו מהמקלט דרך המוליך הלבן בעוד שהמוליכים האדום והשחור מספקים מתח להפעלת מנוע ה DC.
הסרוו מקבל מידע בצורת פולסים חשמליים שונים כל 20 מילי שניות.על הסרוו לשמור על מצב למשך ה20 מילי שניות הקרובות עד לקבלת האות הבא מהמקלט.
במשך ה 20 מילי שניות הנ"ל על הסרוו להתנגד בכל כוחו לכוח המופעל עליו מהגלגלים או מהמעצור אותו הוא מפעיל.
אם ניסת פעם להזיז את הזרוע ההיגוי של הסרוו בזמן שהמערכת פועלת והמשדר במצב ניטראלי בוודאי שמת לב כי הסרוו נלחם בכוח שמופעל עליו כדי לחזור למצבו הניטראלי.
אם לא ניסית...לך תנסה.
אם אתה תוהה איך זה עובד? ניתן להשוות פעולה זו לבקרת שיוט במכונית השומרת על מהירות קבועה של הרכב בעליה או בירידה.
גם הסרוו וגם בקרת השיוט נעזרים במשוב אותו הם מקבלים.
בבקרת השיוט המשוב מתקבל מהספידומטר,והמערכת האלקטרונית משווה את הנתון מהספידומטר למהירות שנקבעה.
אם המהירות גבוה מהנקבע המערכת מרפה מדוושת הדלק או מפעילה לחץ על דוושת הבלם ובהתאמה אם המהירות נמוכה מהנקבע יש להרפות מהבלם וללחוץ על דוושת הדלק.
היות ותהליך בקרה ומשוב זה מתבצעים מספר פעמים בשנייה הגוף האדם אינו מסוגל להרגיש בהבדל.
כמו הספידומטר גם הסרוו משתמש במשוב אותו הוא מקבל מהפוטנציומטר המותקן בתוכו. פוטנציומטר הוא נגד המשנה את התנגדותו במהלך סיבובו במהלך תנועת הסרוו.
מעגל האלקטרוני בסרוו יודע את מצבו ע"פ שינויי המתח החשמלי המשתנים ע"פ שינוי ההתנגדות בפוטנציומטר [כאשר ההתנגדות של הפוטנציומטר עולה המתח יורד].
המעגל האלקטרוני משווה בין המצב של הסרוו בפועל [ע"פ התנגדות הפוטנציומטר] לבין המצב הנדרש ע"י המקלט [והמשדר] ומזיז את מנוע הסרוו לכיוון הנדרש ע"מ לצמצם את ההפרש.
ויסות ומיקום הפולסים
הדבר החשוב ביותר שיש לזכור ממדריך זה הוא שכל הסרוואים הסטנדרטיים משתמשים בשפה לויסות פולסים [Pulse Position Modulation (PPM)] .
הסיפור של הפולסים מסתכם ב"מתח פועם" המספק מתח או לא מספק מתח בתדירות מסוימת. את הפולסים מספק המקלט ע"י פקודה מהמשדר.
משך הזמן שבו הפולס נותן מתח במסגרת זמן של 2 אלפיות השנייה[אלפ"ש] מצביע על מיקום הסרוו.
רצף זה של תגובות חוזר על עצמו כ 50 פעם בשנייה.במהלך החצי הראשון של 2 אלפ"ש הפולס דולק תמיד.
במצב זה מבין הסרוו כי הוא עומד לקבל פקודה ואילו החצי השני של 2 אלפ"ש מציין את כיוון התנועה אותה נדרש הסרוו לבצע.
כדי להבין את פעולת הסרוו טוב יותר שים לב לתרשים למטה:
סרוו 1 מבצע פקודה של שמאלה חזק= זמן פולס דולק: 1 אלפ"ש להתעוררות +0 אלפ"ש פקודה= 1 אלפ"ש
סרוו 2 מבצע פקודה של מרכז= זמן פולס דולק: 1 אלפ"ש להתעוררות +0.5 אלפ"ש פקודה= 1.5 אלפ"ש
סרוו 1 מבצע פקודה של ימינה חזק= זמן פולס דולק: 1 אלפ"ש להתעוררות + 1 אלפ"ש פקודה= 2 אלפ"ש
קובץ מצורף 103741
כאשר שולטים במספר סרוואים כל סרוו מקבל מסגרת זמן של 2 אלפ"ש לשליטה. כלומר הסרוו הראשון מקבל 2 אלפ"ש לפקודה ולאחריו הסרוו השני והשלישי ע"פ הטור/הצורך.
כל הפולסים נשלחים ומתוזמנים ע"י המקלט.
קיים פרק זמן "ארוך" בסוף רצף הפולסים בו אין כל פולס למשך לפחות 2 אלפ"ש.
מצב זה מודיע לסרוו כי נגמר סבב סרוואים ומתחיל סבב חדש וכי הפקודה הבאה מתייחסת למצב הסרוו הראשון.
במצב זה פרק הזמן המוקצה לסבב סרוואים הוא 20 אלפיות השנייה אשר מספיק לסבב של 9 סרוואים ועוד זמן לסיום הסבב.
במידה ויש פחות סרוואים יתארך פרק הזמן המהווה הפרדה בין סבב סרוואים אחד למשנהו.
שיטה זו מכוונת את הסרוואים לפי הפולסים ולכן היא נקראת Pulse Position Modulation (PPM)

