Serva

SERVA

Serva jsou jednou z klíčových částí modelu – je to elektronické zařízení, které převádí naši vůli vyjádřenou vychýlením ovladačů na vysílači na konkrétní čin – pohyby řízení nebo ovládání otáček motoru popř. brzdění. A také vedle exponovaných částí podvozku, jako jsou ramena nebo jejich závěsy, dostávají v modelu nejvíce „zabrat“. Zaslouží si proto podrobnější výklad. Serva jsou napájena z přijímačového akumulátoru (popř. BEC stabilizátoru elektronického regulátoru otáček) spolu s přijímačem. Ovládána jsou pulzním signálem z přijímače, standardně v tzv. logice TTL. Úhel natočení výstupního hřídele odpovídá šířce pulzů – například neutrální (středová) poloha odpovídá šířce impulzu 1,5 milisekund. Pilku máme jako vždy po ruce a jedno obyčejné servo nemilosrdně rozřízneme. Motor – tah („síla“) serva je zhruba úměrný velikosti motoru; Deska elektroniky – dnes většinou zhotovena technikou plošné montáže (SMD); Převody – převodový poměr určuje poměr mezi rychlostí a tahem serva. Převody jsou nejčastěji plastové, pro větší zatížení a větší spolehlivost pak kovové; Potenciometr – snímá polohu výstupního hřídele a uzavírá tak zpětnou vazbu, zajišťující správnou činnost serva. U menších a levnějších serv je potenciometr připojen přímo na výstupní hřídel, u serv vyšších kategorií je připojen přes zvláštní převod (tzv. nepřímý náhon), který velmi účinně chrání před přenosem vibrací; Výstupní hřídel – přenáší pohyb mechanismu serva na ovládací páku. U serv menších a nižších kategorií je uložen v plastovém pouzdru nebo jen přímo v krabičce, serva vyšších kategorií mají pro přesnější chod a vyšší životnost kuličková ložiska (jedno nebo ještě lépe dvě); Krabička – je vyrobena z houževnatého plastu a je opatřena patkami pro montáž serva do modelu; Přívodní kablík – třížilový kablík s izolací s velkou ohebností. U serv větších rozměrů bývá z krouceného vodiče pro potlačení indukce rušivých napětí při vysokých proudech. Barvy vodičů u jednotlivých značek serv se liší, ale nejsvětlejší (žlutý, oranžový nebo bílý) je řídící signál, červený je kladný pól napájení („plus“), hnědý nebo černý je záporný pól napájení („minus“, „zem“). Doufám, že je zbytečné dodávat, že přepólováním napájení serva se nedosáhne změny smyslu otáčení, ale pouze jeho zničení. Z výše uvedeného popisu vyplývají také hlavní parametry udávané pro servo: Síla tahu – udává se obvykle v kg*cm (například tah běžných serv standardní velikosti bývá 3––3,3 kg*cm); Rychlost – udává se jako doba, za kterou páka serva opíše určitý úhel – například 0,18 s/60°. Porovnávání rychlosti serv různých výrobců mírně komplikuje skutečnost, že každý vztahuje časový údaj k jinému úhlu; Převody – plastové nebo kovové; Kuličková ložiska a jejich počet; Rozměry a hmotnost – podle rozměrů a hmotnosti se serva rozdělují do několika skupin zhruba takto: Pikoserva (hmotnost do 10-11 g), mikroserva (do 20 g), miniserva (do 30 g), standardní (40-65 g), až po největší Jumbo serva (přes 100 g). V rámci jednotlivých velikostí můžete najít obrovské rozdíly v rychlosti i síle tahu (například serva standardní velikosti se vyrábějí s tahem 3 kg*cm, ale také přes 10 kg*cm). Podle způsobu zpracování signálu elektronikou serva rozlišujeme serva analogová a digitální. V čem je rozdíl? Digitální zpracování řídících impulzů je až pětkrát rychlejší než analogové – odezva serva je proto rychlejší. Serva všeobecně nekonají pohyb zcela plynulý, ale výchylka serva je rozdělena na určitý počet kroků – digitální serva pracují s mnohem vyšším počtem kroků, a mohou tak pracovat přesněji, na hranici mechanických možností serva a jeho převodů. Navíc analogová serva jsou schopna vyvinout plnou sílu až při určité velikosti výchylky, zatímco digitální serva vykazují i pro nejmenší možný krok plný tah. To také znamená, že digitální serva mají až třikrát vyšší schopnost udržovat určitou polohu ovládací páky. Mikroprocesor v servu navíc nabízí možnost programování smyslu a velikosti výchylky serva, polohy neutrálu, rychlosti a šířky pásma necitlivosti a dokonce nouzového fail-safe režimu. K tomu slouží speciální programátory/ testery serv. Všeobecně řečeno jsou digitální serva rychlejší, silnější a přesnější než analogová serva stejné velikosti. Za tyto výhody se platí zvýšeným proudovým odběrem a vyšší pořizovací cenou – ta je dána jednak zatím menším objemem výroby a také nutností používat