Serwomechanizmy część II

Serwomechanizmy w modelach elektrycznych

W poprzedniej części artykułu poświęconego serwomechanizmom : http://modelmotor.pl/webpage/pl/serwomechanizmy-czesc-i.html  omówione zostały sposoby działanie serw, ich budowa, typy i rodzaje. Poruszony też był temat doboru tychże do konkretnego typu modelu.
 
W tej części chciałem się skupić na zasadach montażu serwomechanizmów w modelach latających.
Latające modele RC o napędzie elektrycznym jak wiadomo dzielą się na wiele klas. Są to stosunkowo małe i bardzo lekkie modele halowe, modele ESA, motoszybowce, modele akrobacyjne i w końcu duże makiety. Jednak zasady panujące i określające sposób montażu serw w tych modelach praktycznie są takie same.
Głównym zadaniem serwomechanizmu jest precyzyjne i za każdym razem powtarzalne w swym zakresie przeniesienie napędu na powierzchnię sterującą modelu lub też uruchomienie innej czynności, na przykład takiej jak schowanie podwozia, otwarcie luków, czy też sterowanie ruchami gimbala w przypadku modeli FPV.
 
W związku z powyższym samo mocowanie serwomechanizmów i przeniesienie ruchu opiera się o następujące zasady :
 
1. Mocowanie serwomechanizmu w modelu powinno być maksymalnie sztywne.
2. Prawidłowa regulacja zespołu serwo – powierzchnia sterowana.
2. Przeniesienie napędu z serwa na powierzchnie sterowaną (lotka, klapka, gimbal) pozbawione wszelkich luzów.
3. Przeniesienie napędu powinno odbywać się z minimalnymi oporami.
4. Łatwy dostęp do serwomechanizmu celem jego regulacji.
5. Prosty sposób wymiany serwomechanizmu w przypadku potrzeby jego wymiany lub naprawy.
 
Ad.1
Sztywność zamocowania serwa w modelu latającym decyduje o jego „być albo nie być”.
O ile w przypadku modelu typu slow flyer w momencie obluzowania serwa jednej z lotek mamy bardzo duże szanse na wyjście z opresji, o tyle w przypadku szybowca zboczowego w dynamicznym locie w takim przypadku zazwyczaj model rozbijemy. Stąd też samo mocowanie serwa musimy zrobić maksymalnie sztywne i mocne.
Jakakolwiek nonszalancja na tym etapie w najmniej oczekiwanym momencie zemści się na nas.
Oczywiście sposób mocowania musi być adekwatny do typu modelu, jego budowy i wymagań.
W modelu depronowym lub esa nie będziemy wszak mocować serwa na łożu aluminiowym, co już w modelu zboczowym wyda się jak najbardziej sensowne.
 
Ad.2
Często bywa tak, że mamy serwo z dużym zapasem mocy, metalowymi zębami, natomiast cały zespół serwo – lotka jest źle wyregulowany. Załóżmy, że konstrukcja lotki a raczej sposób jej mocowania ogranicza jej wychylenia do powiedzmy 30 stopni, natomiast sam orczyk serwa wykonuje ruch o większym zakresie.
W momencie złej regulacji tego zespołu może nam dojść do wyłamania lotki przez serwo lub też w przypadku mocnych zawiasów możemy naruszyć samo mocowanie serwa. Pomijam efekt wyłamania przekładni serwa, co następuje najczęściej. Ruch serwa powinien być ograniczony w sposób mechaniczny przez odpowiedni dobór otworu w orczyku serwa lub w sposób programowy w samym nadajniku.
 
Ad.3
Każdy luz nadmierny pomiędzy serwem a lotką lub inną powierzchnią sterującą jest złem. I tak to należy traktować.
Mocując serwomechanizm i łącząc go ze sterem musimy dążyć do tego, by połączenie to było pozbawione zbędnych luzów. Oczywiście luz w granicach dziesiętnych części milimetra jest do zaakceptowania, wszak samo serwo na swej przekładni już jakiś minimalny luz może posiadać. Jednak starajmy się wszelkie luzy minimalizować i kasować w każdym możliwym miejscu.
 
Ad.4
Istotnym czynnikiem jest to, by serwo było mocowane w modelu w ten sposób, byśmy mieli w miarę nie skomplikowane dojście do jego orczyka. Ułatwi nam to regulację serwomechanizmu i całego napędu, który to serwo obsługuje.
 
