Servomotoare hobby

Un servomotor de tip hobby consta in o cutiuta din plastic, cu urechiuse de prindere pe laterale si un ax canelat pe care este montat un brat (sau o roata) cu gauri pentru a putea prinde parghiile de actionare. In interiorul acestei cutiute se afla un motoras de curent continuu, o serie de roti dintate care creeaza un reductor de turatie (si cresterea cuplului de forta) si o placa electronica de control cu bucla inchisa. Pe axul de iesire este montat un potentiometru, al carui pozitie este identica cu a bratului montat pe ax. Axul are limitator de cursa de circa 180 de grade (putin mai mult de fapt). Din cutiuta iese un cablu cu 3 fire, negru - masa, rosu - plus si alb (sau galben) - semnal. Alimentarea se face intre 5 si 6V, iar semnalul este un tren de pulsuri cu distanta intre ele de la 1 la 2 ms.

Servomotorul functioneaza astfel: pe placa electronica este un generator de semnal al carui puls este controlat de valoarea potentiometrului. Acest semnal este introdus intr-un comparator, impreuna cu semnalul de comanda primit din exterior. Comparatorul comanda motorul sa se invarta in asa fel incat semnalele sa devina identice. Pentru un semnal de 1 ms bratul se pozitioneaza complet la stanga, pentru 1,5 ms se pozitioneaza la mijloc iar pentru 2 ms se pozitioneaza complet la dreapta. In programare, semnalul este generat digital, cu valorile intre 100 si 200. Acest semnal de comanda trebuie reinoit la fiecare 20 ms pentru ca bratul sa-si pastreze pozitia.

De exemplu, sa zicem ca bratul se afla la mijloc si dam comanda ca bratul sa se deplaseze la dreapta. Comparatorul compara semnalul de comanda de 2 ms cu cel generat intern de 1,5 ms (potentiometrul se afla la mijloc) si pt ca rezultatul e pozitiv, comanda motorul sa se invarta inainte. Motorul invarte bratul pe axul caruia e montat potentiometrul, astfel schimband semnalul generat intern, pana cand acesta devine egal cu cel de comanda. In acel moment motorul e oprit si pozitia e mentinuta timp de 20 ms (inclusiv timpul necesar atingerii acestei pozitii), dupa care se asteapta o noua comanda.

Din causa comenzii simple si a faptului ca servomotoarele au reductor de turatie integrat, constructorii de roboti le-au modificat pentru a se putea roti continuu, folosindu-le ca motoare de deplasare. Aceasta modificare consta in inlocuirea potentiometrului cu un semireglabil si taierea limitatoarelor de cursa. Un semnal de 1 ms va face ca servomotorul sa invarta bratul (la care se conecteaza o roata) spre stanga cu viteza maxima si un semnal de 2 ms face ca sa se invarta cu viteza maxima spre dreapta iar un semnal de 1,5 ms face ca motorul sa stea pe loc (franat). Orice semnal intre aceste valori face ca roata sa se invarta mai repede sau mai incet, spre stanga sau dreapta.

Folosirea servomotoarelor cu rotire continua pentru deplasare mai are si alte avantaje:

- Folosirea unui singur pin de comanda. Motoarele de curent continuu au nevoie de 2, cele pas cu pas de 4...

- Masurand cat se deplaseaza robotul pe durata unui puls, se poate calcula apoi distanta parcursa de robot dupa numarul de pulsuri comandate...

Observatie:

Servomotoarele de tip hobby se pot folosi la roboti de mici dimensiuni. Cu putine modificari, se poate folosi placuta electronica conectata la un driver de putere pentru a comanda un motor de curent continuu mai mare...

Ro-Bot-X