디지털 서보(Digital Servo)와 아날로그 서보(Analog Servo, Standard Servo)의 이름이 달라 마치 내부의 기술적인 차이에 기인한 것이라고 생각될 수도 있지만, 실상은 그렇지 않다. 용어의 차이는 기술적인 차이보다는 마케팅 용어의 차이에 가깝다. 디지털 서보와 아날로그 서보의 차이점과 장단점을 알아본다.
사이클 주기 비교
우선 서보의 제어는 디지털, 아날로그 서보 모두 PWM(Pluse Width Modulation, 모터의 변속기( ESC)에도 사용되는 방식)으로 제어된다.
아날로그 서보는 현재의 서보암의 위치와 PWM신호를 비교하여 일치하지 않을 경우 일치하는 위치로 서보암을 이동시키려고 하는데, 이때 외부의 힘이 강한 경우 서보는 느려질 수 있다.
디지털 서보도 같은 원리로 동작한다. 대신 더 많은 토크를 더 빨리 제공하는 것이 차이점이다.
위 그림을 보면 디지털 서보는 아날로그 서보에 비해 펄스의 사이클 타임이 빠르다. 또한 아날로그의 서보의 넓은 데드밴드(Deadband)에 비해 훨씬 좁은 데드밴드를 가지게 된다.
토크 비교
위 그림은 서보의 스펙이 같은 경우의 아날로그 서보와 디지털 서보의 토크/시간 비교 그래프이다. 이 그래프를 보면 알 수 있듯이 아날로그 서보(S9402) 보다 더 작은 데드밴드를 가진 디지털 서보(S9450)가 더 빠른 응답과 파워, 정확도를 제공한다.
후타바(Futaba) 디지털 서보의 경우, 이런 동작을 정밀하게 수행하기 위해 서보 내부에 작은 수정 발진자(Crystal)로 구동되는 마이크로 프로세서(Microprocessor)를 내장하기도 한다.
아날로그 서보 대비 디지털 서보의 장단점
위와 같은 차이점으로 인해 디지털 서보는 아날로그 서보에 비해 다음과 같은 장점을 가진다.
- 높은 분해능 – 적은 데드밴드, 위치 정밀도 향상.
- 빠른 조종 응답 – 응답 속도 향상.
- 서보의 모든 운동 반경에서 고른 토크.
- 현 위치 유지 능력.
대신에 디지털 서보는 다음과 같은 단점을 가진다.
- 더 많은 전력 소모.
- 노이즈 발생.
- 아날로그 서보 대비 비싼 가격.
마치며
강한 토크와 높은 정밀도가 필요한 경우에는 디지털 서보를 상대적으로 약한 토크와 낮은 정밀도가 필요한 경우에는 아날로그 서보를 선택하도록 한다. 비용에 대한 고려는 그 다음이다.