cosa rende un servo "digitale" ?

[Naraj]

Originalmente inviato da italo.driussi

Prova a fare un tonneau veloce a tempi e te ne accorgi se sono installati servi digitali.

Ciao Italo,
permettemi di avere dei grossi dubbi su questa semplice prova.
Quando non esistevano i servi digitali, ho visto dei veri "miracoli" con gli analogici. Questo dipende anche dal "manico" e dal tipo di modello usato.

Naraj.

[italo.driussi]

Originalmente inviato da Naraj

Ciao Italo,
permettemi di avere dei grossi dubbi su questa semplice prova.
Quando non esistevano i servi digitali, ho visto dei veri "miracoli" con gli analogici. Questo dipende anche dal "manico" e dal tipo di modello usato.

Naraj.

Provare per credere, a parita' di tiro e velocita' la tenuta si nota molto bene quando stoppi il tonneux a tempi fatto a velocita' del modello e di rotazione alta.

Se vedemo
Italo

[bhbhbh]

Egregi,

ringrazio tutti i partecipanti alla discussione per le spiegazioni ed i commenti alle medesime.

Mi permetto di riassumere quanto appreso:

1) nel servo digitale non c'e' alcun sensore "digitale" (ottico, ad effetto Hall, ....escludo da questi il resolver che confermo essere un dispositivo analogico...) poiche' il sensore e' sempre il potenziometro

2) nel servo digitale gli impulsi di azionamento sono dati al motore con frequenza di circa 300Hz contro i 50Hz del servo analogico

3) il servo digitale consuma di piu' perche' non rimane mai fermo, vibra continuamente attorno alla posizione raggiunta....probabilmente perche' volutamente non ha isteresi, o "dead band" che dir si voglia....se invece non trova pace per effetto del rumore elettrico allora o il potenziometro e' di qualita' scadente, oppure e' il sistema di misura del microcontrollore ad essere scadente........spero non sia cosi', visto il costo dei digitali....

4) non rimanendo mai fermo, consuma di piu' sicuramente corrente elettrica ma molto probabilmente anche motore ed ingranaggi....ahime', se vibra e ronza continuamente, vuol dire che la parte elettromeccanica non sta mai ferma..........

5) il servo analogico quando raggiunge la posizione richiesta toglie corrente al motore e non la ripristina finche' non si esce dalla "dead band"
sarebbe interessante valure l' ampiezza della dead-band in gradi di rotazione della squadretta.....la mia sensazione e' che la dead-band di un analogico sia comunque ben che inferiore ai giochi sugli accoppiamenti meccanici tra squadretta del servo e superficie mobile comandata....ovvero la dead-band del servo potrebbe venir mascherata dal "lasco" dovuto ad es. alla flessione del tirante...

6) il ritardo nel raggiungimento del 100% della coppia, almeno nel confronto tra i due servi Futaba S9450 - S9402 e' pari a circa 60 microsec = 0,06 millisec............ai fini del movimento in volo di un aeromodello, credo sia un tempo totalmente irrilevante se confrontato con i tempi di risposta del sistema completo (tempi di reazione del pilota + velocita' di rotazione del modello attorno ai suoi assi + banda passante del sistema Tx-Rx).
Ma questa e' una mia supposizione, da pilota "tranquillo".....che nulla toglie alla bravura di chi effettua manovre rapidissime, magari a pochi metri dal suolo e con velocita' prossima allo stallo !

Sulla banda passante del sistema Tx-Rx apro una piccola parentesi....
mi risulta che i comandi trasmessi ai servi vengono campionati con una frequenza di 50Hz,
quindi significa che (per il teorema di Shannon) la banda delle informazioni trasmesse ai servi non puo' essere superiore a 25Hz.
Ergo....qualsiasi variazione piu' rapida di 1/25= 40 millisec viene filtrata via dal sistema telecomando Tx + Rx !

In altre parole, se io sono con lo stick ad es. del cabra/picchia in posizione centrale, se anche fossi cosi' veloce da spostarlo del 20% (o qualsiasi altro valore) in 2 millisec e ritornassi indietro al centro in altri 2 millisec, il servo dall' altra parte non potrebbe manco accorgersi di questa mia manovra....non perche' sia lui ad esser lento ma perche' e' il sistema di trasmissione adottato dal telecomando che ha questa limitazione di banda (anzi...per effetto dell' "aliasing", c'e' il rischio che il servo invece di vedere una variazione di posizione che dura 2 + 2 millisec, ne veda una che dura due cicli di campionamento, cioe' appunto 40 millisec...)