Ad.5
Często w momencie kraksy lub źle dobranego serwa, zazwyczaj za słabego do danej funkcji musimy to serwo wymienić w całości, ewentualnie wymontować w celu naprawy, czy też wymiany przekładni.
Tutaj kłania się dobrze przemyślana konstrukcja samego modelu, tak byśmy nie mieli z tą czynnością zbyt dużych kłopotów. O ile budując model na podstawie planów, lub projektując go samemu mamy duże szanse, by taką sytuację przewidzieć, o tyle w zestawach, nawet przodujących firm, czasami bywa tak, że wymiana serwa jest bardzo utrudniona lub też łączy się z „destrukcją” i późniejszą odbudową modelu w tym miejscu.
Budując, a raczej składając zestaw staramy się wpierw dokładnie zapoznać z instrukcją i w miarę potrzeby korygujemy „niecne” zapędy producenta.
Posłużę się tu przykładem.
 
Producent znany, lubiany i solidny, czyli Multiplex. Jednak niektóre jego konstrukcje nie przewidują wymiany serwa.
Blizzard – szybki motoszybowiec z usterzeniem V. Konstrukcja ogona wymusza na nas wybór serw o dużej sile, metalowej przekładni, gdyż praktycznie serwa te pozostaną w modelu aż do czasu jego odejścia „do krainy wiecznych łowów”.
Na fotografii 1 serwa przed zaklejeniem belki kadłuba, na fotografii 2 już po zaklejeniu.
Jak widać, kadłub wzmocniony jest prętami szklanymi i praktycznie nie mamy możliwości dobrania się w późniejszym czasie do serwomechanizmów.
 
 
Foto.1                                                                                 Foto.2
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Innym przykładem będzie usterzenie Soliusa.
Producent co prawda przewidział ewentualną możliwość wymiany mechanizmu, jednak w mojej opinii otwory chowające okablowanie są za małe i wymagają udrożnienia, tak by w przypadku potrzeby wymiany mechanizmu nie było problemów z jego wyjęciem. Widać to na fotografii 3.
Dlatego też musimy dokładnie przemyśleć ewentualną potrzebę dostępu do serwa i jego mocowania.
 
 
Foto. 3
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Serwomechanizmy w każdym modelu co pewien czas powinny być kontrolowane. Kontroli podlega samo mocowanie serwomechanizmu w modelu, połączenia serwa z powierzchniami, którymi serwo to w danym momencie steruje.
Kontrolę taką powinniśmy odbyć praktycznie przed każdym lotem, szczególnie zwracam uwagę na szczegółową kontrolę po każdym nie fortunnym lądowaniu i innym wypadku nie przewidzianym. W przypadku podejrzeń co do nie prawidłowości pracy serwomechanizmu objawiających się zazwyczaj skokowym działaniem, serwomechanizm taki natychmiast wymieniamy na nowy. W tym przypadku zazwyczaj uszkodzeniu uległa przekładnia w serwomechanizmie.
Bywa tak, że pomimo zdawać by się mogło prawidłowego doboru serwa w zakresie jego siły ciągu, serwo okazuje się za słabe. W trakcie lotu następuje jego przeciążenie i w efekcie uszkodzeniu może ulec część elektroniczna, a nie jak to zazwyczaj bywa sama przekładnia.
Jeszcze raz podkreślę, każdą zauważoną nieprawidłowość od razu staramy się niwelować. Nie ryzykujmy lotu takim modelem, gdyż w ten sposób sami na siebie sprowadzamy potencjalne nieszczęście.
Oczywistym jest, że mechanizmy wykonawcze dobieramy pomijając aspekt ich siły, prędkości i innych parametrów parami.
Parami w zakresie ich funkcji, czyli jeśli model posiada lotki, to serwa lotek powinny być dokładnie takie same w obu połówkach skrzydeł. To samo tyczy klap, tradycyjnego usterzenia poziomego, jeśli obie połówki sterowane są osobnymi serwami. Bezapelacyjnie zasada ta tyczy usterzenia typy V. Usterzenie takowe zazwyczaj pełni funkcję steru wysokości i steru kierunku.
W przypadku potrzeby wymiany któregoś z mechanizmów wkładamy w tym momencie dokładnie taki sam.
Jeśli nie mamy możliwości sparowania serw, wymieniamy wtedy obydwa mechanizmy na dwa nowe czy też jednakowe.
 