kvalitnější součástky a motory, jelikož jsou na ně kladeny vyšší nároky než u analogových serv. NAPÁJENÍ SERV Provozní napětí serv bývá udáváno v rozmezí 4,8 až 6 V. To odpovídá nominálnímu napětí čtyř-,respektive pětičlánkové sady NiCd nebo NiMH akumulátorů. Vyšší napájecí napětí přináší vyšší rychlost a vyšší tah serva, což ale také znamená zvýšené opotřebení především motoru serva. Použití pětičlánků je velmi běžné u modelů v měřítku 1:8, kde vyšší rychlost i tah oceníte. KOMPATIBILITA SERV Díky používání podobných elektronických obvodů je možné skoro libovolně kombinovat serva a přijímače různých značek při napájení ze čtyřčlánkového akumulátoru (4,8 V). Bohužel, vzhledem k tomu, že prahové úrovně, při nichž se elektronika serva rozhoduje, zda obdržený signál je logická „1“ nebo „0“, nejsou u všech výrobců úplně stejné, a navíc se poněkud mění v závislosti na napájecím napětí, může se při napájení z pětičlánku (zvláště plně nabitého) stát, že servo není schopno signál správně detekovat. Projevuje se to jako chaotické škubání nebo chvění páky serva, které jinak nereaguje na pohyby příslušného ovladače. Pokud se napájecí napětí sníží, normální funkce serva se obnoví. (Obdobná situace může nastat i při silném poklesu napájecího napětí.) Proto jestliže hodláte použít k napájení přijímače a serv pětičlánek, je vhodné raději volit přijímač a serva stejné značky. MONTÁŽ SERV Při montáži serv do modelu teoreticky musíte splnit dva protichůdné požadavky – servo musí být uchyceno pevně (jinak by nebylo možné model přesně ovládat) a zároveň pružně, aby netrpělo vibracemi a nárazy přenášenými z modelu. V automodelářské praxi se dává přednost tuhosti a přesnosti před ochranou proti vibracím. To samozřejmě znamená, že totéž servo bude mít v modelu auta pravděpodobně menší životnost, než kdyby bylo namontováno v modelu letadla. Serva se běžně upevňují čtyřmi (mikroserva dvěma) šrouby na lože serv, zpravidla bez silentbloků. Závodní jezdci velmi často namísto šroubů používají plastové stahovací pásky. Uchycení je to pevné a v případě potřeby stačí jen dvě cvaknutí štípacích kleští a servo je možné velmi rychle vyměnit a znovu upevnit. Při soutěžích není v depu nikdy času nazbyt.

VOLBA SERVA Jak na servo řízení, tak na servo brzd jsou zvláště v terénu a v těžkých podmínkách kladeny velké nároky. Proto je lépe si hned na počátku připlatit a používat kvalitní silná serva s kuličkovými ložisky a pokud možno také s kovovými převody. Vyhnete se tak časté výměně laciných serv. V dnešní době to už naštěstí není problém, a dokonce i pro miniaturní modely v měřítku 1:18 jsou serva s kovovými převody a kuličkovými ložisky k dispozici. Z pohledu rekreačního jezdce pro modely v měřítku 1:10 pro plyn a brzdy vyhovují standardní serva s kuličkovými ložisky (tah cca 3–4 kg*cm) a plastovými převody, pro řízení je dobré rovnou zakoupit silnější (cca 5–6 kg*cm) servo s kovovými převody. Pro měřítko 1:8 by na řízení mělo být rychlé servo s kovovými převody (tah 6 a více kg*cm), pokud dáte totéž na plyn a brzdy, určitě neprohloupíte. ÚDRŽBA A OPRAVY SERV Správně namontovaná serva s parametry odpovídajícími typu modelu nevyžadují na rekreační úrovni v podstatě žádnou zvláštní údržbu. Samozřejmě při obvyklé předstartovní přípravě doporučujeme kontrolovat stav táhel (vůle, tuhý chod) a sledovat, zda se neobjeví některý z následujících příznaků: Servo vydává podivné zvuky („mlýnek na kávu“) nebo se pohybuje nepravidelně: Otevřete krabičku a zkontrolujte převody. Pokud jsou poškozeny, vyměňte celou sadu. Servo kmitá: To může způsobovat znečištěná nebo opotřebovaná odporová dráha potenciometru. Otevřete krabičku a sejměte převody. Prostříkněte potenciometr vhodným přípravkem ve spreji (Kontox atp.). Po zaschnutí namontujte převody a funkci serva důkladně přezkoušejte. Pokud zásah nepomůže, je čas pro zásah odborného servisu. Servo je zablokováno: Otevřete krabičku a zkontrolujte převody. Zkontrolujte uložení hřídelů převodů v krabičce. Vyměňte převody, popřípadě krabičku. Servo vrčí: To může být normální, pokud servo udržuje polohu pod zatížením. Pokud vrčí bez zatížení, zkuste povolit šrouby držící pohromadě krabičku o čtvrt až polovinu otočky. Servo se silně zahřívá: To může mít několik příčin. Než servo odešlete do servisu, zkontrolujte, zda je správně zapojen přívodní kabel a zkontrolujte převody, zda nejsou zablokované.

