серви [Архив]

Tigra74

09.10.2011, 20:43

такой вопрос по поводу управление сервоприводов, можно управлять сервоприводом, подавая на провода положительное или отрицательное напряжение, или ими нужно управлять по другому (обясние главние принципи)

Буду краток:

Изучаем начинку сервоприводов

Все мы бывали в подобной ситуации, стояли перед прилавком местного магазинчика товаров для хобби, смотрели на море запчастей и думали, что же выбрать. Обычное дело! Часто выбрать правильную деталь сложнее, чем определиться с цветом вашего нового автомобиля ;-).

Как и остальные комплектующие типа двигателей, лопастей, топлива и радиоаппаратуры, сервоприводы представлены в огромном ассортименте. К счастью есть мы, источники информации и автор-переводчик и сейчас мы поведаем о том, как это море сервоприводов классифицируется, называется, какие конструкции бывают и для чего их придумали. Надеемся это поможет вам разобраться в ваших требованиях и быстро определиться с выбором. Справедливости ради надо заметить, что рассказ пойдет о обычных авиационных сервоприводах.

Начнем с хвоста

Все сервоприводы для радиоуправляемых моделей используют три провода для работы. Положительный провод для питания, обычно 4.8В или 6В, отрицательный провод и сигнальный провод. Управляющий сигнал передает информацию о требуемом положении выходного вала. Вал связан с потенциометром, который определяет его положение. Контроллер по сопротивлению потенциометра и значению управляющего сигнала определяет, в какую сторону требуется вращать мотор, чтобы получить нужное положение выходного вала. Чем выше напряжение питания сервопривода, тем быстрее он работает и больший момент развивает.

[attachment=101633:04-ru.jpg]

Управляющий сигнал представляет собой импульсы переменной ширины. Импульсы повторяются с постоянной частотой, которая измеряется в герцах. Большая часть приемников генерирует импульсы с частотой 50Гц. Это означает, что они передают команды о требуемом положении сервопривода 50 раз в секунду. Положение сервопривода определяется шириной импульса. Для типичного сервопривода, используемого в радиоуправляемых моделях, длительность импульса в 1520 мкс означает, что сервопривод должен занять среднее положение. Увеличение или уменьшение длины импульса заставит сервопривод повернуться по часовой или против часовой стрелки соответственно.

Гироскопы используют более высокую частоту импульсов: 250Гц и 333Гц, что позволяет гироскопам чаще передавать команды сервоприводам. Гироскопы GY601/611 используют нестандартную ширину импульса 760мкс. Среднее положение при этом соответствует 760мкс, аналогично 1520мкс в стандартном сервоприводе.

Характеристики сервоприводов

Размер

Размеры бывают микро, мини, стандартный и гигант(1/4). В пределах каждого класса размеры могут немного меняться, но в целом указанные группы покрывают 95% встречающихся размеров.

Средние размеры сервоприводов для справки:

Микро: 24mm x 12mm x 24mm

Мини: 30mm x 15mm x 35 mm

Стандарт: 40mm x 20mm x 37mm

Скорость

Скорость сервоприводов измеряется временем поворота качалки сервопривода на угол 60 градусов при напряжении питания 4.8В и 6В. Например, сервопривод с параметром 0.22с/60° при 4.8В поворачивает вал на 60 градусов за 0.22с при напряжении питания 4.8В. Это не так быстро, как может показаться. Наиболее быстрые сервоприводы имеют время перемещения от 0.06 до 0.09с.

Момент

Момент сервопривода измеряется по весу груза в кг, который сервопривод может удерживать неподвижно на качалке с плечом 1 см. Указывают две цифры, для напряжения питания 4.8В и 6В. Например если указано, что сервопривод развивает 10кг/см, значит, что на качалке длиной 1см сервопривод может развить усилие 10 кг, прежде чем остановится. Для качалки в 2см такой сервопривод сможет развить усилие 5кг, а на 5мм целых 20кг.

Пластиковые, карбонитовые или металлические шестерни?

