MICROCONTROLADORES PIC

Transcripción

1 SERVOMOTORES MICROCONTROLADORES PIC Teoría de ServoMotores 01

2 Introducción Los, son dispositivos que se caracterizan por su capacidad para situar un eje en cualquier posición dentro de su rango de operación (normalmente de 0º a 180º). Para ello, el servomotor espera un tren de pulsos que le indicará el movimiento a realizar. Las partes que componen un servomotor son: Motor de CC Circuitería de control Engranajes reductores CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 2

3 Servomotor y elementos de adaptación CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 3

4 Partes de un servomotor Eje CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 4

5 Partes de un servomotor CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 5

6 Conexión Los disponen de tres cables de conexión, dos de ellos son alimentación (normalmente entre 4 y 8 V.) y el tercero sirve para aplicar la señal de control que será un tren de pulsos. Los colores utilizados por la mayoría de fabricantes es: Rojo: alimentación + Vcc (~ +5volts); Negro ó Marrón: conexión a tierra (GND); Blanco, Amarillo ó Naranja, es la línea de control por la que se le envía la señal de control para indicar el ángulo en el que se debe posicionar. CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 6

7 Funcionamiento Para posicionar un servo, tenemos que aplicarle un pulso, de duración y frecuencia específica. Siendo de dicho pulso el que indicará el ángulo de giro del motor. Es importante destacar que para que un servo se mantenga en la misma posición durante un cierto tiempo, es necesario enviarle continuamente el pulso correspondiente. De este modo, si existe alguna fuerza que le obligue a abandonar esta posición, este se opondrá al cambio. CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 7

8 Funcionamiento Si se deja de enviar pulsos (o el intervalo entre pulsos es mayor del máximo) entonces el servo perderá fuerza y dejará de intentar mantener su posición, de modo que cualquier fuerza externa podría desplazarlo. El tren de pulsos de pulsos que controla al servo, normalmente debe poseer una frecuencia entre 50 y 100 Hz. Lo que nos da periodos entre 10 y 20 ms. La duración del tiempo en alta suele estar comprendida entre 0.9 ms y 2.1 ms., siendo el valor de reposo (posición central) de 1.5 ms CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 8

9 Funcionamiento La siguiente tabla nos da los valores de control y la disposición de cables para algunos servos: CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos 001 9

10 Funcionamiento El posicionamiento del servo atendiendo a las señales de control sería el siguiente: CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos

11 Funcionamiento Parte de la información contenida en el manual de un servo Hitec es la siguiente: CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos

12 Funcionamiento En el manual de HITEC se indica la duración para posicionar el servo en las tres posiciones clásicas (extremos y central), pero también es posible seleccionar otras posiciones intermedias, calculemos el valor del pulso para ellas: Duración del pulso para un extremo: 0.9 ms. Duración del pulso para el otro extremo: 2.1 ms. Incremento de tiempo: = 1.2 ms. Recorrido con el anterior incremento de tiempo: 180º Operando ( tiempo Recorrido), obtenemos que por cada 6,6 µs de incremento en el tiempo en alta, el servo avanza 1 grado. CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos

13 Funcionamiento Resumimos lo anterior en una tabla, y para los valores más usuales: Tiempo en Alta Posición Tiempo en Alta Posición 900 µs 0º 1500µs 90º 1000 µs 15º 1600µs 105º 1100 µs 30º 1700µs 120º 1200µs 45º 1800µs 135º 1300µs 60º 1900µs 150º 1400µs 75º 2000µs 165º 1500µs 45º 2100µs 180º CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos

14 Recomendaciones 1.- Es muy recomendable utilizar dos fuentes de alimentación en las aplicaciones, una para los motores y servos y otra para la electrónica de control (microntrolador). Pero recuerda que todas las líneas de masa deberán estar unidas. 2.- Si usas cables demasiado largos para controlar los servos, es probable estos tengan movimientos no deseados, ello es debido a que el cable se comporta como una antena y cuanto más largo es el cable, más vulnerable es al ruido electromagnético pudiendo incluso ser perturbado por señales de otros servos. Esto se soluciona utilizando cable blindado (coaxial), pero no olvides conectar el blindaje a masa. CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos

15 Recomendaciones 3.- Procura no forzar los servos. Un servo con un funcionamiento correcto NO se debe de calentar. Si se calienta es que le estás obligando a realizar un esfuerzo superior al que es capaz de desarrollar. 4.- Respeta los tiempos que facilita el fabricante en cuanto a refresco de la señal de posicionamiento. Si la señal de refresco llega mas tarde de lo recomendado por el fabricante, el servo durante cierto tiempo estará sin control. Por el contrario si se efectúa antes de tiempo, se puede interferir con la temporización y el servo emitirá un zumbido, y vibrará. CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos

16 Funcionamiento del servo Futaba S3003 Los datos que poseemos para los servos FUTABA para posicionar el servo en las tres posiciones clásicas (extremos y central) son: Duración del pulso para un extremo: 0.3 ms. Duración del pulso para el otro extremo: 2.1 ms. Incremento de tiempo: = 1.8 ms. Recorrido con el anterior incremento de tiempo: 180º Operando ( tiempo Recorrido), obtenemos que por cada 10 µs de incremento en el tiempo, el servo avanza 1 grado. CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos

17 Funcionamiento Resumimos lo anterior en una tabla, y para los valores más usuales de posicionamiento el valor del tiempo en alta: Tiempo en Alta Posición Tiempo en Alta Posición 300 µs 0º 1300µs 100º 400 µs 10º 1400µs 110º 500 µs 20º 1500µs 120º 600µs 30º 1600µs 130º 700µs 40º 1700µs 140º 800µs 50º 1800µs 150º 900µs 60º 1900µs 160º 1000µs 70º 2000µs 170º 1100µs 80º 2100µs 180º 1200µs 90º CCFF D.P.E. MÓDULO DE PROYECTOS servos