ŘÍZENÍ A SERVOSAVERY I když se konkrétní provedení liší, základní princip fungování mechanismu řízení je u většiny modelů podobný. Sestává z dvojice pák nesených na sloupcích řízení a spojených spojovací deskou (táhlem). Jedna z pák je úhlová; k jejímu druhému ramenu vede táhlo od serva řízení. Vychylování kol zajišťuje pár spojovacích tyčí řízení, které jsou na konci ukotveny kulovým čepem na páce vybíhající ze svislých čepů (závěsů) předních kol. Nastavováním délky spojovacích tyčí se mění sbíhavost kol. Aby bylo servo řízení chráněno před někdy velmi silnými rázy (například při srážce, nárazu na mantinel, v těžkém terénu atp.), je do mechanismu řízení zařazen tzv. servosaver (čti „servosejvr“) neboli šetřič serva. Běžně se používají dva základní systémy – – především u menších modelů je to kotoučový servosaver s prstencovitým pružným členem, který se montuje přímo na výstupní hřídel serva. Pokud jsou síly působící v řízení malé, zůstává pružný prstenec pevný a servosaver přenáší pohyb serva. Jakmile síly v řízení vzrostou, prstenec se roztahuje a pohlcuje část energie, která by jinak mohla poškodit servo. U větších modelů (především v měřítku 1:8) se používá servosaver na sloupku řízení, který je rozdělen na dvě části s výřezem a do něj zapadajícím výstupkem tvaru „V“. Oba díly jsou přidržovány pružinou – pokud jsou síly působící v řízení malé, servosaver přenáší přesně výchylky serva. Jakmile síly v řízení vzrostou, oba díly servosaveru se navzájem vůči sobě pootáčejí a oddalují, čímž tlumí rázy přenášené mechanismem řízení – nadbytečná energie je „spotřebovávána“ na stlačování pružiny. Výhodou tohoto typu servosaveru je větší robustnost, možnost dosažení přesnějšího chodu a možnost nastavení přídržné síly (volbou pružiny a jejího předpětí) v dosti širokém rozmezí. Platí také, že čím silnější servo (s robustnějšími převody) máme, tím může být servosaver tužší a řízení tím pádem přesnější. OVLÁDÁNÍ PLYNU A BRZD U většiny modelů se spalovacím motorem je k ovládání plynu a brzd používáno jedno servo, velké modely (některé 1:8, ale spíše ty ještě větší) mají pro obě funkce zvláštní serva. Současné ovládání dvou funkcí je umožněno důmyslným technickým „fíglem“, který snadno pochopíte, pokud se podíváte na doprovodný obrázek. Dvouramenná páka serva je opatřena otočnými koncovkami, v nichž se mohou táhla také volně posouvat. Poloha táhel je vymezena pružinami a stavěcími kroužky. Výchylka ovladače plynu je rozdělena na dvě části. Při stisknutí spoušti otvíráme přípusť karburátoru, což se děje táhlem uchyceným k té straně páky serva plynu, která při stisknutí ovladače táhne. Zavírání přípusti při povolování ovladače zajišťuje pružina na táhle plynu. Na opačném rameni páky serva je připojeno táhlo brzdy – – ta nezabírá a brzda je zcela volná. V neutrálu musí být přípusť plynu zavřena právě na hodnotu pro volnoběh a brzda ještě nesmí zabírat. Pokud začnete ovladač plynu odtlačovat, začne tahem zabírat brzda (k páce brzdy je připojen vačkový hřídel brzdy, jehož excentrická vačka tlačí brzdové čelisti na brzdový kotouč). Na druhé straně páky serva je stlačována pružina na táhle, přípusť karburátoru zůstává v poloze pro volnoběh dané nastavením stavěcího šroubu šoupátka. Posouváním stavěcích kroužků na táhlech se mění okamžik záběru brzdy a nastavuje správný průběh ovládání plynu. Intenzita brzdění, popřípadě vzájemný poměr intenzity brzdění u zdvojených brzd se nastavuje změnou délky páky brzdy. Jak prosté, milý Watsone! Ing. Jaroslav Jína Zdrojem tohoto článku je časopis pro modeláře RCcars Zdroj : RCA Rakovník