Control de servomotores

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Conceptos básicos
Un servomotor (también llamado Servo) es un dispositivo, que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, (entre -90º y +90º) y mantenerse estable en dicha posición.
Está conformado por un motor c.c, una caja reductora y un circuito de control.
Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua.
Los servos se utilizan frecuentemente en sistemas de radio control y en robótica.

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Aplicaciones de los servomotores

Hexápodos

Robots humanoides

Brazos robotizados

Radio control (c) Domingo Llorente 2010

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Partes de un servomotor
Los servos se suelen alimentar a una tensión entre 4 y 6v.
El cable de conexión es de tres hilos: rojo (+Vcc), negro(Gnd) y el de señal que puede ser blanco, amarillo o naranja.
Para que el servo mantenga su posición tiene que estar alimentado y enviar, continuamente, el tren de pulsos adecuado a cada posición.

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Funcionamiento del servo La frecuencia de los pulsos de control debe estar entre 50 y 100Hz, lo cual implica periodos de entre 10 y 20ms. La duración del tiempo en alto suele estar entre 0.3 y 2.5ms Relación Tiempo->Posición (2.5-0.5)/180.0=11.11us Es decir, a partir de los 500us cada 11.11us el servo se mueve un grado a la derecha.

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Pulsos de control del servo Hitec HS-300 0º

20 ms hitec HS-300

Extremo Izquierda 0,3 ms 20 ms 90º hitec Posición Central

HS-300

1,2 ms 20 ms 180º Extremo Derecha

hitec HS-300

2,1 ms

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Características del servo Hitec HS-422 Características:

Dimensiones:

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Características del servo Futaba S3003

Dimensiones:

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Tabla de tiempos para servos Futaba

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Tabla de tiempos para servos Hitec

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Recomendaciones  En un proyecto con control de motores es, muy recomendable, utilizar dos fuentes de alimentación independientes, una para la electrónica (alimentación del microcontrolador y circuitos integrados) y otra para los motores. No olvides unir las masas de ambas fuentes.  Cables de señal de servos demasiado largos pueden provocar movimientos inesperados (efecto antena del cable, interferencia con otros servos). Para evitarlo se pueden utilizar cables apantallados.  Procura no forzar nunca un servo. Un servo en funcionamiento normal NO se debe calentar y NO debe de vibrar.  Respeta siempre los tiempos que indica el fabricante en cuanto a refresco de la señal de posicionamiento.

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Simulación en Proteus (I)  En Proteus el servomotor se llama “MOTOR-PWMSERVO” y se puede elegir como un componente más.

MOTOR-PWMSERVO

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Simulación en Proteus (II)  El componente MOTOR-PWMSERVO” se puede editar para ajustar los parámetros al servo real que tengamos.

Tiempo mínimo del Pulso en ms (pos=-90º)

Tiempo máximo del Pulso en ms (pos=+90º)

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Ejemplo Diseñar un programa que posicione un servo conectado en el pin RC1 en la posición de -90º si RA0=0 o en la de +90º si RA0=1. Mostrar mensajes en el LCD y utilizar la interrrupción del Timer 1 sin preescaler para generar los tiempos de control.

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Solución en CCS (I) Comenzamos utilizando el asistente “PIC Wizard”

Luego hay que crear la carpeta para nuestro proyecto y dar un nombre al archivo con extensión .pjt

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Solución en CCS (II) Elegir: Pic: PIC17F877A Frecuencia del oscilador: 4Mhz Fuses: Crystal osc