MONTAŻ SERWOMECHANIZMÓW W MODELU – KADŁUB.
 
Serwa w modelu montujemy w różnych miejscach kierując się zasadą, iż przełożenie ruchu mechanizmu na powierzchnię i elementy obsługiwane powinno być pozbawione luzów, jak najkrótsze i pozbawione zbędnych oporów.
Na kilku przykładach postaram się przedstawić w jaki sposób to robić.
 
Montaż serw w kadłubie warunkowany jest konstrukcją modelu, głównie zaś materiałem z jakiego model jest zbudowany.
Rozróżniamy :
 
- Konstrukcje drewniane, gdzie głównym materiałem jest sklejka lotnicza, balsa i listwy.
- Konstrukcje laminatowe, motoszybowce, makiety i inne.
- Konstrukcje EPP, czyli zazwyczaj modele z zestawów, modele klasy ESA.
- Konstrukcje depronowe.
- Konstrukcje mieszane, w których do budowy użyto kompilacji różnych materiałów i technik.
 
W przypadku konstrukcji drewnianych, a są to zazwyczaj większe modele serwomechanizmy przykręcamy z pomocą drobnych wkrętów do drewna. Półka serwa stanowi integralną i nośną część modelu. Czasami warto półkę z serwami wykonać jako osobny moduł w całości przykręcany do kadłuba. Z racji rozmiarów modelu serwa powinny być tłumione (dotyczy to głównie modeli z napędem spalinowym) za pomocą gumowych podkładek – dystansów.
 
Foto.4                                                                                   Foto.5
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Fotografia 4 przedstawia właśnie typowe serwo normalnych wymiarów z podkładkami gumowy, które zazwyczaj są wyposażeniem tego serwa, natomiast na fotografii 5 widać zamocowane w ten sposób mechanizmy w kadłubie balsowego średniej wielkości modelu klasy FunFly.
W przypadku modeli laminatowych analogicznie jak wyżej serwa mocowane są do specjalnych półek. Konstrukcja półki to zazwyczaj sklejka o grubości 2-3 mm lub inny materiał.
 
Foto. 6                                                                                  Foto.7
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Widzimy to na fotografii 6. Kadłub motoszybowca wykonany jest z laminatu.
Wewnątrz kadłuba wklejona jest sklejkowa półka na serwomechanizmy. Sama półka wklejona jest z pomocą żywicy. Miejsce klejenia dodatkowo wzmocnione i zalaminowane. Serwomechanizm wciśnięty jest w stosowne gniazdo i dokręcony z pomocą małych wkrętów. Otwory pod wkręty po wywierceniu warto jest nasączyć z pomocą rzadkiego CA, co znacznie je wzmocni.
Fotografia 7, duży model motoszybowca o rozpiętości ok 3 metrów. Kadłub jak poprzednio z laminatu, serwo wysokości o standardowych wymiarach położone na płasko. W kadłub w spodniej części wlaminowana jest podstawa serwa wycięta ze sklejki o grubości 5 mm dopasowana do owalu dolnej części kadłuba. Do tej podstawy dokręcone jest łoże serwa wycięte z kształtownika aluminiowego. Konstrukcja taka jest bardzo sztywna, rozbieralna i dająca możliwość łatwej regulacji mechanizmu.
W modelach, gdzie głównym tworzywem jest EPP, a same modele są zazwyczaj lekkie, wymogi co do mocowania serwomechanizmów nie są aż tak restrykcyjne. Są to zazwyczaj modele do walki powietrznej, modele halowe lub zestawy „piankowe”. 

Fotografia 8.
Kadłub, a właściwie wnętrze typowego modelu klasy ESA. Całość wycięta z jednego kawałka EPP. Z racji klasy modelu zależy nam na jak najmniejszej wadze całości.
Tanie i lekkie serwo mocowane jest na wcisk.
W kadłubie został z pomocą odpowiednio ukształtowanego grota lutownicy wycięty odpowiednich rozmiarów otwór pod serwo, który stanowi niejako gniazdo tego serwa.
Serwomechanizm w to gniazdo jest ciasno pasowany na wcisk. Dodatkowo samo serwo może być do takiego gniazda od spodu przyklejone z pomocą kleju na gorąco (hot-glut).

