Servo motorlar gönderilen kodlanmış sinyaller ile şaftları özel bir açısal pozisyonda döndürülebilen  motorlardır. Kodlanmış sinyal servo motorun girşine uygulandığı sürece servo motor şaftın açısal pozisyonunu korur. Kodlanmış sinyal değiştirilirse şaftın açısal pozisyonu da değişir.

Servo motorlar çeşitli robot projelerinde, robot kollarda, uzaktan kumandalı uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Aynı zamanda yüksek güçlü servo motorlar endüstriyel otomasyonlarda da kullanılabilir.

Temel Prensip:

Bir servo motorun temel konfigürasyonu şekilde gösterilmektedir. Bir DC motor yüksek redüksiyon oranına sahip bir dişli kutusunu hareket ettirir. Sondaki şaft çok yavaş bir hızla dönerek dönme ekseni üzerindeki potansiyometreyi de çevirir. Potansiyometrenin amacı geri besleme yaparak servo motorun şaftının pozisyonun algılanmasını sağlamaktır. Potansiyometre algılanan pozisyona karşılık gelen voltajı, voltaj karşılaştırıcısı olarak kullanılan opampa gönderir. Bu voltaj değerinin, şaftın istenilen pozisyonunu belirleyen giriş voltajı ile karşılaştırılması ile karşılaştırcının çıkış voltajı belirlenir. Bu çıkış voltajı, motor şaftını girişte uygulanan sinyala karşılık gelen açuya uyması için gerekli yönde hareket ettirecek gücü sağlar.

Standart Konfigürasyon:

Bir servo motorun şaftının pozisyonunu kontrol etmenin bir diğer yolu kodlanmış bir sinyal kullanmaktır. Bu metot uzaktan kumandalı uygulamalarda kullanılan standart servolarda sıklıkla kullanılır.

Servonun kontrol girişine 18 ms periyotlu palslardan oluşan bir sinyal gönderilir. Palsın süresi servo motorun şaftının 180º 'lik bir aralıktaki pozisyonunu belirler. Eğer pals 1,5 ms uzunluğunda ise servo motorun şaftının pozisyonu 180 º 'lik aralığın ortasındadır. Pals 1 ms uzunlukta ise servo motor 90 º sola, 2 ms uzunlukta ise 90 º sağa hareket eder.

Bazı servo motorların pals uzunluğu aralığı 1,25 ms ile 1,75 ms arasındadır. Bu durumda pals uzunluğu 1,5 ms iken servo motor şaftı ortadadır. Pals uzunluğu 1,25 ms iken 90 º sola, 1,75 ms iken ise 90 º sağa hareket eder.

Servo Motor Çeşitleri:

Standart servo motorların üç kablosu vardır. Bunlardan biri power (4 V ile 6 V arasında), biri toprak, diğeri ise kontrol girişi içindir. Kabloların renkleri ise genellikle power için kırmızı, toprak için siyah ve kontrol için beyazdır.

Servo motorların boyutları ve şekilleri planlanan uygulamaya bağlıdır. Yandaki resimdeki servo motor ve benzerleri robotikte sık kullanılan servo motor tipleridir. Bunlar düşük güçte çalışabilir, kullanılan servo motorun karakteristik özelliklerine ve uygulamaya bağlı olarak 100 mA ile 2A aralığındaki DC voltaj kaynakları ile beslenebilirler.

Endüstriyel ve mobil uygulamalarda kullanılan AC voltaj ile çalışan servo motorlar da vardır.

Diğer motorlarda olduğu gibi servo motorlarında elektriksel ve mekaniksel olarak önemli karakteristik özellikleri vardır. Bunlardan en önemlileri aşağıda açıklanmıştır.

Güç Sağlayıcı (Power Supply) Voltajı:
Normal robotik uygulamalarında sıklıkla kullanılan servo motorlar için bu voltaj değeri genellikle 4 V ile 6 V aralığındadır. Bu aralığın dışında özel tipte servo motorlar da bulunabilir.

Akım:
Burada akım ile kastedilen servo motorun bir yüke maksimum tork uyguladığında çektiği akımdır. DC motorlarda olduğu gibi bu akım değeri yüke göre değişir. Genellikle servo motorların maksimum akım aralığı 100 mA ile 2 A arasıdır.

Uygulama Hızı:
Uygulama hızı servo motoru şaftının belirli bir  pozisyona (normalde 60 º) gelebilmesi için gereken zaman olarak tanımlanır. Genellikle servo motorların uygulama hızları 0,05 s / 60 º ile 0,2 s / 60 º arasındadır.

Tork:
Diğer motorlarda oludğu gibi tork kg / cm ya da N-cm olarak verilir. Genel tork değerleri 0,5 kg / cm ile 10 kg /cm arasındadır.

Kontrol Palsi:
Kontrol palsi şaftın belli bir pozisyona gelebilmesi için kullanılan pals tipidir. Uygulamalarda kullanılan iki ana tip vardır. Bunlar 1-2  ms aralığında pals ve 1,25-1,75 ms aralığında pals değerleridir.

Kararlılık:
Kararlılık, bir komut sinyali algılandığında servo motorun şaftının pozisyonunun istenilen açıya göre kesinliğidir. Genellikle servo motorların kararlılık aralığı 1 º ile 10 º arasındadır.