תפקיד הליבה של אותות דופק: מיקום ובקרת מהירות
אותות פולסים הם פקודות מיקום המתקבלות על ידי כונן הסרוו. הכמות והתדירות שלהם קובעים ישירות את תזוזה ומהירות הפעולה של המנוע.
כמות דופק ← מיקום יעד (תזוזה)
כונן הסרוו סופר באופן פנימי את המספר הכולל של הפולסים שהתקבלו (כלומר, "ערך צבירת דופק") וממיר אותו לתזוזה מכנית בפועל בהתבסס על יחס ההילוכים האלקטרוני.
יחס העברה אלקטרוני: זהו פרמטר התאמה עבור המקבילה לדופק (כגון הגדרת מונה/מכנה), המשמש להתאים את היחס בין אות הדופק לתזוזה המכנית. לְדוּגמָה:
אם יחס ההילוכים האלקטרוני הוא 1:1, ומנוע הסרוו מתאים ל-2500 שורות של משוב מקודד לכל סיבוב (כלומר, 10,000 פולסים לכל סיבוב, תדירות פי 4), אז 1 פעימה=1/10000 של סיבוב מנוע.
אם יחס ההעברה המכני הוא גובה בורג עופרת של 10 מ"מ/סיבוב, אז פעימה אחת מתאימה לתנועת בורג עופרת של: (1/10000) סיבובים × 10 מ"מ/סיבוב=0.001 מ"מ (כלומר, 1μm שוות דופק).
תרחישי יישום: על ידי שליחת מספר קבוע של פולסים, מנוע סרוו יכול לנוע במדויק למיקום יעד (למשל, מיקום במכונת מחלק, תיאום תנועה במכונת CNC).
תדר דופק ← מהירות פעולה
תדירות אות הדופק (יחידה: הרץ או קילו-הרץ) קובעת את מהירות הסיבוב של המנוע. ככל שהתדירות גבוהה יותר, כך המנוע מסתובב מהר יותר.
נוסחה: מהירות מנוע (ר/דקה)=(תדר דופק × 60) / (קווי מקודד × 4 × מכנה יחס העברה אלקטרוני).
(הערה: "×4" מציין כפל תדר פי 4 על ידי המקודד, סופר את שני קצוות הפאזה AB של הפולסים הנבועים; מכנה יחס ההילוכים האלקטרוני משפיע על המקבילה לפולס.)
תרחישי יישום: על ידי התאמת תדר הדופק, ניתן להשיג תאוצה, האטה או תנועת מהירות קבועה של המנוע (למשל, בקרת מהירות של מסוע).
פונקציית הליבה של אות הכיוון: שליטה בסיבוב קדימה ואחורה
אות הכיוון הוא כמות מיתוג (רמה גבוהה/נמוכה) המשמשת כדי לומר לנהג הסרוו אם המנוע צריך להסתובב בכיוון קדימה או אחורה.
לוגיקה של אותות
מצב הרמה של אות הכיוון (למשל, גבוה/נמוך) קשור לכיוון הסיבוב של המנוע. ההיגיון הספציפי נקבע על ידי פרמטרי הדרייבר (ניתן להגדרה כ"סיבוב קדימה ברמה גבוהה" או "סיבוב קדימה ברמה נמוכה").
לדוגמה: אם מוגדר "סיבוב קדימה ברמה גבוהה", המנוע מסתובב קדימה כאשר אות הכיוון גבוה ומתהפך כאשר הוא נמוך.
תיאום עם פולסים
גם אם נשלח רק דופק-בכיוון יחיד (למשל, דופק חיובי מתמשך), המנוע ינוע רק בכיוון אחד. עבור תנועה דו-כיוונית, יש לשנות את כיוון המנוע באמצעות אות הכיוון, ויש לתאם את מספר הפולסים כדי להשיג עמדות מיקום שונות.
יישומים טיפוסיים: תנועה הדדית אוטומטית (למשל, תנופה שמאלה-ימינה של זרוע רובוטית, תנועה מתחלפת בציר X/Y של פלטפורמת XY).
תרחישי בקרה אופייניים של מצב דופק + כיוון
שיטת בקרה זו, בשל המבנה הפשוט והעלות הנמוכה שלה (המצריכה רק שני קווי אות: דופק וכיוון), נמצאת בשימוש נרחב בתרחישי בקרה עצמאיים-בודדים או מרובי-צירים:
בקרת ריצה
אות הכיוון מופעל על ידי לחצן חיצוני (כגון נקודת קלט/פלט PLC), ובו זמנית מוציא דופק-תדירות נמוכה (או שמירה על פלט דופק באמצעות לחצן), המאפשר תנועה ידנית במהירות נמוכה- של המנוע (למשל, כוונון עדין-במהלך איתור באגים).
בקרת מיקום
ה-PLC או בקר התנועה מחשבים את מספר הפולסים עבור מיקום היעד (המרה על סמך יחס ההילוך האלקטרוני), שולח את המספר המתאים של פולסים + אותות כיוון, והנהג שולט במנוע כדי להגיע במדויק לנקודת היעד (למשל, מיקום הטיפול בחומרים של מכונת אריזה, קואורדינטות המיקום של מכונת איסוף-ו-מקום).
בקרת מהירות
אם לא נדרש מיקום מדויק, ויש צורך רק בפעולה במהירות קבועה, ניתן לשלוח פולסים רציפים (תדר קבוע), ואות הכיוון קובע את כיוון הסיבוב (למשל, פעולה רציפה של מסוע).
השוואה לשיטות בקרה אחרות
בהשוואה לבקרת אוטובוס (כגון EtherCAT, CANopen) או בקרה אנלוגית (±10V פקודות מהירות), למצב דופק + כיוון יש את היתרונות הבאים:
חומרה פשוטה: נדרשים רק שני קווי אות (דופק, כיוון) + אות הפעלה (EN), וכתוצאה מכך עלות נמוכה.
הפרעות נגד- חזקות: אות הדופק הוא גודל דיגיטלי (אספן דיפרנציאלי או פתוח), מה שהופך אותו לפחות רגיש להפרעות אלקטרומגנטיות (במיוחד בתרחישי-מרחק קצר).
ביצועים גבוהים בזמן אמת-: אין צורך בפרוטוקולי תקשורת מורכבים; הפקודות נכתבות ישירות לנהג, מה שמביא לתגובה מהירה.
