סרוו שלט רחוק, כיצד הוא פועל? פוטנציומטרים ומגברים

סרוו שלט רחוק מכל דגם כולל מעגל אלקטרוני קטן המכיל מספר רכיבים.
תפקידו של המעגל (שנקרא מגבר) להמיר את האות שמגיע מהמקלט לאות שיניע את המנוע הפנימי בסרוו כך שיניע את ציר המוצא של הסרוו לנקודה המבוקשת.
בעבר, כשפותח לראשונה ציוד שלט רחוק פרופורציונלי, היה קיים רק סוג אחד של סרוו, הסרוו האנלוגי. כיום קיימים גם סרוואים דיגיטאליים.

מגבר סרוו אנלוגי / דיגיטלי

מקלטים מודרניים שולחים סידרה של אותות לכל סרוו. אותות אלו שונים אחד מהשני ברוחבם, החל ב-1 אלפית השנייה (1ms) ועד ל-2 אלפיות השנייה (2ms), כשנקודת האמצע נעה סביב 1.5ms.
אותות אלו נשלחים בקצב של 50 כל שנייה ובכל פעם שמגיע אות לסרוו אנלוגי בודק המגבר את הנקודה בה נמצא ראש הסרוו, האם יש להזיז אותו ולאיזה כיוון.
כאשר המגבר מחליט שראש הסרוו צריך לזוז היות שידית ההיגוי במשדר זזה, נשלח רצף של כוח חשמלי למנוע במטרה לסובב את גלגלי השיניים ובעקבותיהם את ראש הסרוו.
עבור מרבית הישומים שיטה זו פועלת באופן מספק. אך היות שמנוע הסרוו אינו מופעל באופן רציף (המנוע מפעל רגעית בכל פעם שמגיע אות מהמהקלט), לא מנוצל המומנט כולו ומהירות התגובה של הסרוו נמוכה משמעותית מזו שאליה אפשר להגיע.

מגבלה נוספת של סרוו אנלוגי היא מומנט שנוטה לרדת באופן משמעותי ככל שהמרחק בין ראש הסרוו  לנקודה אליה הוא אמור להגיע קטן. בפועל כשהמרחק בין הנקודות קטן מאד, מומנט הסרוו כה נמוך עד שהוא לא מסוגל להניע את הזרוע המותקנת עליו לנקודה המדוייקת והתוצאה הינה זמזמום הנשמע מהסרוו.

מגבר סרוו דיגיטלי

מאז שפותח הסרוו האנלוגי ועד לימים אלו, התקדמה האלקטרוניקה באופן משמעותי וכיום יכולים היצרנים להכניס מחשבים זעירים המכונים Microcontrollers למארז הסרוו.
מחשבים זעירים אלו מסוגלים לספק מהירות, מומנט ודיוק גבוהים משמעותית.
הם מסוגלים לבצע זאת על ידי הפעלה תכופה יותר של מנוע הסרוו מאשר היה בעבר.
במקום להניע את הסרוו בכל פעם שמגיע אות בקרה מהמקלט (50 פעם בלבד כל שנייה), הם למעשה זוכרים את רוחב אות הבקרה ואז מניעים את מנוע הסרוו באופן כמעט רציף (או לפחות בתדירות גבוהה יותר).
התוצאה היא מנוע שמייצר מומנט גבוה יותר ובנוסף מאיץ / עוצר בזריזות.
לרוב קל לזהות סרוו דיגיטלי כשהוא פועל עקב הצליל השונה אותו הוא מייצר, צליל הנובע מתדירות ההפעלה הגבוהה של מנוע הסרוו. סרוו דיגיטלי של חברת Hitec לדוגמה "יזמר" בתדר גבוה, וחלק מהייצרנים האחרים כמו Futaba ו-JR ישמיעו קול "נהימה".

סרוו אנלוגי או דיגיטלי, מי טוב יותר?

בבירור, בזכות המומנט הגבוה יותר, הדיוק והמהירות, סרוו דיגיטלי יתעלה על סרוו אנלוגי. אך במקרים אחרים, כמו טיסנים פשוטים, תוספת הביצועים עשויה שלא להצדיק את תוספת המחיר.
פוטנציומטר המשוב
כיצד יודע הסרוו מה מיקומה המדוייק של זרוע הסרוו בכדי שיוכל להורות למנוע הפנימי לפעול ולהזיז את הזרוע לנקודה המדוייקת המתאימה למיקום ידית ההיגוי על המשדר?
ובכן זהו תפקידו של פוטנציומטר המשוב.
הפוטנציומטר הוא בסך הכל גירסה מוקטנת של כפתור הווליום במכשיר הרדיו והטלויזיה. זהו נגד משתנה המשמש ליצירת מתח המשתנה בהתאם לשינוי מיקום זרוע הסרוו.
המתח אותו מספק הפוטנמיומטר מועבר למעגל המגבר בסרוו שמחשב את מיקומה של זרוע הסרוו ומכאן יכול להחליט האם יש צורך להזיזה ואם כן לאיזה כיוון להפעיל את המנוע.
מנגנוני סרוו טובים משתמשים בפוטנציומטרים באיכות גבוהה, סרוו זול ישתמש לרוב בפוטנציומטר נחות יותר. איכות המשוב אותו מספק הפוטנציומטר חשוב מאד לדיוק ואמינות הסרוו. פוטנציומטר שחוק או מלוכלך יגרום לסרוו לקפץ בעצבנות ולהזיז את זרוע המוצא שלו באופן לא עקבי. פוטנציומטרים זולים עלולים להיות מושפעים לרעה גם בסביבת עבודה רועדת.

תוכן העיניינים:
סרוו שלט רחוק, כיצד הוא פועל?
סרוו שלט רחוק, כיצד הוא פועל? פוטנציומטרים ומגברים
סרוו שלט רחוק, כיצד הוא פועל? מלחמת מותגים

מקור: Pots and Amplifiers

תודה לברוס סימפסון מ־RCModelReviews.com על הרשות לתרגם.

Thanks to Bruce Simpson from RCModelReviews.com for the permission to translate.