Как видно из названия, сервоприводы бывают с пластиковыми, карбонитовыми и полностью, либо частично металлическими шестернями или только с металлическим выходным валом. У всех есть свои плюсы и минусы, в зависимости от того где вы будете их использовать.

[attachment=101634:01-ru.jpg]

Пластиковые шестерни относительно непрочные, зачастую ломаются при падении модели, но ремкомплекты на них недороги, а сами шестерни практически не изнашиваются. Карбонитовые во многом аналогичны пластиковым, немного прочнее последних и чуть более подвержены износу. Металлические шестерни намного прочнее, хорошо противостоят падениям, однако имеют самый дорогой ремкомплект и сильно подвержены износу. Со временем в металлических шестернях появляется люфт и, по-хорошему, их надо полностью менять каждый сезон.

Обычный мотор, мотор без сердечника или бесколлекторный мотор?

Обычный мотор это мотор постоянного тока, который имеет наборный железный сердечник, разделенный на секции, на которые наложены витки обмотки. Сердечник, обмотки и коллектор образуют якорь. По бокам якоря расположены постоянные магниты. Сердечник бывает с 3-мя и 5-ю полюсами. Пять полюсов дают более высокий момент и плавность хода. Тяжелый якорь мешает мотору быстро набирать обороты и быстро останавливаться, а во время вращения якорь совершает колебания каждый раз как очередная секция сердечника проходит мимо магнита. Все это делает работу сервопривода с таким мотором дерганой и неточной.

[attachment=101635:02-ru.jpg]

Моторы без сердечника, напротив, имеют единственный неподвижный магнит в центре и вращающуюся обмотку, которая оформлена в виде цилиндра или стакана и окружает магнит. Такая конструкция легче, не имеет секций и в результате более динамична и работает без рывков. Естественно, моторы без сердечника дороже, но дают более высокую точность, момент и скорость по сравнению со стандартными моторами.

[attachment=101636:022-ru.jpg]

Сервоприводы с бесколлекторным мотором появились сравнительно недавно и на данный момент выпускаются только компанией Футаба. Преимущества те же что и у остальных бесколлекторных моторов: нет щеток, а значит они не создают сопротивление вращению и не изнашиваются, скорость и момент выше при токопотреблении равном коллекторным моторам. Недостаток - цена выше на 50-70%.

Цифровые или аналоговые?

Что бы определиться какие лучше, давайте рассмотрим принцип работы тех и других и выбор станет очевиден. Но для начала отметим, что цифровые и аналоговые сервоприводы механически не отличаются друг от друга. У них те же корпуса, моторы, шестеренки и даже потенциометры. Все дело в способе управления мотором!

Работа аналогового сервопривода

Сервоприводы управляют мотором с помощью импульсов напряжения, подаваемых на мотор. Напряжение при этом постоянно и равно напряжению питания приемника (4.8 - 6В). Частота импульсов стандартна - 50Гц. Чем длиннее импульс, тем быстрее вращается мотор и больший момент развивает. Точно так же работает большинство регуляторов моторов. Подобное поведение можно получит включая и выключая бытовой вентилятор. Чем реже включаем тем медленнее вращается, а чем чаще и дольше держим включение - тем быстрее.

Возвращаемся к сервоприводу. В покое на мотор не подается напряжение, а если лишь слегка отклонить стик передатчика, то на мотор пойдет короткий импульс напряжения. Чем больше перемещение стика тем шире импульс питания для мотора, и тем быстрее сервопривод двигается в нужное положение. Важно, что на малых перемещениях на мотор подаются короткие импульсы малой мощности, т.е. если стик или внешняя сила медленно сдвигает вал с места, сначала на мотор подаются слабые сигналы и чем сильнее отклоняется стик или дальше смещается вал от точки удержания, тем более мощные импульсы питания посылаются на мотор.