2. מפרט טכני
בחלק נכבד ממוצרי השלט רחוק ממליץ היצרן על סרוואים המתאימים למוצר,לפעמים המלצת היצרן תצביע על דגם ספציפי ולפעמים על מפרט טכני.
בשלב ראשון מומלץ לדבוק בהמלצת היצרן [במיוחד למתחילים] אך במידה והמלצת היצרן אינה מתאימה למערכת אשר ברשותך או שאתה מעוניין במוצר טוב יותר תצטרך לבחור מוצר מתאים למפרט הטכני הדרוש.
איזה הוא הסרוו בעל המומנט המהירות הדיוק והתכונות הנחוצות?
בממשך יפורטו מספר מושגים להבנת העניין
להלן מפרט טכני של סרוו לדוגמה:
קובץ מצורף 103742

ניתן לראות כי חלק מהנתונים בטבלה תלויים במתח הסוללות המסופק לסרוו:
4.8 וולט מקורו ב 4 תאי ניקל מטאל/קדמיום.
6 וולט מקורו ב 4 סוללות אלקליין AA רגילות או 5 תאי ניקל מטאל/קדמיום
* יש לציין כי בחלק מהמדינות נהוגות שיטות מדידה שונות מהשיטה המטרית הנהוגה בישראל.
** יש לשים לב לאיזה יחידות מדידה מתייחס כל נתון.
*** ניתן להשתמש התוכנות המרה דוגמת התוכנה של "טאוור הוביז" :
http://www.towerhobbies.com/help/convcalcs.html

3. מומנט Torque
מומנט היא מידה לכוחו של הסרוו.
מידת כוחו של הסרוו נקבעת ע"פ מכפלת המשקל אותו
הוא יכול למשוך/לדחוף באורך הזרוע מהציר הסרוו
לנקודת המשיכה.
גלגלי הרכב מנסים להטות ולהתנגד באופן תמידי לפעולת סרוו ההיגוי בעוד הסרוו מנסה להתנגד לכוחות הפועלים עליו.
ככל שהרכב גדול/כבד יותר או נוסע מהר יותר כך יגדלו הכוחות הפועלים על הסרוו.
ניתן להגדיל את הכוח המופעל על הסרוו ע"י קרוב נקודת האחיזה למרכז ציר הסרוו.
קובץ מצורף 103743

4. מהירות Speed
מהירות תנועתו של סרוו מוגדרת כפרק הזמן שבו לוקח לזרוע הסרוו להסתובב 60 מעלות כאשר מופעל עליה כוח מקסימאלי.
לצורך משימות כמו היגוי וניהוג יש צורך במהירות תגובה מהירה ככל הניתן, ואילו לסרוו המשמש לנעילת דיפרנציאל או לזחלנים נדרשים סרוואים איטיים יותר.
חשוב לדעת כי המהירות אינה מדע מדויק היות ואינה מחשיבה את זמן התגובה של הסרוו אלא רק את זמן התנועה.
מהירות התנועה של הסרוו היא מהמדדים החשובים של הסרוו אך קיימים מדדים נוספים אותם נסביר בהמשך.

5. מידות ומשקולות Dimensions and Weight
מידות הסרוו ומשקלו באים בדרך כלל ביחס ישר לכוחו של הסרוו.
הגיוני לומר כי רכבים קטנים וקלים משתמשים בסרוואים קטנים במעלי כוח מוגבל ואילו רכבים גדולים דורשים סרוואים בעלי כוח רב.
קיימים סרוואים בכל גודל ומשקל שתרצה.
השלב הראשון הוא למצוא את כוח הסרוו הנחוץ ורק לאחר מכן לוודא כי מידותיו ומשקלו מתאימים לרכב.