Questo ritardo e' un "rallentamento" dei tempi di risposta del sistema, non ha nulla a che vedere con un ritardo dovuto al tempo di propagazione del segnale radio che e' totalmente infinitesimo, stante le distanze in gioco tra Rx e Tx.

7) il servo digitale, avendo al suo interno un microcontrollore, puo' avere dei parametri programmabili a piacere da chi lo utilizza



Come dicevo, vi ringrazio ancora per i chiarimenti ed i link esplicativi che mi avevate indicato.


Cordialmente.
Buone Festivita' e buon Anno Nuovo.


PS....per i cultori di confronti tra elettronica analogica e digitale.....

oltre agli amlpi audio Tripath vs classe D vs classe A,.....
....nel settore video, quando uscirono i primi monitor ad LCD
qualche anziano "televisionaro" pontifico' che i colori erano "brutti" perche' "digitali"......
....non sapendo che la cella elementare che costituisce il pixel di un LCD e' in tutto e per tutto un analogicissimo condensatore che viene caricato con un valore analogico di tensione.......(i colori pero' erano effettivamente brutti, ma perche' le tarature di fabbrica erano fatte per il mondo dei PC, non per quello della televisione.....)

[Naraj]

Concordo in pieno al tuo riassunto.

Naraj.

[Archi]

Non sono tanto daccordo con gli assoluti, ma per il resto l'analisi è sostanzialmente corretta, solo alcune precisazioni:

1. Non è detto che non vi siano servi con sensore digitale, è solo che il sensore in se non differenzia un tipo di servo da un altro.
2. Non è detto che i motori di tutti i servi digitali siano alimentati a 300 Hz e non tutti quelli analogici siano alimentati a 50 Hz, dipende tutto da come uno realizza l'elettronica di controllo sia che questa sia analogica o digitale.
3. Il servo analogico spegne il motore solo quando raggiunge la posizione e non è in forza, su un maxi acrobatico e ancora di più su un elicottero, questo non avviene mai. La verità è che il servo digitale, per via del tipo di controllo, è in grado di dare la massima coppia fino al raggiungimento della posizione richiesta. L'analogico è invece costretto a diminuire la coppia all'avvicinarsi della posizione richiesta (altrimenti diventa instabile) e questo provoca un errore di posizione che dipende dallo sforzo a cui è sottoposto. Inoltre quando il servo è sottosforzo i giochi della meccanica tendono a sparire perchè tutto viene tenuto in forza.
4. Sulla banda passante non mi pronuncio, non so se sia presente un filtro antialiasing sui campionatori degli stick, posso però dirti che i segnali una volta campionati passano in toto fino al servo come minimo ogni 20 ms ed il servo aggiorna la sua posizione ogni 20 ms (deve farlo sempre in virtù del teorema di shannon). In ogni modo ci sono oggi radio che inviano i segnali di comando anche più frequentemente e riceventi che comandano i servi anche a 200 Hz, questo vuol dire un minor tempo di risposta ed una maggiore precisione dei movimenti (che possono essere attuati in più step) ed un miglior funzionamento dei sistemi di stabilizzazione (giroscopi e sistemi flybarless degli elicotteri).

I servi digitali funzionano con quasi qualunque frequenza di comando, i servi analogici invece funzionano solo a quella per la quale sono stati progettati, alle altre non si muovono e rischiano di bruciarsi (verificato di persona ).

In ogni modo alla fine dipende tutto da cosa uno ha bisogno, posso dire che sugli elicotteri, per come volo io digitale o analogico (solo per il piatto), grandi differenze non ce ne sono, per chi vola sul serio, la differenza la sente eccome .

Ciao.

[Jumpa]

Originalmente inviato da bhbhbh

Egregi,

ringrazio tutti i partecipanti alla discussione per le spiegazioni ed i commenti alle medesime.