 
Foto.8
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty" 
 
Fotografia 9.
Wnętrze kadłuba małego motoszybowca, jest to Panda firmy Multiplex - http://modelmotor.pl/panda-sport-kit-multiplex-116cm.html
Producent sugeruje, by serwomechanizmy zamontować w kadłub jeszcze przed sklejeniem jego połówek. Same serwa montowane są na wcisk w plastikowe gniazda. Gniazda wymiarowo przystosowane do serw Pico Multiplexa. W przypadku użycia innych mechanizmów warto ten sposób mocowania przerobić, co ułatwi nam ich późniejszą ewentualną wymianę. Gniazda mechanizmów zostały lekko poszerzone. Do gniazd tych od góry wklejone zostały podstawki z kawałeczków sklejki 1,5 mm.
 
 
Foto.9
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Dopiero to tych półek – podstawek mocowane są poprzez dokręcenie wkrętami same mechanizmy wykonawcze.
Ten sposób bardzo ułatwia dostęp do serw i bezproblemową ich późniejszą wymianę.
Warto, jak już wcześniej wspomniałem w przypadku modeli składanych z zestawów wcześniej dokładnie się zaznajomić z budową samego modelu i wprowadzić o ile to możliwe ze swej strony usprawnienia i drobne przeróbki.
W przypadku modeli halowych, gdzie każdy dosłownie gram wagi modelu się liczy mocowanie mechanizmów robimy najlżejsze jak tylko się da. Ilustruje to fotografia 10. Mechanizmy zostały tylko wciśnięte w odpowiednio wycięte dla nich gniazda i unieruchomione dosłownie jedną kroplą kleju hot-glut.
 
Serwa w modelu halowym zgrupowane w jednym miejscu, gdzie pierwsze serwo odpowiedzialne jest za lotki, kolejne za ster wysokości i wreszcie ostatnie obsługuje ster kierunku.
Istotnym jest samo miejsce ich mocowania.
Wycięte pod te serwa otwory osłabiają w tym miejscu sam kadłub. Dlatego też miejsce to dobieramy w ten sposób, by to osłabienie było jak najmniejsze.
Z drugiej zaś strony nie mamy zbyt wielkiego pola manewru, gdyż pamiętać musimy o samym wyważeniu modelu do lotu.
 
 
Foto.10
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Modele depronowe zazwyczaj budowane z planów to już pełne pole do popisu w zakresie montowania serw.
Gro modelarzy mocuje bezpośrednio serwa na depronowych pólkach, co wydaje mi się błędem w sztuce.
Sam depron jest tworzywem kruchym i słabym i dlatego też sugerowałbym z własnego doświadczenia, by serwa montować do odpowiednio wklejonych półek, listew wzmacniających i tym podobnych.
 
Fotografia 11 przedstawia wnętrze kadłuba depronowego górnopłata.
Jak widać wstawione są tu dwa mechanizmy wykonawcze, jeden odpowiedzialny za ster wysokości, drugi za ster kierunku.
Tradycyjne tanie serwa plastikowe, model jednak jest średniej wielkości ok 130 cm rozpiętości.
Dlatego też istnieje wymóg, by serwa były zamocowane bardzo sztywno.
Podstawę serw stanowi naklejona na depron balsowa pólka o grubości 3 mm. Półka ta wklejona jest pomiędzy boki kadłuba. Serwa przykręcone małymi wkrętami, gdzie oczywiście otwory pod wkręty wzmocnione zostały tradycyjnie z pomocą CA.
Dopiero takie mocowanie jest wystarczająco mocne i sztywne.


Foto.11
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty" 
 
 
Foto.12                                                                                Foto.13
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Fotografie 12 i 13 przestawiają inny sposób mocowania. Sam mechanizm przeniesienia napędu z serwa na ster wysokości modelu w układzie kaczki stanowi odrębny element lub też moduł całego modelu. Po wyregulowaniu i ustawieniu cały moduł zostaje zamocowany w modelu.
Jak widać dostęp do serwa, orczyka jest bezproblemowy i ułatwiający wszelkie regulacje i wymianę.
 
