Servo motores são basicamente atuadores rotativos que permitem o controle preciso da posição angular, aceleração e velocidade em várias aplicações de sistemas embarcados. Normalmente tendo um limite de rotação de 90 o a 180 o, os servo motores são motores DC equipados com servo mecanismo para detectar e controlar a posição angular. Eles são usados onde há necessidade de movimento ou posição precisa do eixo. Estes não são propostos para aplicações de alta velocidade, mas propostos para aplicações de baixa velocidade, torque médio e posição precisa. Esses motores são usados principalmente em máquinas de braço robótico, controles de vôo e sistemas de controle. Um servo motor é mostrado na imagem abaixo.
Os servo motores estão disponíveis em diferentes formas e tamanhos. Conforme mostrado na figura, um servo motor tem três fios - o fio VERMELHO está conectado à energia, o fio preto está conectado ao aterramento e o fio AMARELO está conectado ao sinal.
Um servo motor é uma combinação de motor DC, sistema de controle de posição e engrenagens. A posição do eixo do motor DC é ajustada pela eletrônica de controle no servo, com base na relação de trabalho do sinal PWM do pino SINAL. Simplesmente falando, a eletrônica de controle ajusta a posição do eixo controlando o motor DC. Estes dados relativos à posição do eixo são enviados através do pino SIGNAL. Os dados de posição para o controle devem ser enviados na forma de sinal PWM através do pino de sinal do servo motor.
A frequência do sinal PWM (modulado por largura de pulso) pode variar com base no tipo de servo motor. O importante aqui é a DUTY RATIO do sinal PWM. Com base nesta RELAÇÃO DE SERVIÇO, a eletrônica de controle ajusta o eixo.
Conforme mostrado na figura abaixo, para que o eixo seja movido para 9o, a RAÇÃO PARA LIGAR deve ser 1 / 18.ie. 1ms de tempo ON e 17ms de tempo OFF em um sinal de 18ms.
Para que o eixo seja movido para 12o clock, o tempo ON do sinal deve ser 1,5 ms e o tempo OFF deve ser 16,5 ms. Esta relação é decodificada pelo sistema de controle no servo e ele ajusta a posição com base nele.
Componentes de Circuito
- Fonte de alimentação + 9v a + 12v
- Servo motor (que precisava ser testado)
- 555 Timer IC
- 33K 33, 10KΩ (2 pessoas), 68K, e resistores de 220Ω
- Transistor 2N2222
- Capacitor 100nF
- Dois botões
Diagrama de circuito do servo testador e explicação de trabalho
Um circuito de teste de servo é mostrado no diagrama esquemático acima. Agora, como discutimos antes, para o eixo do servo se mover para a esquerda. Precisamos fornecer uma taxa de ativação de 1/18 e, para o eixo girar totalmente para a esquerda, precisamos fornecer PWM com uma taxa de operação de 2/18. Agora, para um vibrador 555 astável mostrado na figura abaixo, os tempos de ativação e desativação da onda quadrada de saída são dados como,
O tempo lógico de alto nível é dado como, TH = 0,693 * (RA + RB) * C
O tempo lógico de baixo nível é dado como, TL = 0,693 * RB * C
Se você observar o diagrama de circuito na figura acima, ficará claro que vamos mudar para alterar RB para obter um TL e TH diferentes. Portanto, quando o botão 1 é pressionado, obteremos uma relação de trabalho inferior a 1/18, portanto, quando o alimentamos para o servo, ele se move totalmente para a esquerda. Isso é mostrado na figura abaixo.
Quando o botão dois é pressionado, a relação de trabalho será de 2/18 e, portanto, o servo eixo tenta se mover totalmente para a direita. É assim que testamos um servo motor.