Serwa analogowe versus cyfrowe - wątek wydzielony

[Tomasz D.]

Nic aż tak drastycznego, jak uszkodzenie odbiornika.

Ale: słabo rozdzielcze w pobliżu neutrum, lubią drgać przy niewielkich wychyleniach, w kilku były spore problemy z centrowaniem, nie zauważyłem też, żeby były faktycznie mocniejsze od sg-90.

Przeczytałem wszystkie dostępne informacje kilkakrotnie i wyszło na to, że serwo SG 92R jest serwem cyfrowym a SG 90 analogowym. Kupiłem serwa Hiteca HS 65HB, które są serwami analogowymi. Po podłączeniu do odbiornika Maxima (digital servos only!) trzepotały w neutrum, były nerwowe i miały asymetryczne wychylenie. Podłączyłem serwo SG 92R (digital) do analogowego odbiornika (Minima) i efekt podobny. Gdy jednak podłączam SG 92R do Maximy, pracują koncertowo co oczywiście nie przesądza o ich trwałości. Zastanowiłem się jednak czy aby na pewno eksploatujemy te serwa (SG 92R) zgodnie z ich przeznaczeniem skoro zachowują się, hmmm, "dziwnie"?

[TeBe]

A skąd Ci przyszło do głowy, ze SG92R jest cyfrowe? To jest zwykłe analogowe serwo, zamiast zębatek z nylonu ma zębatki z chujwiczego :-) Taki "chłyt marketingowy ;-)

[Tomasz D.]

Może i chwyt marketingowy a może i nie koniecznie. Zachowuje się jak cyfrowe. Podłączone do "cyfrowego" odbiornika działa poprawnie jak inne serwa na prawdę cyfrowe. Podłączone do "analogowego" odbiornika zachowuje się tak, jak inne cyfrowe, czyli w sposób odbiegający od normy. Producent pisze tutaj na jego temat, niektórzy handlowcy piszą o tym tutaj. A inni umieszczają je w dziale "serwa analogowe". Obserwując zachowanie tego serwa przychylam się do opinii, że jest cyfrowe.

 

EDIT

 

Ma ktoś może sposób sprawdzania czy serwo jest cyfrowe czy analogowe??

[AndyCopter]

(...)

Ma ktoś może sposób sprawdzania czy serwo jest cyfrowe czy analogowe??

Tomasz-TeBe już Ci podał. A jak sprawdzić ? Np. przeczytać opis producenta.

Najprościej wytłumaczyć różnice to w ten sposób: serwem analogowym sterujemy, a serwo cyfrowe możemy zaprogramować jak nim sterować

domyślam się, że Kolega jeszcze nie używał serw cyfrowych ?

[Tomasz D.]

Tomasz-TeBe już Ci podał. A jak sprawdzić ? Np. przeczytać opis producenta.

Najprościej wytłumaczyć różnice to w ten sposób: serwem analogowym sterujemy, a serwo cyfrowe możemy zaprogramować jak nim sterować

domyślam się, że Kolega jeszcze nie używał serw cyfrowych ?

Ja z lektury opisu producenta wnioskuję, że jest cyfrowe. Owszem, mam mało doświadczenia, o czym pisałem wielokrotnie, a jeśli SG 92R nie jest serwem cyfrowym, to tak, jak piszesz - jeszcze cyfrowych serw nie używałem. Mam w innym modelu SG 5010 digital, ale i tu mogę polegać jedynie na opisie producenta.

Wybacz pytanie laika: czy serwo cyfrowe zawsze oznacza serwo programowalne? Nie chodzi tutaj raczej o sposób realizacji sprzężenia zwrotnego z zadajnika położenia (potencjometru)?

[AndyCopter]

(...)

Wybacz pytanie laika: czy serwo cyfrowe zawsze oznacza serwo programowalne? Nie chodzi tutaj raczej o sposób realizacji sprzężenia zwrotnego z zadajnika położenia (potencjometru)?

Tu postawiłeś właściwe pytanie.