6. מיסבים Bearings
ציר הסרוו נתמך במיסב כדורי או בתותב מתכת המקל את התנועה.
סרוו בעל מיסבים כדוריים יעבוד בצורה חלקה יותר ולמשך זמן ארוך יותר
מאשר סרוו בעל תותב מתכת. רוב הסרוואים הרגילים בימינו מגיעים עם
1-2 מיסבים הממוקמים באזור יציאת ציר הסרוו מהמארז.
סרוואים קטנים מגיעים ללא מיסבים היות והכוחות הפועלים עליו לא
מצדיקים את תוספת המשקל של המיסב. מצד שני חלק מהסרוואים
הגדולים זקוקים לשני מיסבים ויותר ע"מ לתמוך את העומסים אשר מופעלים עליהם.
ניתן לאתר ולרכוש ערכות הסבה להרכבת מיסבים לכמעט כל סרוו המצוי בשוק.
הקיט מכיל מארז המאפשר את הרכבת המיסבים ומיסבים תואמים. אפשרות זאת מהווה שידרוג משמעותי לסרוו במחיר אפסי.

7. גיר Gears
המנוע בתוך הסרוו מסתובב מהר יותר ממה שנצטרך שהסרוו יזוז אך לא יספק את הכוח הדרוש.
לצורך כך נועד הגיר,לכל סרוו יש מערכת של גלגלי שיניים אשר תפקידם להאט את תנועת ציר הסרוו ולהגביר את הכוח אותו ניתן להפעיל ע"י ציר הסרוו.
ברוב הסרוואים קיים גיר העשוי מחומר פלסטי הקרוי "ניילון" חוזקו של הניילון מוגבל ולעיתים תחת העומס קורסים גלגלי השיניים ונשברים.
במידה ויש לך מזל תרגיש בסימני אזהרה לפני שהסרוו יצא מפעולה.
עקב העומסים המופעלים על הסרוואים של מכוניות על שלט מומלץ לרכוש סרוואים בעלי גיר מתכתי.
סרוואים בעלי גיר מתכתי הינם יקרים וכבדים יותר מסרוואים רגילים אך הם יכולים לעמוד בעומסים גבוהים בהרבה.
גם לסרוואים בעלי גיר מתכת יש בלאי אך יהיו סימני אזהרה רבים לפני הרס מוחלט של הסרוו.
דוגמה לסימני האזהרה: עבודה לא חלקה של הסרוו וכן חופש של הזרוע.
ערכת גלגלי שיניים להחלפה הינה זמינה לרוב הסרוואים המצויים בשוק אולם במידה ונהרסו גלגלי השיניים יהיה זול להחליף גלגלי שיניים למתכת מאשר לרכוש סרוו חדש.

8. סרוו דיגיטאלי/ סרוו סטנדרטי
חשוב לציין כי החלק הפעיל בסרוו דיגיטאלי הוא זהה לזה הקיים בסרוו סטנדרטי, לשניהם תקע סטנדרטי שיכול לשמש בכל מקלט סטנדרטי.
ההבדל היחידי הוא שבב אלקטרוני אשר מגביר את תדירות הפולסים השולטים במנוע.
לצורך המחשת ההבדלים בין הסרוואים ניקח כדוגמה את רצוננו להזיז את סרוו ההיגוי מעט. הפעולה הנדרשת היא הזזת גלגל ההגה מילימטרים בודדים, סרוו רגיל יקבל סדרה של 50 פולסים קצרים במתח מלא. בפועל המנוע בקושי מצליח להגיב לפולסים אלו ומה שאנחנו שומעים זה את אותו זמזום מעצבן עם רעידות קלילות של הסרוו.
טווח התנועה של ההדק/הגה אשר אינו משפיע על תנועת הסרוו נקרא "טווח מת" [dead band].
כאשר מסיעים רכב ליד הבית אין חשיבות לטווח המת של הסרוו אולם כאשר מדובר ברכב תחרותי המתחרה במסלול צריך הנהג כל ביט של תנועת היגוי או מצערת.
יותר מידי טווח מת עלול להוביל להפסד בתחרות.
סרוו דיגיטלי ימיר את אותם פולסים מין המקלט לסדרה של 300 פולסים בשנייה במתח חלקי [זאת ביחס ל 50 פעם בשנייה במתח מלא בסרוו רגיל] עקב ריבוי הפולסים [פי 6 יותר פולסים] ,
המתח שלהם ותדירות הופעתם הגבוה יכול הסרוו להגיב לתנועת הגה קטנה יותר וכן לקבל פקודות ברזולוציה טובה יותר.
תכונה נוספת המתאפשרת עקב ריבוי הפולסים היא כוח רב יותר של הסרוו אשר מגיב במהירות לכל תנועת הגה/הדק.
ניתן לדמות את שני הסרוו הדיגיטאלי למצלמה מהירה המצלמת 300 תמונות בשנייה בעוד הסרוו הרגיל הינו מצלמה "רגילה" המצלמת 50 תמונות בשנייה [לצורך הדימוי].
יתכן כי המצלמה הרגילה תפסיד חלק מהאירועים אשר קרו בין תמונה אחת לשנייה בעוד המצלמה המהירה תפסה עוד 5 תמונות באותו פרק זמן
לסיכום: סרוו דיגיטלי מגיב בצורה מדויקת יותר ומהירה יותר לתנועת ההגה או ההדק מסרוו רגיל.

