Les servomoteurs sont essentiellement des actionneurs rotatifs qui permettent un contrôle précis de la position angulaire, de l'accélération et de la vitesse dans diverses applications système embarquées. Ayant généralement une limite de rotation de 90 o à 180 o, les servomoteurs sont des moteurs à courant continu équipés d'un servo-mécanisme pour détecter et contrôler la position angulaire. Ils sont utilisés là où un mouvement ou une position d'arbre précis est nécessaire. Celles-ci ne sont pas proposées pour les applications à haute vitesse mais proposées pour les applications à faible vitesse, couple moyen et position précise. Ces moteurs sont principalement utilisés dans les machines à bras robotiques, les commandes de vol et les systèmes de contrôle. Un servomoteur est illustré dans l'image ci-dessous.
Les servomoteurs sont disponibles dans différentes formes et tailles. Comme le montre la figure, un servomoteur a trois fils - le fil ROUGE est connecté à l'alimentation, le fil noir est connecté à la terre et le fil JAUNE est connecté au signal.
Un servomoteur est une combinaison d'un moteur à courant continu, d'un système de contrôle de position et d'engrenages. La position de l'arbre du moteur à courant continu est ajustée par l'électronique de commande dans le servo, en fonction du rapport cyclique du signal PWM sur la broche SIGNAL. En termes simples, l'électronique de commande ajuste la position de l'arbre en contrôlant le moteur à courant continu. Ces données concernant la position de l'arbre sont envoyées via la broche SIGNAL. Les données de position à la commande doivent être envoyées sous forme de signal PWM via la broche Signal du servomoteur.
La fréquence du signal PWM (Pulse Width Modulated) peut varier en fonction du type de servomoteur. L'important ici est le DUTY RATIO du signal PWM. Sur la base de ce RATIO DE SERVICE, l'électronique de commande ajuste l'arbre.
Comme le montre la figure ci-dessous, pour que l'arbre soit déplacé à 9o, la RATION DE MISE EN MARCHE doit être de 1 / 18.ie. 1 ms de temps ON et 17 ms de temps OFF dans un signal de 18 ms.
Pour que l'arbre soit déplacé à l'horloge 12o, le temps de marche du signal doit être de 1,5 ms et le temps d'arrêt doit être de 16,5 ms. Ce rapport est décodé par le système de contrôle en servo et il ajuste la position en fonction de celui-ci.
Composants du circuit
- Alimentation + 9v à + 12v
- Servomoteur (qui devait être testé)
- 555 IC minuterie
- Résistances 33KΩ, 10KΩ (2 pièces), 68KΩ et 220Ω
- Transistor 2N2222
- Condensateur 100nF
- Deux boutons
Schéma de circuit du servo-testeur et explication de fonctionnement
Un circuit de test d'asservissement est illustré dans le diagramme schématique ci-dessus. Maintenant, comme nous l'avons discuté plus tôt pour que l'arbre servo se déplace à gauche. Nous devons donner un rapport de rotation de 1/18, et pour que l'arbre tourne complètement vers la gauche, nous devons donner un PWM avec un rapport de service de 2/18. Maintenant, pour un vibrateur 555 astable montré dans la figure ci-dessous, les heures d'activation et de désactivation de l'onde carrée de sortie sont données comme suit:
Le temps logique de haut niveau est donné par TH = 0,693 * (RA + RB) * C
Le temps logique de bas niveau est donné comme suit: TL = 0,693 * RB * C
Si vous observez le schéma de circuit de la figure ci-dessus, il sera clair que nous allons changer pour changer RB pour obtenir un TL et un TH différents. Ainsi, lorsque le bouton1 est enfoncé, nous allons obtenir un rapport cyclique inférieur à 1/18, donc lorsque nous l'avons alimenté en servo, il se déplace complètement vers la gauche. Ceci est illustré dans la figure ci-dessous.
Lorsque le bouton deux est enfoncé, le rapport de service sera de 2/18 et ainsi l'arbre de servo essaie de se déplacer complètement vers la droite. C'est ainsi que nous testons un servomoteur.