Tak ku prawdzie, to większość obecnie sprzedawanych serw mają dopisek DIGITAL i jest to prawda, zważywszy że sterownie nimi odbywa się poprzez sygnał cyfrowy. Wielu indolentów w branży IT - dla przykładu, nazywa hub'y switchami, itp. Jednak byłby to temat na odrębny wątek, aby nie zaśmiecać Twojego

Istotnym jest to - jak sam zauważyłeś, czy serwo może być programowalne, czy też nie. Dawniej, serwa sterowane były sygnałem analogowym, a obecnie te z napisem DIGITAL lecz nieprogramowalne tak się określa. Przyjęło się natomiast, aby serwa programowalne, nazywać cyfrowymi, choć z technicznego punktu widzenia, sterowanie nimi jest identyczne jak tymi z napisem DIGITAL.

Różnica w identyfikacji jest łatwa do zauważenia, gdy "podłączymy" je do aparatury. I bez wątpienia, w TGY9x nie będzie zauważalna  

[Tomasz D.]

...Różnica w identyfikacji jest łatwa do zauważenia, gdy "podłączymy" je do aparatury. I bez wątpienia, w TGY9x nie będzie zauważalna

Właśnie o tym pisałem kilka postów wyżej. Podłączyłem analogowe serwo do odbiornika Maxima (Hitec) i zachowywało się jak zepsute. SG 92R podłączone do tego samego odbiornika pracuje normalnie. Czy na tej podstawie można traktować SG 92R jako cyfrowe? To samo pytanie dotyczy SG 5010 o ile ktoś z kolegów miał z nimi do czynienia. Odbiornik Maxima jest przez producenta opatrzony w instrukcji uwagami "digital servos only!!".

[AMC]

A może podepnij się z oscyloskopem na wyjście sygnałowe tych odbiorników i porównaj, co z nich wychodzi. Być może nie da się wykryć różnicy.

 

Marketing wprowadził chaos w nazewnictwie, pozwolę sobie rozwinąć trafne pytanie Tomka : jakie to jest serwo cyfrowe, a jakie analogowe ? Parametrem sterującym jest zdaje się w każdym przypadku czas trwania impulsu - wartość jak najbardziej analogowa.

Nie spotkałem odbiornika, który podawałby na wyjściu sygnał zero-jedynkowy, czyli cyfrowy jakimś tam kodem, ale może takie już są. Można przewidywać, że w przyszłości będą, bo to aż się samo prosi tak rozwiązać większość serwoproblemów.

 

Na razie z zamętu można wyłowić takie różnice:

 

 - jedne serwa odświeżają info o zadanym położeniu z częstotliwością 50 Hz i nie pamiętają pozycji zadanej po zaniku sygnału. Mają "miękką" pozycję zadaną, tzn. niezbyt dużą sztywność jej utrzymania, orczyk włączonego serwa da się jakby sprężyście nieco obrócić ręką. Pobór prądu w trakcie tej próby nie jest wielki i zwykle nie przekracza 500mA w serwach wielkości midi i 1000mA w standard - tak bardzo z grubsza. Podczas tego da się wyczuć te 50 Hz na orczyku i także jest ono słyszalne jako buczenie.

 

 - inne odświeżają... no właśnie, też 50 Hz wbrew opisom, ale sygnał wewnętrzny dla silnika jest generowany jako 330 Hz. Mają bardzo znaczną siłę utrzymania, próba obrócenia orczyka włączonego serwa skutkuje znacznym poborem prądu (odp. 2...3A midi i 3...5A standard) i nieznacznym, prawie żadnym jego obróceniem, orczyk jest "twardy". Słychać przy tym zwykle ten ton 330 Hz (coś jakby bzyczenie). Po zaniku sygnału orczyk pozostaje w pozycji ostatniego odczytanego sygnału, serwo pamięta go póki jest zasilane. A pamiętać może tylko cyfrowo...

 

Proszę traktować powyższe opisy tylko jako spostrzeżenia, a nie żaden tam werdykt, bo mogą istnieć i pewnie istnieją jakieś odstępstwa od tej próby uporządkowania "które jest które" 

[Tomasz D.]