9. מנועי סרוו Motor
במידה ויצא לך לחפש סרוו בוודאי נתקלת בסוגים שונים של מנועים לסרוואים. נתקלת במושגים 3P או 5P או מנוע קורלס ובראשלס אך לא הבנת את מהותם.
להלן מספר הסברים על סוגי המנועים.
מנועי 5P\3P
רוב מנועי הסרוו המצויים בשוק הם בעלי 3 [3P] או 5 קטבים [5P].
לכל מנוע DC [זרם ישר] יש מספר מגנטים קבועים בהיקפו שהאלקטרומגנטים הפנימיים נמשכים אליהם.
המגנטים הקבועים נקראים POLE או קטבים.
כוחו של המנוע פוחת כאשר האלקטרומגנט מצוי בדיוק בין שני קטבים במצב בו המנוע והסרוו במצב עמידה.
יש לציין כי במושגים ובמידת הרגש של נהג מתחיל הפחתת הכוח של הסרוו היא כמעט לא מורגשת.
מנועי קורלס Coreless
במנוע רגיל מלופפים מוליכים סביב ליבת מתכת במטרה ליצור אלקטרומגנט. במנוע קורלס אין את ליבת המתכת.
ליפוף החוטים הוא למעשה שבכה של מוליך המלופפת במבנה מסודר במשיק למגנט מרכזי.
מבנה זה מונע את נושא הפחתת הכוח של מנועי ה 5P\3P . יתרון נוסף של מנוע זה הינו תגובה מהירה יותר עקב העדר הצורך להתגבר על המסה של ליבת המנוע בתחילת התנועה או שינוי כיוון.
תרשים מבנה מנוע קורלס:

קובץ מצורף 103745
מנועי בראשלס Brushless
רבות נאמר ונכתב על יתרונות מנועי הבראשלס. כעת ניתן למצוא מנועי סרוו הנהנים מיתרונות אלו:
אורח חיים ארוך,מהירות תגובה משופרת, עולה חלקה והתנגדות לרעידות

10. מוליכים ומחברים
לכל סרוו [חוץ מסרוואים זבל] יש 3 מוליכים.
חוט אחד הוא מקור המתח מהסוללה [+] [דרך המקלט] .
מוליך אחר הוא המינוס [-] או האדמה המחזיר את המתח לסוללה [דרך המקלט].
ואילו המוליך השלישי הוא אות ההפעלה המגיע מהמקלט [עליו הוסבר מוקדם יותר].
פרט קטן וחשוב הוא שהחלפת ה[+] וה [-] לא יהפכו את כיוון סיבוב הסרוו,היפוך הקטבים יגרום נזק למעגל האלקטרוניקה של הסרוו.
לשם כך יש לפנות לפונקציה המשמשת להיפוך הסרוו בשלט.
כן יש מחבר יעודי ההופך את כיוון הסרוו דרך האות המגיע מהמקלט.
מספר עובדות על מחברים של חברות נפוצות:
* לרוב החברות יש בליטה או שקע אשר מקשים על חיבור התקע הפוך למקלט או למחבר נקבי.
* לעיתים נדרשת התאמה קוסמטית מינורית ע"י סכין לצורך התאמת התקע לשקע.
* מחברי הסרוואים של חברות Futaba, Airtronic, Hitec, Hobbico JR הינם תואמים בגודלם הפיזי וניתנים לחיבור בין מקלטי החברות.
אך יש לוודא כי סדר המוליכים מתאים בין מוצא המקלט למוליך הסרוו.
לצורך בדיקת ההתאמה של הסרוו למקלט מצורפת תרשים המתאר את מבני המחברים וסדר המוליכים בין החברות השונות:
קובץ מצורף 103746

לכל המעריצים וגולשים שחושבים שאני כזה חכם...
אני לא כזה חכם פשוט יש לי סבלנות לשבת שעות, ללמוד איך הדברים עובדים ובעיקר לתרגם אותם לעברית.
כמו תמיד ולמען הסר ספק כל המשתמש במדריך זה עושה זאת על אחריותו בלבד.

קרדיט למקור:http://www.hooked-on-rc-airplanes.com/rc-servos.html

רן ענבר

כל הכבוד !

מאמר זה נכנס לרשימת המועמדים לקופון פברואר 2014 , שיהיה בהצלחה
http://www.efly.co.il/forums/showthr...דש-פברואר-2014