Как вы понимаете, короткие слабые импульсы не могут заставить мотор вращаться быстро и развивать высокий момент. В этом и состоит проблема всех аналоговых сервоприводов: они медленно и слабо реагируют на малые команды управления или когда внешняя сила сдвигает их с места. Зона низкой скорости и момента называется мертвая зона (deadband).

Впрочем, все это не так страшно пока вертолетом управляет обычный человек, но когда за дело берется гироскоп, система стабилизации или топ-пилот с реакцией мангуста, аналоговые сервоприводы становятся проблемой.

Работа цифрового сервопривода

Спасение в цифровых сервоприводах! Как говорилось ранее, аналоговые и цифровые сервоприводы сделаны из одних деталей и даже трехжильный провод для управления тот же. Вся разница в том, как управляющие импульсы посылаются на мотор.

Миниатюрный микроконтроллер анализирует сигнал поступающий с приемника и преобразует его в высокочастотные импульсы управления мотором. В отличии от аналоговых сервоприводов где мотор получает управляющие импульсы 50 раз в секунду, мотор цифрового сервопривода получает таких сигналов более 300 в секунду. Само собой, импульсы будут короче, но при таком их количестве сервопривод и ускоряется быстрее и создает постоянный высокий момент. Вы наверняка обращали внимание на "пение" цифровых сервоприводов под нагрузкой - это слышны короткие частые управляющие импульсы, посылаемые на мотор.

В результате мы получаем сервопривод который имеет намного меньшую мертвую зону, быстрый отклик, быстрый и плавный набор скорости и отличное удержание.

Все здорово, но все эти ускорения и моменты имеют один маленький недостаток - энергопотребление! Да-да, цифровые сервоприводы охотно потребляют энергию бортового аккумулятора, их достоинства надо кормить. Вы можете совершенно справедливо заметить, что при нынешнем развитии аккумуляторных технологий дополнительное энергопотребление не такая уж проблема. Это так, но убедитесь, что в случае использования встроенного в регулятор линейного BEC, его мощности достаточно для питания постоянно отрабатывающих цифровых сервоприводов! Оптимально в таких случаях использовать внешний или встроенный импульсный BEC.

И так, цифровые сервоприводы намного лучше аналоговых. Конечно, вы по-прежнему можете летать на аналоговых, но однажды попробовав цифровые, вряд ли вернетесь назад. И под конец сравнения обратим внимание еще на один момент: в спецификациях аналоговых сервоприводов зачастую указаны цифры скорости и момента выше чем у некоторых цифровых, но вы же помните что аналоговые приводы имеют меньшую скорость и момент на коротких и малых перемещениях. Красивые цифры даны для максимального отклонения стика, когда сервопривод работает на полную мощность. Даже с меньшими значениями характеристик цифровые сервоприводы все равно будут работать лучше на малых перемещениях, когда скорость и момент особенно важны.

Подшипники качения или подшипники скольжения?

Выходной вал проходит через корпус сервопривода и в месте выхода вал поддерживается либо шарикоподшипником, либо пластиковой втулкой.

[attachment=101637:05-ru.jpg]

Как и прочие вращающиеся механизмы, сервоприводы работают более плавно и точно если в них используются подшипники качения. Такие сервоприводы менее подвержены износу чем сервоприводы с втулкой, поскольку втулка неизбежно изнашивается и появляется люфт между корпусом и выходным валом. Желательно везде использовать сервоприводы с подшипниками качения, хотя они и несколько дороже.

Скорость или момент?

В большинстве случаев предпочтительны более мощные и быстрые сервоприводы. Однако скоростные сервоприводы хороши когда пилот успевает реагировать на резкое поведение вертолета или когда высокая скорость требуется для правильной работы модели.

Многие пилоты не осознают, что сервоприводы могут быть слишком быстрыми для их уровня подготовки и рефлексов и могут сделать вертолет сложным в управлении. Быстрые сервоприводы необходимы для управления хвостом вертолета, тогда как для управления циклическим и коллективным шагом требуется высокий момент, который позволяет сервоприводу держать положение и быстро возвращаться в центр, что особенно важно при выполнении 3D маневров.