Właśnie po tym zwiększonym poborze prądu zamierzam zaklasyfikować te serwa do odpowiedniej kategorii, nie bacząc na "chwyty marketingowe". W większości merytorycznych opisów dotyczących serw cyfrowych, podkreśla się jako ich cechę charakterystyczną mocne trzymanie i zwiększony pobór prądu podczas próby jego przezwyciężenia. Andrzej trafnie zauważył, że pojęcie "serwa cyfrowe" tyle mają wspólnego z rzeczywistością co "cyfrowe wzmacniacze" audio (np do kina domowego) czyli wzmacniacze w klasie D, które w istocie powinny być nazywane wzmacniaczami impulsowymi. I tu i przy serwach mamy do czynienia z "modulacją szerokości impulsu" (z ang. PWM) i tylko taki sygnał jest przesyłany z odbiornika do serw czy to analogowych czy cyfrowych. "Cyfrowość" serw polegająca na ich programowalności nie determinuje ich cyfrowej natury a wbudowany mikroprocesor pozwala jedynie ustawić niektóre parametry serwa.

Gdy wreszcie, tak jak pisze Andrzej, sygnały wysyłane z odbiornika do serwa będą miały postać bajtu (lub kilku) i będą wysyłane w technologii "one wire" (jednoprzewodowo), to będziemy mogli w zgodzie ze stanem faktycznym nazywać je serwami cyfrowymi.

Tym większą zagadką jest dla mnie zachowanie serwa analogowego (dobrej klasy!) podłączonego do Maximy. Czyżby jednak do podstawowej modulacji PWM sygnału sterującego dołożono jakiś "burst"? Coś jak impuls synchronizujący w sygnale TV? Zaznaczam, że to są jedynie moje luźne dywagacje. Chyba użyję wkrótce oscyloskopu.

[AMC]

Właśnie po tym zwiększonym poborze prądu zamierzam zaklasyfikować te serwa do odpowiedniej kategorii, nie bacząc na "chwyty marketingowe". W większości merytorycznych opisów dotyczących serw cyfrowych, podkreśla się jako ich cechę charakterystyczną mocne trzymanie i zwiększony pobór prądu podczas próby jego przezwyciężenia. Andrzej trafnie zauważył, że pojęcie "serwa cyfrowe" tyle mają wspólnego z rzeczywistością co "cyfrowe wzmacniacze" audio (np do kina domowego) czyli wzmacniacze w klasie D, które w istocie powinny być nazywane wzmacniaczami impulsowymi. I tu i przy serwach mamy do czynienia z "modulacją szerokości impulsu" (z ang. PWM) i tylko taki sygnał jest przesyłany z odbiornika do serw czy to analogowych czy cyfrowych. "Cyfrowość" serw polegająca na ich programowalności nie determinuje ich cyfrowej natury a wbudowany mikroprocesor pozwala jedynie ustawić niektóre parametry serwa.

Gdy wreszcie, tak jak pisze Andrzej, sygnały wysyłane z odbiornika do serwa będą miały postać bajtu (lub kilku) i będą wysyłane w technologii "one wire" (jednoprzewodowo), to będziemy mogli w zgodzie ze stanem faktycznym nazywać je serwami cyfrowymi.

Tym większą zagadką jest dla mnie zachowanie serwa analogowego (dobrej klasy!) podłączonego do Maximy. Czyżby jednak do podstawowej modulacji PWM sygnału sterującego dołożono jakiś "burst"? Coś jak impuls synchronizujący w sygnale TV? Zaznaczam, że to są jedynie moje luźne dywagacje. Chyba użyję wkrótce oscyloskopu.

Użyj koniecznie ! Są trudności z obserwacją przebiegu o względnie niskiej częstotliwości powtarzania 50Hz, mój analogowy  oscyloskop trochę migocze. Próbowałem już coś tam wykryć w sygnale posiłkując się licznikiem zboczy z zadawanym czasem pomiaru (czyli częstościomierzem cyfrowym  po prostu), ale niczego nie znalazłem. Tyle, że badane odbiorniki nie miały tego zastrzeżenia "only digital servo", więc weż może pod lupę tego Hiteca.

