Breve Resumen
Este video explica qué es un servomotor, cómo funciona y cómo controlarlo con un Arduino. Se destacan los siguientes puntos clave:
- Los servomotores permiten un control preciso de la posición angular, a diferencia de los motores de CC que giran continuamente.
- El torque es una especificación importante que indica la fuerza que el servomotor puede aplicar.
- Los servomotores utilizan una señal PWM (modulación de ancho de pulso) para controlar la posición.
- Un potenciómetro interno proporciona retroalimentación para mantener la posición deseada.
- Se puede controlar un servomotor con un Arduino utilizando un potenciómetro como entrada.
Introducción a los Servomotores
Un servomotor es un dispositivo utilizado en aplicaciones de ingeniería de precisión que convierte energía eléctrica en energía mecánica para lograr un control preciso. A diferencia de los motores de CD que giran continuamente, los servomotores reciben señales que indican la posición exacta a la que deben girar, generalmente dentro de un rango de 180 grados, aunque existen modelos con capacidades diferentes. Los servomotores de circuito cerrado, que utilizan un perno interno para limitar el giro, ofrecen un mejor control y son los más comunes.
Especificaciones y Características
Una especificación clave de un servomotor es su torque, que indica la fuerza que puede aplicar. Por ejemplo, un servomotor de 25 kg puede soportar 25 kg a 1 cm del eje, pero solo 12.5 kg a 2 cm. El voltaje de alimentación influye en el torque y el rendimiento del motor, pero exceder los límites puede bloquearlo y aumentar drásticamente la corriente. La velocidad de rotación se mide en segundos por cada 60 grados. El tamaño físico del servomotor está directamente relacionado con su potencia y torque, ya que requiere engranajes y un motor más grandes.
Componentes Internos de un Servomotor
Un servomotor típico consta de una carcasa con conexiones eléctricas, donde el cable rojo es el positivo, el marrón es la tierra y el naranja es la señal PWM. Internamente, incluye una serie de engranajes apoyados en rodamientos, un motor de CD y una placa de circuitos. El motor de CD, que tiene una alta velocidad de rotación pero bajo torque, se conecta a un tren de engranajes compuesto para convertirlo en una salida de bajo pero alto torque. Un potenciómetro conectado al engranaje de salida mide la posición y envía esta información a la placa de circuitos.
Control del Servomotor
El control de un servomotor se realiza mediante una señal PWM enviada por un controlador, como un Arduino o un probador de servos. Esta señal consiste en pulsos de voltaje que se repiten cada 20 milisegundos, y el ancho del pulso determina la posición del servo. Un pulso ancho mueve el servo hacia la izquierda, mientras que un pulso pequeño lo mueve hacia la derecha. La placa de circuitos interna convierte la señal PWM en un voltaje que se compara con la señal del potenciómetro para controlar la rotación del motor de CD a través de un puente H.
Funcionamiento del Potenciómetro
El potenciómetro, conectado al engranaje final, actúa como un divisor de voltaje. A medida que gira el eje, la resistencia cambia, lo que provoca una variación en el voltaje proporcional a la posición. Este cambio de voltaje se utiliza para proporcionar retroalimentación al comparador en la placa de circuito. El comparador compara el voltaje del potenciómetro con el voltaje de la señal del controlador y, si hay una diferencia, el motor gira hasta que la diferencia sea cercana a cero, indicando que el servo está en la posición correcta.
Programación de un Arduino para Controlar un Servomotor
Para controlar un servomotor con un Arduino, se necesita un Arduino, un protoboard, un servomotor, un potenciómetro, cables y una fuente de alimentación. Se conecta el potenciómetro y el servomotor al Arduino, y se utiliza un código que incluye la biblioteca de servos. El código lee el valor de la entrada analógica del potenciómetro, que varía entre 0 y 1023 dependiendo del voltaje. Luego, se crea un mapa o escala de conversión para traducir estos valores a grados de rotación entre 0 y 180, y finalmente se envía esta información al servo para que sepa qué hacer.