Немного о тюнинге ;-)

Рекомендуется смазать место выхода вала из корпуса сервопривода густой смазкой, а место выхода провода герметиком, чтобы защитить начинку от попадания воды и топлива. Впрочем, это дело вкуса.

Идеальный сервопривод

Существует ли такой? Зависти от того, кого вы спросите и от того, где сервопривод применяется. Отличный сервопривод должен работать так быстро как вам надо, давать большой момент, хорошо держать положение и при этом быть дешевым. Похоже, такого еще не изобрели. Каждый производитель ищет баланс характеристик и рекламирует свой товар, поэтому выбирайте мудро. Во многом выбор сервопривода зависит от опыта применения и ваших личных потребностей. В конечном итоге не столь важны цифры на коробке и хорошая цена, сколько важно, что бы сервопривод делал свою работу и позволял вам летать!

Для справки

Зачастую английские и американские производители и интернет-магазины используют исключительно английские единицы измерения. Для нас привычнее единицы СИ. Для перевода можно воспользоваться данными ниже:

Для перевода момента из унций на дюйм (oz/in) в килограммы на сантиметр (kg/cm), разделите исходное значение на 13.89

1 унция (oz) = 28.35 грамма (g)

1 дюйм (in) = 2.54 сантиметра (cm)

Исполнительные механизмы RC-аппаратуры

Обзор схемотехники аппаратуры для дистанционного пропорционального управления моделями не будет полным, если не рассказать об исполнительных механизмах (устройствах) - о рулевой машинке, часто ее еще называют - "серва" и регуляторах хода.

Сразу отметим, что эта статья является обзорно-аналитической, и несмотря на то, что мы приведем здесь пару вариантов принципиальных схем сервоэлектроники рулевой машинки (РМ), повторять их не рекомендуем, т.к. по опыту знаем, что в домашних условиях качественно изготовить микроминиатюрную электронику, а особенно - механику (микродвигатель и редуктор) - нереально. Именно поэтому мы не разрабатывали и не будем разрабатывать печатные платы для этих схем. В тоже время, самостоятельная сборка простого регулятора хода по хорошо отлаженной схеме, вполне доступна даже начинающему моделисту.

Материал данной статьи, касающийся рулевых машинок, может найти практическое применение только при конструировании простых исполнительных механизмов для каких-либо прикладных устройств, скорее всего не связанных с моделизмом. Тем не менее, знакомство с конструкцией и принципом работы рулевой машинки необходимо для понимания основ всей системы пропорционального дистанционного управления

Рулевая машинка

Назначение рулевой машинки очевидно: она предназначена для того, чтобы пропорционально и синхронно с ручкой управления на передатчике изменять положение руля управления модели, развивая при этом необходимое усилие.

Пропорциональность управления определяется шириной (длительностью) канального импульса и точностью его формирования, передачи и обработки всеми звеньями радиоканала (кодер - передатчик - приемник - декодер - сервоэлектроника). Этот параметр зависит как от внешних факторов, так и от свойств самой РМ. Синхронность (обычно этот параметр заменяют "временем перекладки" из одного крайнего положения в другое), так же, как и развиваемое усилие, параметры исключительно "внутренние", они зависят от конкретной конструкции РМ: от мощности электромотора, его оборотов и передаточного числа (отношения) редуктора. Кроме того, есть еще один очень важный критерий оценки качества рулевой машинки - точность позиционирования, т.е. точность установки исполнительного органа РМ в заданное положение. Время перекладки РМ обычно измеряется в "секундах /градус" (лучшие образцы машинок имеют "резвость" порядка 0.1 - 0.07 сек / 45 град), точность позиционирования - величина угловая, и измеряется в градусах (типичная величина ~ 0.5 - 1.0 град), а усилие измеряется в кг/см или Н/см (здесь разброс показателей очень велик, он зависит от конкретного типа машинки и может колебаться от 0.5 кг/см (5 Н/см) до 15 кг/см (150 Н/см) и более).

