Servo Hacking

In diesem Beitrag geht es auch wieder um Hacking. Diesmal aber nicht um Server sondern um Servo Hacking. Modellbau Servos haben normalerweise nur einen beschränkten Einstellbereich von 180-270°. Die kompakte Bauweise machen sie aber auch als Antrieb für kleine Roboter interessant. Dazu muß der Motor aber endlos drehen können, ohne mechanischen Anschlag. Das Beseitigen dieser Sperre nennt man Servo Hacking. In diesem Beitrag geht es um die Modifikation des Servo Typs ES-030 Top-Line von Modelcraft. Dieser Servo wird für 5€ bei Conrad angeboten.

Technische Daten Top-line Standard Servo Rs 2 Jr:

• Abm.: (L x B x H) 41 x 20 x 42 mm
• Stecksystem: JR
• Getriebe: Kunststoff Typ: 1
• Stell-Zeit bei 4,8 V: 0.19 s
• Stell-Zeit bei 6 V: 0.17 s
• Stell-Moment bei 4,8 V: 32 Ncm
• Stell-Moment bei 6 V: 35 Ncm Gewicht: 39.2 g

Quelle Conrad

Durchführung

1. Zuerst muß man den Servo öffnen um an seine Innereien heranzukommen. Dazu löst man die 4 Schrauben an der Unterseite. Dann läßt sich der untere Teil mit der Elektronik abnehmen und der obere Teil mit dem Getriebe.

2. Das Getriebe hat einen mechanischen Anschlag (siehe obiges Bild) , der entfernt werden muß. Das geht ganz einfach mit einem Seitenschneider. Unter dem Zahnrad rechts außen befinden sich 2 Schrauben, mit denen der Motor an das Gehäuse befestigt ist. Diese werden ebenfalls entfernt.

3. Die Elektronikplatine läßt sich einfach mit einem kleinen Schraubendreher aus dem Gehäuse hebeln. 3 Drähte gehen noch in das innere im Gehäuse zu einem Potentiometer, das mit einem der Zahnräder verbunden ist. Die Drähte kneifen wir einfach ab. Das Poti wird ebenfalls entfernt, durch einen Druck auf die Potiachse läßt es sich herausdrücken.

4. Auch die 3 Anschlußdrähte, die nach außen führen werden einfach abgelötet. Sie werden später an anderer Stelle wieder angelötet. Die Servoelektronik ist recht simpel, man erkennt den Servo Controller IC (2611D) und 2 Transistoren, die eine Halbbrücke bilden. Es bieten sich 3 Möglichkeiten an wie man die bestehende Elektronik weiter nutzen kann.

• Die Servoelektronik wird beibehalten, und lediglich das Feedback Poti durch 2 Festwiderstände ersetzt. Diese Modifikation wird z.B. beim BoeBot angewandt. Eine genaue Steuerung ist mit dieser Methode kaum möglich
• Der Servo IC außer Betrieb genommen, und nur die Motorbrücke zur Ansteuerung weiterverwendet. Leider wird bei dem verwendeten Billigservo nor eine Halbbrücke verwendet.
• Man ersetzt die komplette Elektronik und verwendet nur Motor und Getriebe. In diesem Fall wird dann eine neue Motorbrücke benötigt. Man ist damit am flexibelsten, und kann den Motor mit PWM ansteuern

Deshalb habe ich mich hier für die 3. Möglichkeit entschieden.

5. um die gesamte Elektronik außer Betrieb zu nehmen, müssen lediglich die 2 Leiterbahnen vom Motor zur Elektronik durchtrennt werden. Die beiden SMD Kondensatoren dienen zur Entstörung des Motors und sollten deshalb beibehalten werden.

6. Zum Schluß wird das Anschlußkabel des Servos wieder angelötet. Das rote und das gelbe Kabel werden an die beiden Motoranschlüsse gelötet. Das schwarze Kabel wie vorher auch an GND. Das war es auch schon. Nachdem man das Getriebe und das Gehäuse wieder zusammengebaiut hat, sieht alles wieder so aus wie vorher. Mit dem kleinen Unterschied, das jetzt nich mehr ein Servo Signal zur ansteuerung benötigt wird, sondern eine Gleichspannung (am roten und gelben Kabel). Je höher die Spannung, desto schneller dreht der Motor. Polt man die Gleichspannung um, läuft der Motor in die andere Richtung.
Thats it.

Weitere Arbeiten

• Einbau eines Optoreflexkopler zur Odometrie
• Aufbau der Motorbrücke

Weblinks:

• Conrad Artikel Standard Servo RS 2 JR
• Datenblatt zum 2611D Servo IC
• Seattle Robotics – Servo Hack
• Seattle Robotics – Futaba Servo mod for PWM
• Roboternetz Thread – Servo-Hack
• Noetic – Hacking the GWS PicoBB Servo
• Portland Robotics – Quadrature Encoder in a Servo