Jest jeszcze jedna istotna różnica pomiędzy tymi dwoma rodzajami serw, o której mi się zapomniało : te pierwsze rozróżniają 1024 kroki (albo coś koło tego), czyli różnice czasu trwania impulsu sterującego, co przy zakresie z grubsza od 1000 do 2000us (mikrosekund) dawałoby rozdzielczość ok. 1us. Te drugie znacznie gęściej, ponad 60 000 kroków, co odpowiadałoby rozdzielczości ok. 16,7ns (nanosekund). Jeżeli elektronika serwa widzi błędy pozycji rzeczywistej (z potencjometru) względem zadanej (z sygnału sterującego) jako różnicę w krokach - a tak pewnie jest - to już wiadomo, czemu te drugie serwa są takie "twarde". Po prostu mały błąd kątowy to duży błąd ilości kroków, co skutkuje załączeniem dużego prądu (PWM 330 Hz) na silnik i w efekcie dużym kontrmomentem przez niego wytwarzanym. Konkretna ilość kroków błędu to konkretna wartość prądu silnika, od pewnej ilości kroków błędu prąd silnika jest już nie strobowany, czyli ciągły pełny. W serwach pierwszego rodzaju będzie osiągany przy np. 10-ciu stopniach kątowych odchylenia siłowego orczyka, w drugiego rodzaju już przy 0,167 stopnia, czyli ok. 60 razy mniej. 

Tak samo wygląda to od strony siły generowanej, czyli momentu obrotowego na orczyku. Małe ruchy są wykonywane w tych drugich serwach z dużą siłą. To cenna zaleta przy napędzie np. tarczy sterującej wirnika śmigłowca lub skoku łopat wirnika ogonowego, gdzie potrzebna jest precyzja przy dużych siłach i prędkości. A prędkość pod obciążeniem też będzie tu większa, bo pełny prąd silnika zostanie podany wcześniej, już przy bardzo małym błędzie kątowym.

[TeBe]

Jeśli Andrzej ma rację, to by oznaczało, że stosowanie serw cyfrowych w modelach, w których superprecyzja nie jest ważna - jest błędem. Bo spowoduje wielokrotnie większe zużycie pakietu i może spowodować przekroczenie dopuszczalnego prądu odbiornika. Dobrze myślę?

[AndyCopter]

(...)

Coś jak impuls synchronizujący w sygnale TV? Zaznaczam, że to są jedynie moje luźne dywagacje. Chyba użyję wkrótce oscyloskopu.

Wygląda na to, że widzieliśmy ten sam film na podstawie powieści Carla Sagana

A w rzeczywistości, tak właście jest. I nie chodzi tu o serwa na szynę SBUS. Dobrym tropem podążacie kierując się czasem obsługi ramki z sygnałem sterującym  

Na pocieszenie ściąga, polecam końcową część aby zidentyfikować przeznaczenie serwa oznaczonego jako SG92R.

[Tomek]

Teoretycznie tak Tomaszu.

Ale jak zwykle jest jeden haczyk, serwa cyfrowe o wiele lepiej centrują ,szczególnie pod obciążeniem i to już konkretnie można odczuć w czasie latania szczególnie tymi troszkę większymi niż metr modelami. Dodatkowo za każdym razem masz te same wychyły w cyfrze a w analogu duży wpływ będzie miało co aktualnie robił model, czyli znów brak precyzji w prowadzeniu modelu, między innymi trudniej się nauczyć latać.

[TeBe]

Tomku, i znów wychodzi moje inne podejście. Jak wiesz, w większości modeli mam stabilizatory 3D. W tym przypadku centrowanie mi dynda, bo stabilizator i tak zrobi swoje. W razie potrzeby. Coraz bardziej jestem pewien, że w moich modelach ze stabilizatorem powinienem stosować serwa analogowe.

[AMC]

Jeśli Andrzej ma rację, to by oznaczało, że stosowanie serw cyfrowych w modelach, w których superprecyzja nie jest ważna - jest błędem. Bo spowoduje wielokrotnie większe zużycie pakietu i może spowodować przekroczenie dopuszczalnego prądu odbiornika. Dobrze myślę?

