Els servomotors són bàsicament actuadors rotatius que permeten controlar amb precisió la posició angular, l’acceleració i la velocitat en diverses aplicacions de sistemes incrustats. Que té comunament un límit de rotació de 90 o de 180 o, servomotors són motors de corrent continu equipats amb el mecanisme de servo per al sentit i la posició angular de control. S’utilitzen quan es necessita un moviment o una posició exacta de l’eix. No es proposen per a aplicacions d'alta velocitat, sinó per a aplicacions de baixa velocitat, parell mitjà i posició precisa. Aquests motors s’utilitzen principalment en màquines de braços robòtics, controls de vol i sistemes de control. A la imatge següent es mostra un servomotor.
Els servomotors estan disponibles en diferents formes i mides. Com es mostra a la figura, un servomotor té tres cables: el cable VERMELL està connectat a l'alimentació, el cable negre està connectat a terra i el cable GROC està connectat al senyal.
Un servomotor és una combinació de motor de corrent continu, sistema de control de posició i engranatges. La posició de l’eix del motor de CC està ajustada per l’electrònica de control del servo, en funció de la relació de treball del senyal PWM del pin SIGNAL. Simplement, l’electrònica de control ajusta la posició de l’eix controlant el motor de corrent continu. Aquestes dades sobre la posició de l’eix s’envien a través del pin SIGNAL. Les dades de posició al control s’han d’enviar en forma de senyal PWM a través del pin de senyal del servomotor.
La freqüència del senyal PWM (Pulse Width Modulated) pot variar en funció del tipus de servomotor. L’important aquí és la RELACIÓ DE DEURE del senyal PWM. Basant-se en aquesta RELACIÓ DE DEURE, l'electrònica de control ajusta l'eix.
Com es mostra a la figura següent, perquè l'eix es pugui moure a rellotge de 9o, la RACIÓ D'ACTIVACIÓ ha de ser 1 / 18.ie. 1 ms de temps d'encesa i 17 ms de temps d'aturada en un senyal de 18 ms.
Perquè l'eix es pugui moure a un rellotge de 12o, el temps d'encesa del senyal ha de ser de 1,5 ms i el temps d'APAGAT de 16,5 ms. Aquesta relació és descodificada pel sistema de control del servo i ajusta la posició en funció d’ella.
Components del circuit
- Font d'alimentació de + 9v a + 12v
- Servomotor (que calia provar)
- 555 Temporitzador IC
- Resistències de 33KΩ, 10KΩ (2peices), 68KΩ i 220Ω
- Transistor 2N2222
- Condensador 100nF
- Dos botons
Diagrama del circuit del provador de servos i explicació de treball
Al circuit esquemàtic anterior es mostra un circuit de proves de servo. Ara, com hem comentat anteriorment, que el servoeix es mogués cap a l’esquerra. Hem de donar una proporció d’activació 1/18 i, perquè l’eix giri completament cap a l’esquerra, hem de donar PWM amb una relació de treball de 2/18. Ara, per a un vibrador 555 astable que es mostra a la figura següent, els temps d’activació i apagada de l’ona quadrada de sortida es donen com,
El temps lògic d’alt nivell es dóna com, TH = 0,693 * (RA + RB) * C
El temps lògic de nivell baix es dóna com a, TL = 0,693 * RB * C
Si observeu el diagrama de circuits de la figura anterior, quedarà clar que canviarem per canviar RB per obtenir un TL i un TH diferents. Així, quan es prem el botó 1, obtindrem una relació de treball inferior a 1/18, de manera que, quan l’alimentem al servo, es desplaça fins a l’esquerra. Això es mostra a la figura següent.
Quan es prem el botó dos, la relació de treball serà de 2/18 i, per tant, el servoeix intenta desplaçar-se fins a la dreta. Així provem un servomotor.