Следует иметь в виду, что параметры "скорострельности" и "мощности" РМ связаны между собой: чем быстрее машинка (при прочих равных условиях), тем меньшее усилие на валу она способна развить, и наоборот. Не стоит при выборе машинки обращать особого внимания на ее скоростные качества - быстроты реакции даже самой "тупой" сервы обычно хватает для большинства типов простых моделей. В хоббийном моделизме гораздо большее значение имеет "тяговитость" механизма, т.к. этот параметр обычно косвенно характеризует и его механическую прочность.

Сервоэлектроника

Импульсный широтно-моделированный сигнал (см. Рис.1.) с выхода декодера поступает на одновибратор ОВ рулевой машинки, аналогичный описанному в статье "PPM-кодер для RC-аппаратуры". Длительность импульсов, генерируемых этим одновивибратором, регулируется потенциометром R, жестко связанным с выходным валом мотора-редуктора РМ и однозначно зависит от его положения. В среднем положении вала мотора-редуктора длительность импульсов на выходе ОВ равняется 1.5 мс, как вы помните, такую же длительность имеют канальные импульсы при среднем положении ручки управления. При повороте вала мотора-редуктора из одного крайнего положения в другое, длительность "опорных" импульсов на выходе одновибратора будет изменяться примерно от 0.7 мс до 2.3 мс. Это чуть больше, чем изменение длительности канальных импульсов при отклонении ручки управления, и необходимо для предотвращения поломок механики РМ.

В случае несинхронного отклонения ручки управления или поворота вала мотора-редуктора, длительность канального или "опорного" импульсов изменится, и они уже не будут равны между собой. Именно эта разница в длительности двух импульсов и позволяет осуществить "пропорциональность" управления. Оба импульса (входной импульс РРМ и импульс с выхода ОВ) подаются на схему сравнения. Схема сравнения имеет два входа и два выхода и работает очень интересно. Если к обоим ее входам приложить уровень логического "0", то на обоих выходах также установится уровень логического "0". Если же к одному из входов (допустим, ко входу "А") приложить уровень логической "1", то на соответствующем ему выходе "А" также установится высокий уровень логической "1", который независимо от последующих изменений состояния входа "В" будет сохраняться до того момента, пока оба входа не будут вновь "обнулены". Если же после "обнуления" высокий уровень первым приложить ко входу "В", то уровень логической "1" установится уже на выходе "В", и также будет сохраняться до момента "обнуления" обоих входов. Но если после обнуления высокий уровень одновременно установить на обоих входах схемы, состояние выходов не изменится, т.е. останется "низким". Такой алгоритм гарантирует, что в любой момент времени высокий уровень может быть только на одном из выходов схемы.

[attachment=101639:gl102m.gif]

С выходов "А" и "В" схемы сравнения сигналы поступают на входы двухканального релейного усилителя (усилителя-переключателя), к которому подключен электродвигатель рулевой машинки. В нормальном состоянии выходы обоих каналов усилителя "низкие", т.е. они оба имеют потенциал "земли". В случае поступления на любой из входов усилителя логической "1" на его соответствующем выходе устанавливается высокий потенциал, равный напряжению источника питания. Электродвигатель начинает вращаться, сразу же развивая полную мощность. Как только соотношение длительностей импульсов на входе схемы сравнения изменится, после очередного "обнуления" высокий уровень будет установлен на другом входе усилителя-переключателя, электродвигатель "реверсируется", т.е. начнет вращаться в другую сторону. При такой схеме двигатель постоянно развивает максимальную мощность, а время переходных процессов практически сведено к нулю. Такая сервоэлектроника в последнее время называется "цифровой".

