1. Servomotor

Un servomotor és un motor elèctric que pot recórrer a la posició angular desitjada i mantenir -se estable en aquesta posició.

Servomotor de radiocontrol

Un servomotor pot convertir un component mecànic o moure un element de lineal.

Les aplicacions típiques que utilitzen servomotors són:

  • Vídeo: Gate of a Air Condicioning Panel
  • Direcció de la direcció d’un vehicle cap al control de la ràdio.
  • Moviment de capçalera de lectura d’un lector CDROM o DVD.
  • Moviment de miralls retrovisor automàtic d’un cotxe.
  • Obertura i tancament d’una caixa de seguretat amb pany electrònic.

Operació

Per moure un servomotor, cal connectar -se a una font d’alimentació elèctrica i enviar un senyal electrònic que indiqui la posició desitjada. La majoria dels servomotores de ràdio control tenen un cable de connexió de 3 guns on el corrent d'alimentació i el senyal de control circulen.

** Composició interna: **

Vídeo: Composició i funcionament intern d'un servomotor

Internament, el servomotor està format pels components següents.

  • Motor elèctric.
  • Reductor mecànic.
  • Sensor de posició. Generalment és un potenciòmetre.
  • Circuit de control.

El motor és l’element que produeix el moviment.

El gir dels motors elèctrics sol ser molt ràpid i amb poca força, el reductor mecànic aconsegueix reduir la velocitat de rotació i augmentar la força, de manera que el gir final sigui més útil.

El sensor de posició us permet conèixer la posició exacta de l’eix de gir del servomotor. Amb el sensor, la posició de l’eix es pot corregir de manera que en tot moment estigui en la posició desitjada.

El circuit de control rep el senyal de la posició desitjada pel cable i el compara amb la posició real de l’eix, mesurada pel sensor. Aquest circuit és responsable de moure el motor per agafar la posició desitjada a l’eix i mantenir -lo en aquesta posició. De vegades sembla que l’eix servomotor tremola. Això es deu al circuit de control que corregeix contínuament la posició amb girs a la dreta i a l’esquerra per mantenir la posició final estable.

Especificacions

Hi ha molts tipus de servomotors. A tall d’exemple, es mostren les especificacions d’un petit “Tower Pro 9G <../_ Static/Document/SG90Servo.pdf>`__ Servomotor.

  • Tensió de potència = 4,8 a 6,0 V
  • Corrent màxim = 570 a 730 mA
  • Desplaçament de corrent sense càrrega = 170 a 270 mA
  • Angle Giro = de 0 a 180º
  • Gireu la força = 1,8 kg-cm a 4.8V
  • Velocitat de gir = 180º a 0,36 s
  • Pes = 9 grams
  • Precisió = 10us = 1,8º

La majoria dels servomotores permeten girar angles inferiors a 180º. Al següent vídeo podeu veure el funcionament del servomotor, la seva velocitat de rotació i la seva gamma d’acció. En una imatge oscil·loscopi també podeu veure el senyal electrònic que controla el servomotor.

Esquema de connexió

El següent esquema mostra com connectar un servomotor a la placa Arduino Uno.

Cableado del servomotor Esquema eléctrico de conexión del servomotor

Tingueu en compte que el sistema de colors i connexions HITEC s’ha utilitzat per realitzar aquest esquema. Altres servomotors tenen un esquema de colors diferent i fins i tot connexions en diferents ordres.

Sistemas de conexión de diferentes marcas de servomotores.

Programa de control

La Biblioteca de Control Servomotor arriba de manera normal amb l’entorn Arduino. El seu nom és <servo.h>

En l'exemple següent, s'utilitza la llibreria Servo.

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
// Programa de prueba para mover un servomotor a dos posiciones.
#include <Servo.h>

Servo myservo;         // Crea un objeto de tipo servomotor llamado myservo

void setup() {
   myservo.attach(3);  // Conecta el servomotor al pin digital 3
}

void loop() {
   myservo.write(0);   // Mueve el servomotor a la posición de 0 grados
   delay(500);         // Espera medio segundo
   myservo.write(180); // Mueve el servomotor a la posición de 180 grados
   delay(500);         // Espera medio segundo
}

Exercicis

  1. Completa el següent programa que mou lentament el servomotor entre dues posicions diferents.

     1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
    // Mueve el servomotor conectado al pin digital 3
// lentamente entre dos posiciones distintas
#include <Servo.h>

Servo myservo;         // Crea un objeto de tipo servomotor llamado myservo

void setup() {
  myservo.attach(3);   // Conecta el servomotor al pin digital 3
}

void loop() {

   // Mueve lentamente el servomotor desde 0 hasta 180
   int angle = 0;
   while(angle < 180) {
      myservo.write(angle);  // Mueve el servomotor a la posición 'angle'
      delay(20);             // Espera 20 milisegundos
      angle = angle + 2;
   }

   // Mueve lentamente el servomotor desde 180 hasta 0





}

  2. Feu una modificació al programa anterior perquè el servomotor es mogui lentament de la posició 0 graus a 180 graus. Un cop finalitzat aquest moviment, ha de tornar ràpidament a la posició de 0 graus. El moviment ràpid es pot aconseguir reduint el temps d’espera `` `` o augmentant l'angle de gir a l'Instrucció angle = angle + 2`.

    Tingueu en compte que el servomotor triga aproximadament 360 mil·lisegons per tornar a la seva posició inicial. El temps previst per al moviment no ha de ser inferior.

  3. Feu un programa que mogui un servomotor per situar -se 0 graus quan prémer el botó 1 i que mogui el servomotor per situar 90 graus en prémer el botó 2.

Extres