Servomotores: Características Básicas y Conocimientos Fundamentales Imprimir E-Mail
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Escrito por leitox   

Servomotores: Características Básicas y Conocimientos Fundamentales

Un servomotor (también llamado Servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua, que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.

Está conformado por un motor, una caja reductora y un circuito de control. Los servos se utilizan frecuentemente en sistemas de radiocontrol y en robótica, pero su uso no está limitado a estos, también son de vital importancia en aeromodelismo, entre otros.

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Diversos servomotores

En realidad se utilizan muchos otros tipos de servos (o servomotores, mejor) en equipos industriales y comerciales, desde una diskettera en nuestra computadora —o en la videocasettera hogareña—, a las unidades de almacenaje y entrada y salida de datos de grandes sistemas de computación (hoy, más que nada, discos magnéticos), y hasta en los ascensores en edificios. El motor de un ascensor, junto con su equipo de control y detectores de posicionamiento, no es ni más ni menos que un servomotor. El mecanismo que saca para afuera la bandeja de la lectora de CD de su computadora es un servomotor.

Los servomotores, entonces son motores de corriente continua, con un sensor de velocidad y posición y con la capacidad de poder controlar esa posición y velocidad, y dejar "anclado" el servo en una posición, la cuál será prácticamente estático, hasta que le excedamos la capacidad de torque (o tracción) que puede soportar, por ejemplo:
*Un servomotor de 1.5 kgs de torque, puede permanecer inmóvil hasta que se le aplique una fuerza mayor de 1.5 kgs.
*Un servomotor de 1.5 kgs moverá objetos de hasta 1.5 kgs, si se excede puede que no se muevan o que se dañe el servo

 

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Vista de corte de un servomotor

Los servomotores tienen 3 terminales (cables de conexión):

  • Rojo: +Vcc (Tensión positiva) de 4 a 8 Voltios de Corriente Continua
  • Negro: -Vcc (Potencial de referencia o borne negativo) 0 Voltios
  • Blanco/Amarillo/Naranja: (Señal de control)
El cable de señal puede variar según el fabricante, pero los más comunes son esos.
En la siguiente tabla, veremos la disposición de cables de los mayores fabricantes:

Fabricante Terminal Positivo Terminal Negativo Entrada de señal
Hitec Rojo Negro Amarillo
Futaba Rojo Negro Blanco
JR Rojo Marrón Naranja
Airtronics Rojo Negro Naranja
Fleet Rojo Negro Blanco
Kraft Rojo Negro Naranja
E-Sky Rojo Negro Blanco
 
 
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Cables de conexión

 
En la imágen anterior vemos un servomotor con sus 3 cables (Negro/Rojo/Blanco) para conectar.

El estándar de esta señal controladora para todos los servos de este tipo, elegido para facilitar el uso en radiocontrol, es un pulso de onda cuadrada de 1,5 milisegudos que se repite a un ritmo de entre 10 a 22 ms. Mientras el pulso se mantenga en ese ancho, el servo se ubicará en la posición central de su recorrido. Si el ancho de pulso disminuye, el servo se mueve de manera proporcional hacia un lado. Si el ancho de pulso aumenta, el servo gira hacia el otro lado. Generalmente el rango de giro de un servo de éstos cubre entre 90° y 180° de la circunferencia total, o un poco más, según la marca y modelo.

Funcionamiento:
Dependiendo del modelo del servo, la tensión de alimentación puede estar comprendida entre los 4 y 8 voltios. El control de un servo se reduce a indicar su posición mediante una señal cuadrada de voltaje. El ángulo de ubicación del motor depende de la duración del nivel alto de la señal. Cada servo motor, dependiendo de la marca y modelo utilizado, tiene sus propios márgenes de operación. Para el servomotor Futaba S3003, los valores posibles de la señal en alto están entre 0,3 y 2,1 ms, que posicionan al motor en ambos extremos de giro (0° y 180°, respectivamente). El valor 1,2 ms indica la posición central, y otros valores de duración del pulso dejarían al motor en la posición proporcional a dicha duración.

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Funcionamiento

Es sencillo notar que, para el caso del motor anteriormente mencionado, la duración del pulso alto para conseguir un ángulo de posición θ estará dado por la fórmula

t = 0,3 + θ/100
donde t está dado en milisegundos y θ en grados.

Duración del nivel alto [ms] Ángulo [grados]
0,3 0
1,2 90
2,1 180
0,75 45

Ejemplos de algunos valores usados en un servomotor

 
Existen dos tipos de servomotores:
*Analógicos
*Digitales

Servo analógico:
Estos servomotores se componen, en esencia, de un motor de corriente continua, un juego de engranajes para la reducción de velocidad, un potenciómetro ubicado sobre el eje de salida (que se usa para conocer la posición) y una plaqueta de circuito para el control.

Servo digital:
Los servos digitales tienen, al igual que los analógicos, un motor de corriente continua, un juego de engranajes reductores, un potenciómetro para la realimentación de posición y una electrónica de control embebida dentro del servo. La diferencia está en la placa de control, en la que han agregado un microprocesador que se hace cargo de analizar la señal, procesarla y controlar el motor.

La diferencia más grande de rendimiento está en la velocidad a la que reacciona el servo a un cambio en la señal. En un mismo lapso, el servo digital puede recibir cinco o seis veces más pulsos de control que un analógico. Como resultado la respuesta del servo a un cambio en la orden de posición es mucho más veloz. Este ritmo mayor de pulsos también produce mejoras en el rendimiento electromecánico del motor (mayor velocidad y más fuerza).
 
Despiece de un servomotor analógico
Despiece de un servomotor analógico
 
 
 
Basado en tutoriales diversos y trabajos personales.
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    Aprovechamos desde ZonaTecno.net para adherir al homenaje al piloto de motos fallecido Pascal Terry.

     

    He aqui un poco de información sobre el piloto, extraído de Infobae.com

     

    Terry fue hallado muerto en la madrugada de hoy, de acuerdo con los primeros datos de esta tragedia que enluta la importante competencia deportiva.

    El Dakar se desarrolla desde el último viernes por rutas y caminos de la Argentina y recorrerá también Chile.

    La organización dio a Terry como uno de los abandonos de la tercera etapa, disputada el lunes entre Puerto Madryn e Ingeniero Jacobacci.

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