Foto.14                                                                                 Foto.15
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Fotografie 14 i 15, na pierwszej montaż serwa steru wysokości w modelu depronowym krytym taśmą samoprzylepną. Jak widać gniazdem serwa jest sklejkowa półka przyklejona do boku kadłuba. Na fotografii 15 montaż pojedynczego serwa lotek w lekkim górnopłacie. Serwo dokręcane do płytki z twardej balsy.
 
MONTAŻ SERWOMECHANIZMÓW W MODELU – PŁATY.
 
Montaż serw w płatach przeprowadzamy w sposób analogiczny, serwa te zazwyczaj przyjmują pozycję poziomą.
W przypadku modeli ESA budowanych z EPP po określeniu miejsca montażu z pomocą lutownicy transformatorowej i odpowiednio ukształtowanego grota wpierw wycinamy w skrzydle odpowiednich wymiarów ciasne gniazdo serwomechanizmu. Możemy się tu posłużyć zrobionym z kawałka laminatu wzorcem, który zapewni nam jednakowe wymiary i głębokość wytopienia otworu. Po wycięciu gniazd nacinamy rowki, w których poprowadzimy okablowanie.
 
Foto.16                                                                                Foto.17
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Serwa wklejamy z pomocą hot-gluta w tak wycięte gniazda. Możemy też w dna gniazd wkleić podstawki ze sklejki i dopiero na te podstawki serwa nakleić pomocą grubej taśmy dwustronnej. Inną metodą, która zabezpieczy nam samą obudowę serwa przed hot-glutem jest owinięcie wcześniej serwa termokurczką.
Metodę mocowania na hot-glut ilustrują fotografie 16 i 17
 
Jeśli płat jest wystarczającej grubości i pomieści nam serwo w układzie pionowym możemy je dokręcić do wklejonej sklejkowej półki. Przewody prowadzimy wewnątrz płata. Pokazane jest to na fotografiach 18 i 19
 
 
Foto.18                                                                                Foto.19
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

W płatach modeli depronowych serwa montujemy w odpowiednio przygotowanych komorach.
Robimy to tak, by mieć możliwość późniejszej ich wymiany, co jest niejako oczywiste.
 
Foto.20                                                                                Foto.21
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty" 
 
 
Foto.22                                                                                Foto.23
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Fotografie od 20 do 23 dokładnie ilustrują ten proces. Gniazdo w pracującym pokryciu płata ma wzmocnione od wewnątrz brzegi. Wzmocnienie z balsy średniej. Same mechanizmy przykręcone do sklejkowych półeczek.
Półki zamocowane od góry i przykręcone do gniazd małymi wkrętami. Wszystko w pełni rozbieralne.
 
Inny rodzaj montażu, gdzie półki zostają wklejone w płat ilustrują fotografie 24 i 25.
 
 
Foto.24                                                                                Foto.25
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

W płacie od dołu wycięty duży otwór, przez otwór ten wklejona jest sklejkowa półka do której dokręcone jest serwo. Całość zasłonięta małą obudową zrobioną z papieru lub laminatu szklanego, ewentualnie depronu.
 
Montaż w płatach o konstrukcji tradycyjnej, czyli żeberka balsowe, pokrycie folią czy też balsą w przypadku skrzydeł kesonowych przebiega w sposób analogiczny. Odpowiednia półka, wzmocnienia itd.
Fotografia 26 – płat o bardzo grubym profilu w modelu akrobacyjnym klasy FunFly. Uwagę zwracam na sposób prowadzenie kabla serwa.
Zazwyczaj kabel przewlekamy przed pokryciem płata folią. W tym przypadku kabel biegnie w cienkiej plastikowej rurce pozyskanej z balonu. Daje nam to gwarancję bezproblemowej wymiany serwa w przypadku uszkodzenia i przeciągnięcia okablowania bez zrywania pokrycia.
 
 
 
Foto.26
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Fotografie 27 i 28. Montaż serwa lotki w płacie styropianowym krytym balsą. W wycięte w styropianie otwory wklejone zostały fabryczne plastikowe gniazda serwomechanizmów. Serwo zostaje ciasno wciśnięte w takowe gniazdo i przykryty dokręcaną osłoną.
 
 
 
Foto.27 Foto.28
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Oczywiście tematu zapewne nie wyczerpałem do końca, ale mam nadzieję że te kilka wskazówek będzie przydatnych.

Styczeń 2015, Tomasz Motyl "Motylasty", Zdjęcia: archiwum własne