Na pewno myślisz w dobrym kierunku, ale przypatrzmy się wartościom osiąganym w rzeczywistości eksploatacyjnej. To, że serwo "ma kopa" nie musi oznaczać, że go wykorzystuje w pełni.

 

Na jakiś tam przykładowy lot potrzebna jest konkretna energia mechaniczna do wykonania wszystkich ruchów powierzchni sterowych w tym locie i jest ona zależna od bardzo wielu czynników, ale od samych serw zupełnie niezależna. Od serw i przeniesienia napędu zależy natomiast to, jak sprawnie zostanie przetworzona energia elektryczna Naszego zasobu w pakiecie na tę niezbędną mechaniczną, czyli ile stracimy na ciepło w elektronice i silniku serwa.

Tu proste próby dręczenia serw obydwu rodzajów serwotesterem pod obciążeniem mechanicznym dają jednoznaczną odpowiedż : te dwa rodzaje serw mają podobną sprawność ze wskazaniem na serwo "cyfrowe" - czyli tego drugiego rodzaju.

Test ten nie jest jednak całkowicie miarodajny, bo tu serwa pracowały pełnymi skokami cyklicznie, więc z względnie małą ilością rozruchów silnika. Jednak znaczących różnic sprawności w locie rzeczywistym raczej bym się nie spodziewał. 

Całkowita energia zużywana na napęd sterów stanowi tak nikły ułamek tej pożeranej przez śmigło i silnik je napędzający, że można ją śmiało pominąć. Ma znaczenie w wysilonych serwonapędach akrobatów, a jeszcze większe w spalinkach, gdzie zasób dysponowany energii elektrycznej jest dużo mniejszy.

Prąd średni SBEC-a przeciętnego lotu trenerkiem typu Fun Cub XL nie przekracza 500mA po stronie 6V, co przy pakiecie 4S przekłada się na ok. 250mA poboru średniego z tego pakietu. Prąd średni na napęd śmigła wynosił w przybliżeniu 16,5 A. 

Tomku, i znów wychodzi moje inne podejście. Jak wiesz, w większości modeli mam stabilizatory 3D. W tym przypadku centrowanie mi dynda, bo stabilizator i tak zrobi swoje. W razie potrzeby. Coraz bardziej jestem pewien, że w moich modelach ze stabilizatorem powinienem stosować serwa analogowe.

 Tomku, teoretycznie dobrze myślisz, przy dużej liczbie drobnych ruchów korekcyjnych generowanych stabilizatorem prąd pobierany przez serwo analogowe będzie troszkę mniejszy, bo ograniczany prawie ciągle wewnętrznym PWM-em elektroniki serwa. Korekty położenia sterów będą jakby nieco płynniejsze z powodu mniejszego przyspieszenia osiąganego przez serwo analogowe. Ale jak to będzie wyglądało w praktyce, to nie wiadomo. Ilością zjadanej na to energii wcale bym sobie głowy nie zaprzątał.

[TeBe]

Ja sobie zaprzątam. Przy czasie misji 12h zużycie prądu przez serwa jest nietrywialne.

[AMC]

Ja sobie zaprzątam. Przy czasie misji 12h zużycie prądu przez serwa jest nietrywialne.

Tak się coś domyślałem, że to o długi lot chodzi, inaczej byś sobie nie zaprzątał...

Analogowe.

Do pewnej granicy czułości Guardiana - bez istotnej różnicy.

Jeżeli zasilasz z panelu lub wodorem - trzeba wyznaczyć doświadczalnie z doborem konkretnego typu. W tym celu trzeba by zmajstrować generator symulujący, przestrajalny co do czasu cyklu, rodzaju cyklu i częstości powtórzeń, co nie stanowi problemu.

[Tomasz D.]

