Servo Board

Das Servo Board enthält einen DC-Motor, der über ein Getriebe mit einem Potentiometer gekoppelt ist.
Das Potentiometer dient zur analogen Positionserfassung.

Zum Schutz des Potentiometers ist sein Schleifer über einen Verstärker entkoppelt. Das Signal liegt am Ausgang invertiert vor.

Der Motor des Servo Board lässt sich über TTL-Eingänge und eine nachgeschaltete Logik in beiden Drehrichtungen digital steuern.

Dadurch ist auch eine digitale Regelung des Servo Board möglich.
Trigger geführt wird. Zur Anpassung des Eingangssignals von -10 V... +10 V an die Motorspannung von 12 V dient ein vorgeschalteter Verstärker.
Das Gerät verfügt über einen digitalen Encoder, der unter anderem aus einer Encoderscheibe besteht, auf der zwei Encoderspuren mit unterschiedlicher Auflösung zur digitalen Erfassung und Weiterverarbeitung der Drehzahl, des Drehwinkels und der Drehrichtung aufgebracht sind.

Reflexionslichtschranke eingesteckt, deren Ausgangssignal über einen Schmitt-Trigger geführt wird.

Um unterschiedliche Auflösungen zu untersuchen, kann die Reflexionslichtschranke in zwei Positionen gesteckt werden.

Um digital die Drehrichtung zu erfassen, besitzt der Encoder ein Steckfeld für eine zusätzliche Reflexionslichtschranke, deren Ausgangssignal eine Phasenverschiebung von 90° aufweist.

Dreht sich die Encoderscheibe rechts herum, schaltet die linke Reflexionslichtschranke gegenüber der rechten immer zuerst, weil sie als erste von einer Markierung erreicht wird (U1 vor U2). Bei Linkslauf der Encoderscheibe verhält sich der Vorgang umgekehrt (U2 vor U1).

Eine digitale Logik wertet die zeitlich unterschiedlichen Signale aus und stellt sie als TTL-Signale an U1 und U2 zur Verfügung. Die Zustände werden zusätzlich optisch durch LEDs angezeigt.

Der Regelstrecke kann auch eine Störgröße zugeschaltet werden. Es handelt sich hier um das mechanische Spiel des Antriebs (Totzeit), das beim Servo Board elektronisch realisiert wird.

• Elektroniker/-in für Betriebstechnik (Lernfeld 6, 8)
• Elektroniker/-in für Automatisierungstechnik (Lernfeld 6, 8)
• Elektroniker/-in für Gebäude- und Infrastruktursysteme (Lernfeld 7)
• Elektroniker/-in Energie- und Gebäudetechnik
• Mechatroniker/-in (Lernfeld 7, 8)

Netzanschluss

• Netzspannung: 230 V AC / 115 V AC (110 V AC)
• Netzfrequenz: 50 ... 60 Hz
• Leistungsaufnahme: ca. 20 VA

Motor

• Nennspannung: 12 V
• Stromaufnahme: max. 0,4 A

Encoderscheibe

• Drehzahl: 125 min-1
• Auflösung 1: 24 Linien / Umdr. 15°
• Auflösung 2: 48 Linien / Umdr. 7,5°

DC-Verstärker

• Eingangsspannung: 0 ... +/-10 V
• Verstärkungsfaktor: V = 1,2
• Ausgangsstrom: max. 0,5 A

Motorsteuerlogik

• Eingang oben: TTL-Pegel; log. 1 ≙ Rechtslauf
• Eingang unten: TTL-Pegel; log. 1 ≙ Linkslauf

Störgröße(zuschaltbar)

• Simulation eines mechanischen Spiels im Antrieb (elektronisch realisiert)

Istwert-Erfassung (über Potentiometer)

• Widerstand: 5 k (+/-20%)
• mechanischer Drehbereich: 320° (+/-1,5%), ohne Stopp
• Linearitätstoleranz: 2%

Istwert-Ausgang
Zum Schutz des Motor-Potentiometers über Verstärker entkoppelt und invertiert

• Ausgangsspannung: 0 ... 10 V
• Ausgangswiderstand: 200

2 Ausgänge (U1/U2)
Die Ausgangssignale sind inkremental und nur bei gesteckten Reflexionslichtschranken (auf Anfrage) vorhanden.

• Ausgangsspannung: TTL, 90° versetzt zueinander, entkoppelt über TTL-Baustein

Auswertelogik
Anzeige über zwei LEDs für Rechts- und Linkslauf. Die logischen 1- oder 0-Zustände sind zusätzlich über 2-mm-Buchsen abgreifbar; TTL-Signal; entkoppelt über TTL-Baustein.
Die Signale liegen an, wenn beide Reflexionslichtschranken (Typ 5131.5) gesteckt sind.

Abmessungen

• SERVO BOARD: 266 x 297 x 90 mm (B x H x T)

Gewichte

• SERVO BOARD: ca. 2,1 kg

Mechanische Angaben
Die Frontplatte des BOARDs besteht aus 5 mm starkem Schichtpressstoff, Farbe mattblau, und ist mit weißen Schaltsymbolen, entsprechend den eingebauten Funktionsgruppen, graviert. Eine stabile Kunststoffhaube schützt die Rückseite des Gerätes und ermöglicht durch ihre Formgebung eine arbeitsgerechte Schräglage auf dem Tisch.

Adapterfeld
Dient sowohl zum Übergang von 4-mm- auf 2-mm-Steckverbindungen als auch zum Einstecken von zwei Adaptern (BNC-Buchse zwei  4-mm-Stecker)

2 Steckfelder (4-mm-Buchsen)
Zum Einsetzen der Reflexionslichtschranken über die Encoderscheibe.
Zur Erfassung der unterschiedlichen Auflösungen sind jeweils zwei Steckpositionen möglich.

Reflexionslichtschranke
Steckmodule mit eingebautem LED-Foto-Darlington-Transistor

• Abmessungen: 37 x 56 x 35 mm (B x T x H), ohne Stecker
• Gewicht: ca. 50 g

Die Reflexionslichtschranken sind im Lieferumfang enthalten.

• Kenngrößen der Drehzahlregelstrecke
• Kenngrößen der Temperatur- und Lichtregelstrecke
• Der Motor mit Strom- bzw. Momentenregelung
• Drehzahlregelung
• Spannungsregelung mit einem Maschinengenerator
• Drehzahlregelung mit unterlagerter Stromregelung
• Gleichstrommotor am ungesteuerten und gesteuerten Einphasen-Einweg-Gleichrichter
• Vierquadrantenbetrieb eines Gleichstrommotors mit einem Thyristor-Stromrichter
• Vierquadrantenbetrieb mit einer H-Brücke
• Elektronische Last
• Temperaturregelung mit P- und PI-Regler
• Temperaturregelung mit einem Zweipunktregler
• Temperaturregelung mit PID-Regler und Impulsgruppensteuerung
• Helligkeitsregelung mit P-, PI- und PID-Regler
• Bode-Diagramm, Ortskurve und Regelbarkeit einer P-T3-Strecke
• Anpassung und Glättung von Istwerten
• Kenngrößen und Betriebsverhalten der Servo-Regelstrecke
• Lageregelung
• Lageregelung mit Einflußgrößen

• SERVO BOARD
• 2 Stück Reflexionslichtschranke