В обычных, "аналоговых" схемах сервоэлектроники происходит сравнение длительности импульса входного РРМ сигнала и импульса ОВ, после чего формируется очень короткий "разностный" импульс. В зависимости от длительности и полярности этого "разностного" импульса и формируется сигнал управления электродвигателем, который в такой схеме подключается одним выводом к искусственной "средней" точке источника питания и по этой причине всегда работает "в пол-силы". Не смотря на то, что короткий "разностный" импульс искусственно "растягивается", при таком способе очень трудно получить высокие "нагрузочные" характеристики РМ, т.к. двигатель практически никогда "не отдает" в нагрузку максимально возможного усилия. По этой причине "цифровые" сервы по основным параметрам намного превосходят стандартные "аналоговые".

Рассмотрим подробнее, как происходит процесс управления "цифровой" рулевой машинкой. Пусть в начальный момент времени ручка управления на передатчике и исполнительный орган (вал мотора-редуктора) установлены в среднее (нейтральное) положение. Длительность канальных импульсов РРМ равна длительности импульсов одновибратора ОВ: Т' = Т" = 1.5 мс. Это состояние можно назвать "балансом импульсов". На выходах схемы сравнения постоянно присутствуют низкие уровни логического "0". Такие же потенциалы установятся и на обоих выходах усилителя-переключателя. Электродвигатель мотора-редуктора не вращается.

[attachment=101640:gl103m.gif]

Рис.2 Логическая диаграмма работы схемы сравнения

Допустим, что отклонение ручки управления на 1 градус в ту или иную сторону вызывает увеличение (или уменьшение) длительности канального импульса на 0.01 мс (коэффициент пропорциональности К = 100 град/мс). Как только мы отклоним ручку управления на какой-либо угол (к примеру - на 26 градусов) и зафиксируем ее, длительность канального импульса также изменится, предположим - уменьшится на 0.26 мс (см. Рис.2). Это приведет к тому, что положительный фронт канального импульса РРМ попадет на вход схему сравнения на 0.26 мс раньше положительного фронта импульса одновибратора ОВ. На выходах "А" схемы сравнения и усилителя-переключателя установятся высокие потенциалы, а электродвигатель начнет вращаться, допустим, по часовой стрелке, изменяя положение вала мотора-редуктора и связанного с ним ползунка потенциометра R. Возникнет "механическая обратная связь", которая изменив положение ползунка потенциометра R изменит и длительность импульса одновибратора также в сторону уменьшения. Через какое-то время (оно зависит от оборотов электродвигателя и передаточного отношения редуктора) ползунок потенциометра R, связанный с выходным валом мотора-редуктора, повернется на 26 градусов и установится в такое положение, при котором длительность импульса ОВ также уменьшится на 0.26 мс и снова сравняется с длительностью импульса РРМ. На выходе "А" схемы сравнения установится низкий уровень, и электродвигатель остановится. Если теперь ручку управления вернуть в нейтраль, или отклонить в другую сторону, схема сравнения "отработает" по каналу "В", электродвигатель начнет вращаться против часовой стрелки, изменяя положение ползунка резистора R в другую сторону и увеличивая длительность импульса ОВ, "уравнивая" его с импульсом РРМ.

Если же "разбалансировка" импульсов произойдет не по команде спортсмена, а от самопроизвольного перемещения руля управления модели, допустим под воздействием аэродинамических сил (нагрузок), то и в этом случае система "автосбалансируется", и компенсирует изменение положения рулей модели, приведя их в соответствие с положением ручки управления на передатчике.

Сервомеханика

Рассматривая работу сервоэлектроники мы идеализировали кинематику рулевой машинки, и не принимали во внимание физические свойства ее составляющих. Но детали, из которых состоит "мотор-редуктор" обладают массой, и в следствии этого - инерционностью. Естественно, что инерционность подвижных деталей, от положения которых зависят времязадающие параметры "опорного" одновибратора, будет вносить значительные возмущения в работу всей электронной части рулевой машинки, и должна быть каким-то образом компенсирована.

При разработке рулевых машинок используются конструктивные решения, позволяющие снизить массу вращающихся с большой скоростью частей и применяют конструкционные материалы, демпфирующие их кинетическую энергию. Типичная конструкция рулевой машинки показана на Рис.3.