Na szybko podłączyłem odbiornik Minima (czyli "analogowy") do zasilacza z pomiarem prądu. Do odbiornika podłączyłem dwa serwa: SG 92R ("cyfrowe") i HS-65HB ("analogowe"). Serwo Hiteca w neutrum milczy jak grób podobnie zresztą jak serwo SG 92R z tą różnicą, że jak zbliżam dłoń i palce do korpusu SG 92R, to zaczyna drżeć jakby szukało neutrum. Jest to ewidentnie jego wada, gdyż skoro reaguje na zbliżenie palców, to będzie też wrażliwe na zakłócenia. HS tego nie robi. Próba zmagania się z orczykiem dowodzi absolutnie większej sztywności neutrum po stronie SG. Pobór prądu wyraźnie rośnie przy zwiększaniu momentu na orczyku przy czym HS dość miękko się ugina a SG jest twarde. Stwierdzam, że serwo SG 92R spełnia wszystkie opisane cechy serwa cyfrowego. Ma bardzo silny moment trzymający a im bardziej się napiera na orczyk tym bardziej rośnie pobór prądu z zasilacza. Nie jest to jednak jakaś zgroza, bo pobór prądu jest w obu wypadkach rzędu 0,5 A ze wskazaniem na niekorzyść HS (SG pobiera mniej!).

Te same serwa podłączone do Maximy pod względem momentu trzymającego zachowują się tak samo, czyli SG jest sztywne a HS elastyczne przy czym SG milczy ale po zbliżeniu palca ożywa, a HS cały czas wykazuje niepokój nie zależny od otoczenia.

Tomaszu, z tych obserwacji wynika, że jednak dla serw o tej samej "gramaturze" powinieneś wybrać "cyfrowe". Rzadko kiedy serwo jest poddawane w locie takim "torturom" jak na warsztacie, czyli tak długotrwałym. Większa moc powodująca większą sztywność przekłada się na krótsze w czasie jej zużycie.

[AMC]

Na szybko podłączyłem odbiornik Minima (czyli "analogowy") do zasilacza z pomiarem prądu. Do odbiornika podłączyłem dwa serwa: SG 92R ("cyfrowe") i HS-65HB ("analogowe"). Serwo Hiteca w neutrum milczy jak grób podobnie zresztą jak serwo SG 92R z tą różnicą, że jak zbliżam dłoń i palce do korpusu SG 92R, to zaczyna drżeć jakby szukało neutrum. Jest to ewidentnie jego wada, gdyż skoro reaguje na zbliżenie palców, to będzie też wrażliwe na zakłócenia. HS tego nie robi. Próba zmagania się z orczykiem dowodzi absolutnie większej sztywności neutrum po stronie SG. Pobór prądu wyraźnie rośnie przy zwiększaniu momentu na orczyku przy czym HS dość miękko się ugina a SG jest twarde. Stwierdzam, że serwo SG 92R spełnia wszystkie opisane cechy serwa cyfrowego. Ma bardzo silny moment trzymający a im bardziej się napiera na orczyk tym bardziej rośnie pobór prądu z zasilacza. Nie jest to jednak jakaś zgroza, bo pobór prądu jest w obu wypadkach rzędu 0,5 A ze wskazaniem na niekorzyść HS (SG pobiera mniej!).

Te same serwa podłączone do Maximy pod względem momentu trzymającego zachowują się tak samo, czyli SG jest sztywne a HS elastyczne przy czym SG milczy ale po zbliżeniu palca ożywa, a HS cały czas wykazuje niepokój nie zależny od otoczenia.

Tomaszu, z tych obserwacji wynika, że jednak dla serw o tej samej "gramaturze" powinieneś wybrać "cyfrowe". Rzadko kiedy serwo jest poddawane w locie takim "torturom" jak na warsztacie, czyli tak długotrwałym. Większa moc powodująca większą sztywność przekłada się na krótsze w czasie jej zużycie.

Tomku, a masz może serwotester albo inną ewentualność sterowania tych serw bez użycia toru HF ? Najlepiej jakiś stabilny z wzorcem 1520us ...

[Tomasz D.]

 

...Tomku, a masz może serwotester albo inną ewentualność sterowania tych serw bez użycia toru HF ? Najlepiej jakiś stabilny z wzorcem 1520us ...

Niestety, przez jakieś nie wiem skąd przypałętane skąpstwo, kupiłem jakiś tanie badziewie, które się nie nadaje do niczego i powiesiłem sobie nad monitorem "kupa-mięci"