SERVO MOTOR KONTROLÜ

GERÇEKLENEN DEVRE

Devre ile ilgili açıklamalar

Şekilde bir servo motor kontrol devresi görülmektedir. Servo bir sistemdir, bu sistem içinde DC motor kullanılmıştır.

Devre iki ana bölümden oluşuyor. Sol taraf motor kontrolünü yöneten kısım, sağ taraf motoru süren ve geribesleme kısmıdır. RV4 potu motora bağlı, motorla dönen ve sürekli değeri değişen pottur. Bu sebeple geribesleme elemanı RV4′tür.

RV4 gerilimi opamplarda 3 ve 5 uçlarıyla karşılaştırılmakta, buna göre 1 ve 7 uçları Vcc veya GND olmakta ve bu da transistörleri iletime veya kesime götürerek motorun ileri veya geri yönde dönmesini yönetmektedir.

Kullanılan elemanlar ve açıklamalar

• 1N4001 diyot
• Motora 12V gerilimi sağlayabilmesi için güç transistörü olarak tip41 ve tip42
• Opamp LM324
• Motora bağlı RV4 potu 10K’dır. Motorla birlikte dönmekte ve opampların karşılaştırma uçlarına gelen gerilimi sürekli değiştirmekte. Opamp Vcc gerilimleri devrenin Vcc’sine eşit, opamp -Vcc gerilimleri de topraktır.
• RV1 ve RV2 potları karşılaştırma gerilimlerini ayarlamakta kullanılacak, motorun dönmesini ve dönme yönünü doğrudan etkileyecek.

Servo sistemin çalışması

Motorun saat yönünde dönmesi

RV4 geriliminin 2 ve 5 karşılaştırma uçlarından büyük olduğu durumdur. Üstteki opampta, 3 ucu 2 ucundan daha yüksek gerilime sahip olduğu için çıkışına Vcc verecek. Alttaki opampta, 6 ucu 5 ucundan daha yüksek gerilime sahip olduğu için çıkışına GND verecek. Bu şekilde Q1 ve Q3 transistörlerinin bazlarında Vcc var, Q2 ve Q4 transistörlerinin bazlarında GND var. Ve bu sayede Q1 ile Q4 iletime geçecek, Q2 ile Q3 kesimde olacak. Ve motorun sol ayağında Vcc-gerilimi oluşur. Motorun sağ ayağında ise GND+oluşur. Bu sayede motor saat yönünde dönmeye başlar.

Motorun saat yönünün tersine dönmesi

RV4 geriliminin 2 ve 5 karşılaştırma uçlarından küçük olduğu durumdur. Üstteki opampta, 3 ucu 2 ucundan daha düşük gerilime sahip olduğu için çıkışına GND verecek. Alttaki opampta, 6 ucu 5 ucundan daha düşük gerilime sahip olduğu için çıkışına Vcc verecek. Bu şekilde Q1 ve Q3 transistörlerinin bazlarında GND var, Q2 ve Q4 transistörlerinin bazlarında Vcc var. Ve bu sayede Q2 ile Q3 iletime geçecek, Q1 ile Q4 kesimde olacak. Ve motorun sağ ayağında Vcc-gerilimi oluşur. Motorun sol ayağında ise GND+oluşur. Bu sayede motor saat yönünün tersine dönmeye başlar.

Motorun durması

Motorun durması için motorun iki ayağındaki gerilimlerin aynı olması gerekiyor. Ya bütün transistörler kesimde olacak ya da bütün transistörler iletimde olacak. Ancak 5 ucu her halukarda 2 ucundan daha yüksek gerilime sahip olacağından dolayı RV4′ün 2′den büyük olup 5′ten küçük olması mümkün değildir ve böylece iki opampın çıkışının aynı anda Vcc olması mümkün değildir.

Motorun durması sadece bütün transistörlerin kesimde olmasıyla mümkün olabilir. Bütün transistörlerin kesimde olması için Q1-Q2-Q3-Q4 transistörlerinin bazlarında GND olmalı. Bunun olması için iki opampın çıkışı da GND olmalıdır. Bu da 2 ucunun 3′ten, 6 ucunun 5′ten büyük gerilime sahip olmasıyla mümkün olabilir. Yani RV4 gerilimi opamp karşılaştırma gerilimlerinin arasındaysa motor duruyordur.

Deney

Şekildeki E1 2 ucunu, E1′ 5 ucunu, E2 de RV4′ün gerilimini göstermektedir.

RV1 ve RV2 potları ile 2 ve 5 ucunun gerilimi şekildeki gibi bir değişime sokuluyor.

Başlangıçta (A noktasında) RV4, 2 ve 5 uçlarından büyük olduğu için motor saat yönünde dönmeye başlayacaktır. Motor döndükçe RV4′ün değeri düşecek, 2 ucunun geriliminin altına indiğinde (B noktası) bütün transistörler kesime gideceği için motor duracak, yani RV4′ün değişimi duracak. 2 ve 5 uçlarının gerilimleri sürekli arttığından 5 ucu RV4′ün gerilimini geçtiğinde (C noktası) RV4′ün gerilimi her iki noktadan da küçük olduğu için motor saat yönünün tersinde dönmeye başlayacak. Motor saat yönünün tersine döndükçe RV4 değeri artacak, 5′i geçtiği an motor yine duracak, 5 RV4′ü geçince yine dönmeye başlayacak. Bu şekilde salınım devam edecek.

Kabaca, bu sistemde motor duracağı konuma ulaşmaya zorlanıyor, durana kadar potun değeri değişiyor.

Eğer 2 ile 5 arasında büyük bir boşluk bırakılmazsa RV4 2′nin üstüne çıkacak, arkasından hemen 5′in altına inecek ve bu şekilde sistem salınıma girecek, motor sürekli ileri-geri titreyecek.