[attachment=101641:gl104m.jpg]

Рис.3 Конструкция типичной РМ фирмы Robbe-Futaba

Диаметр типичного микро-электродвигателя для РМ всего 10 - 15 мм, длина - того же порядка. Масса такого электродвигателя в сборе порой не превышает 10 грамм. Масса ротора при этом - не более 2-3 грамм, но число оборотов в минуту может превышать 20.000! При таких оборотах даже субминиатюрный ротор диаметром 7 - 10 мм и массой около 1.0 грамма обладает внушительным запасом кинетической энергии, которая не позволяет ему мгновенно остановиться при отключении электропитания. Инерционное вращение ротора приводит к "выбегу" исполнительного органа на несколько градусов и обратной разбалансировке схемы сравнения, которая реверсирует двигатель, он начинает вращаться в обратную сторону, снова "выбегает" и т.д. Этот "колебательный" процесс может длиться бесконечно...

Для того, чтобы избежать этого, в цепи сервоэлектроники вводят отрицательную обратную связь, так называемое "электронное демпфирование", которое позволяет обесточить двигатель чуть раньше, чем электронно-механическая система РМ достигнет точки "баланса импульсов". Эта простая мера имеет один существенный недостаток: у системы появляется так называемая "мертвая зона" - область, в которой схема сравнения не реагирует на относительное изменение длительности импульсов. От величины "мертвой зоны" зависит точность позиционирования РМ, параметр, о котором мы упоминали в начале этой статьи. У современных РМ величина "мертвой зоны" (это угол поворота вала мотора-редуктора) и точность позиционирования не превышает долей градуса.

Наряду с электронным демпфированием применяют и механическое демпфирование (не путать с механической обратной связью). Шестерни редуктора часто изготавливают из достаточно "вязких" пластмасс: капрона, полистирола или полиамида (для увеличения прочности их часто армируют стекловолокном или другими волокнистыми наполнителями). Материал шестерен, наряду со специальным модулем и профилем зубьев несколько ухудшает общую динамику РМ, "подтормаживая" электродвигатель, но зато существенно уменьшает величину инерционного "выбега" и позволяет сузить "мертвую зону".

Вообще, конструкция редуктора РМ достаточно сложная. Попробуем рассчитать редуктор для РМ с электродвигателем, развивающим 15.000 об/мин. Примем время "перекладки" выходного вала РМ из одного крайнего положения в другое (т.е. поворот примерно на 180 градусов) равным 0.5 секунды. Несложная арифметика показывает, что общее передаточное отношение такого редуктора будет равно 1 : 250. С учетом габаритных размеров корпуса миниатюрной РМ (ширина ~ 10 -12 мм) максимальный диаметр шестерни может быть не более 10 мм. Модуль зуба определит диаметр малой шестерни: он будет ~ 2,5 мм. Отсюда передаточное отношение одной пары шестерен: 10 / 2.5 = 4.0, а необходимое число пар шестерен в редукторе оказывается равно четырем. На практике все пары шестерен в миниатюрных редукторах делают разными, их число достигает 5 - 8, а передаточное число редуктора может быть даже 1 : 1000. Часто 2-3 выходные, самые нагруженные пары шестерен изготавливают из металла, а последнюю, самую мощную шестерню иногда делают не полной окружности, а в виде сектора ~ 200 градусов и ее ось устанавливают в шарикоподшипники . С этой шестерней обычно и бывает "аксиально" (соосно) связан потенциометр R (это хорошо видно на Рис.3). Кстати: машинки с цельнометаллическим редуктором обычно имеют более высокий КПД, и способны развивать большее усилие на валу, но более "строги" в регулировках и имеют больший инерционный выбег (см. Рис.4). Необходимо так же отметить, что механика РМ не должна иметь каких-либо люфтов: наличие даже незначительной "слабины" хотя бы в одном сопряжении рулевой машинки резко ухудшает ее позиционирование и расширяет "мертвую зону".