Mi permetto di riassumere quanto appreso:

1) nel servo digitale non c'e' alcun sensore "digitale" (ottico, ad effetto Hall, ....escludo da questi il resolver che confermo essere un dispositivo analogico...) poiche' il sensore e' sempre il potenziometro


6) il ritardo nel raggiungimento del 100% della coppia, almeno nel confronto tra i due servi Futaba S9450 - S9402 e' pari a circa 60 microsec = 0,06 millisec............ai fini del movimento in volo di un aeromodello, credo sia un tempo totalmente irrilevante se confrontato con i tempi di risposta del sistema completo (tempi di reazione del pilota + velocita' di rotazione del modello attorno ai suoi assi + banda passante del sistema Tx-Rx).
Ma questa e' una mia supposizione, da pilota "tranquillo".....che nulla toglie alla bravura di chi effettua manovre rapidissime, magari a pochi metri dal suolo e con velocita' prossima allo stallo !

1) stanno uscendo i primi servi digitali hitec in cui il potenziometro è sostituito da un sensore digitale.

6) il ritardo nel raggiungimento della coppia max è (forse) irrilevante ai fini del movimento in volo di un aeromodello (e sottolineo forse), ma non lo è in caso di tentativo di flutter di una parte mobile.
La frequenza di una superficie in flutter è solitamente molto alta, per cui poter disporre di un servo che abbia in ogni momento la maggior coppia di tenuta possibile aiuta molto.

[Naraj]

Originalmente inviato da Jumpa

1) stanno uscendo i primi servi digitali hitec in cui il potenziometro è sostituito da un sensore digitale.

6) il ritardo nel raggiungimento della coppia max è (forse) irrilevante ai fini del movimento in volo di un aeromodello (e sottolineo forse), ma non lo è in caso di tentativo di flutter di una parte mobile.
La frequenza di una superficie in flutter è solitamente molto alta, per cui poter disporre di un servo che abbia in ogni momento la maggior coppia di tenuta possibile aiuta molto.

Ho l'impressione che il fenomeno flutter, si verifichi solo in presenza di giochi meccanici e non per la tenuta del servo.

Naraj.

[Jumpa]

Originalmente inviato da Naraj

Ho l'impressione che il fenomeno flutter, si verifichi solo in presenza di giochi meccanici e non per la tenuta del servo.

Naraj.

Certo, il gioco meccanico innesca il tentativo di flutter, ma se dall'altra parte hai un servo che prima di arrivare alla massima coppia ha un (benchè minimo) spostamento, per poi mentre sta tornando allo zero "mollare progressivamente la presa" e quindi per l'inerzia del sistema oltrepassare di nuovo lo zero ecc. , eccoti servito su di un piatto d'argento un bel flutter.
Diverso invece il discorso se dalla parte servo tu abbia da subito la massima coppia:è come se il comando "lasco" sbattesse contro un muro. Ammesso naturalmente che detta coppia sia sufficiente a contrastare il fenomeno, altrimenti non c'è digitale che tenga!

[Naraj]

Originalmente inviato da Jumpa

Certo, il gioco meccanico innesca il tentativo di flutter, ma se dall'altra parte hai un servo che prima di arrivare alla massima coppia ha un (benchè minimo) spostamento, per poi mentre sta tornando allo zero "mollare progressivamente la presa" e quindi per l'inerzia del sistema oltrepassare di nuovo lo zero ecc. , eccoti servito su di un piatto d'argento un bel flutter.
Diverso invece il discorso se dalla parte servo tu abbia da subito la massima coppia:è come se il comando "lasco" sbattesse contro un muro. Ammesso naturalmente che detta coppia sia sufficiente a contrastare il fenomeno, altrimenti non c'è digitale che tenga!

Nel caso di flutter, i maggior responsabili sono i giochi meccanici dei rinvii.
Da parte del servo, sono convinto che per frenare un tentativo di flutter (che non dipenda da lui), è sufficiente solo lo sforzo del suo rapporto di riduzione meccanica. In questo caso il flutter viene ammortizzato anche senza l'intervento elettrico del servo.

Naraj.

[Jumpa]

Vabbè, me pare de parlare col muro...
Continua ad usare gli analogici.
Io, nei modelli in cui lo ritengo opportuno, continuerò ad usare i digitali...