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    Marcos, São Paulo
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Servo Motores

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Servo Motores

O que é um Servo Motor?

Um servo motor é um dispositivo eletromecânico, geralmente utilizado em projetos com Arduino ou outros microcontroladores, aonde vêm a ser utilizado para empurrar ou girar um objeto com extrema precisão, permitindo rodar em alguns ângulos ou distâncias específicas.
    
O movimento do servo motor é feito por meio de um simples motor integrado no interior do mecanismo. Se o motor utilizado no servo é alimentado em corrente contínua, em seguida, ele é chamado de servo motor DC, e, se for alimentado em corrente alternada, então ele é chamado de servo motor AC.



Servo Motor MG995

Com a utilização do servo motor obtemos um motor com torque muito alto, acondicionado em pequenas dimensões e de baixo peso, mostrando-se propício para utilização em projetos com Arduino, onde o peso faz total diferença, sendo muito empregado em carros robóticos, helicópteros e aviões (aeromodelos), drones, braços robóticos, além de máquinas diversas.


Tipos de Servo Motor

Os servos motores são diferenciados principalmente em três aspectos básicos: o tamanho, o torque e o tipo de engrenagens. Para desenvolver um projeto robótico com servos motores é importante observar necessariamente este trio de informações e definir qual o que melhor se adapta ao seu caso.    

Quanto ao tamanho físico dois tipos são os mais utilizados, os propriamente chamados de servo motor com dimensões aproximadas de 41x20x43mm (CxLxA), onde se encaixam modelos do tipo Tower Pro MG995, Futaba S3003 entre outros; também aparecendo os pequenos Micros servos motores com especial destaque para os modelos Tower Pro SG90 e MG90S, com dimensões aproximadas de 22x12x29mm (CxLxA).  

O torque do servo motor é muito importante pois ele é quem definirá a força máxima aplicada pelo servo, onde os com engrenagens em nylon apresentam baixo peso e torque aproximado de 4.2 Kg/cm e os modelos com engrenagens metálicas chegam a incríveis 12 Kg/cm. Sem deixar de destacar a informação pertinente ao micro servo motor com engrenagem em nylon que tem torque de 1.6 kg/cm, enquanto o modelo com engrenagem metálica chega a até 2.2 Kg/cm.



Servomecanismo

É composto de cinco partes: o dispositivo controlador (responsável pelo monitoramento do potenciômetro e acionamento do motor), o sensor de saída (em geral um potenciômetro ligado ao eixo de saída do servo), o motor (que aciona e permite o movimento do eixo do servo motor), as engrenagens (responsáveis pela redução do motor e ajuste de torque) e a caixa (local onde são acondicionados todos os componentes anteriores).
Visão Interna do Servo Motor

O Servomecanismo é um sistema de ciclo fechado onde se usa o sistema de realimentação positiva para controlar o movimento e a posição final do eixo do servo motor. Nesse caso, o dispositivo é controlado por um sinal de retorno gerado através da comparação do sinal de saída e o sinal de entrada de referência.

A referência de sinal de entrada é comparada a referência de sinal de saída, onde o terceiro sinal é produzido pelo sistema de retorno. E este terceiro sinal atua como sinal de entrada para controlar o dispositivo, lembrando que ele está presente enquanto o sinal de retorno é gerado ou quando não há diferença entre o sinal de entrada de referência e sinal de saída de referência. Assim, a principal tarefa de servomecanismo é manter a saída de um sistema no valor desejado na presença de comandos.


Controlando o Servo Motor

O servo motor é controlado por PWM (modulação por posição do pulso), o qual é fornecido pelos fios do controlador. Há um mínimo de pulsação, um pulso máximo e uma taxa de repetição. O servo motor pode girar 90 graus em qualquer direção e formar a sua posição neutra, onde faz o monitoramente constante do sinal a cada 20 ms, onde  o servo motor espera para ver um pulso e o comprimento do pulso que determinará em que medida o motor gira.

Por exemplo, um pulso de 1.5 ms vai fazer a volta do motor para a posição de 90 °, tal como, se pulso é mais curto do que 1.5 ms o eixo desloca-se para 0° e se ele for maior do que 1.5 ms irá deslocar o eixo do servo para 180 °.

Rotação do Servo Motor


O servo motor funciona em PWM (pulse width modulation), o que significa que o seu ângulo de rotação é controlado pela duração do pulso aplicada ao seu PIN de controle. Basicamente servo motor é constituído por motor de corrente contínua, que é controlado por uma resistência variável (potenciômetro) e algumas engrenagens.

O servo motor pode ser rodado de 0 a 180 graus, mas pode ir até aos 360 graus, dependendo do fabricante e modelo. Este grau de rotação pode ser controlado através da aplicação do pulso elétrico de largura adequada, ao seu pino de controle.


Fiação do Servo Motor

Os servo motores vêm com três fios ou cabos. Dois destes fios são para fornecer gnd e alimentação positiva para o servo motor DC. O terceiro fio é para o sinal de controle. Estes fios de um servo motor são codificados por cores. O fio vermelho é o fio de alimentação DC e deve ser conectado a uma fonte de tensão DC na faixa de 4,8 V a 6V. O fio preto é proporcionar terra. A cor para o terceiro fio (para fornecer sinal de controlo) varia para diferentes fabricantes. Pode ser amarelo (no caso de Hitec), branca (no caso de Futaba), Brown, etc.

Ao contrário de motores de corrente contínua, invertendo as conexões de aterramento e alimentação positiva não muda-se a direção (de rotação) de um servo motor. Isto pode, de fato, danificar o servo, sendo muito importante a ligação de modo correto para evitar danos ao seu equipamento.

Servo motores empregados em braços robóticos
Agora que você conhece um pouco mais sobre esses pequenos motores de precisão, pode definir exatamente qual modelo de servo motor se encaixa melhor no seu projeto, seja de rotação contínua 360°, de posição até 180° ou mesmo um compacto e prático micro servo motor SG90.