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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

Brazos robotizados

Robots humanoides

Radio control

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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 500uscada 11.11us el servo semueve un grado a laderecha.

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Pulsos de control del servo Hitec HS-300

1,2 ms

20 ms

20 ms

20 ms

0,3 ms

2,1 ms

hitecHS-300

hitecHS-300

hitecHS-300

ExtremoIzquierda

PosiciónCentral

ExtremoDerecha

0º

90º

180º

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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 microcontroladory circuitos integrados) y otra para los motores. No olvides unir las masas de ambasfuentes.

� Cables de señal de servos demasiado largos pueden provocar movimientosinesperados (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 debecalentar y NO debe de vibrar.

� Respeta siempre los tiempos que indica el fabricante en cuanto a refresco de la señalde 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 máximo del Pulso en ms(pos=+90º)

Tiempo mínimo 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 posiciónde -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 elasistente “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: PIC17F877AFrecuencia del oscilador: 4MhzFuses: Crystal osc <=4MhzMemoria de programa: No protegida

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Solución en CCS (III)

En la pestaña de “Interrups” marcar la casilla de “Timer 1 overflow”

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Solución en CCS (IV)

En la pestaña “Code”podemos ver el códigoque se añadirá en nuestroprograma.

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Solución en CCS (V)

En la pestaña de “Timers”configurar el TIMER 1 como temporizador sin preescaler.

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Solución en CCS (VI)

En la pestaña “Code”podemos ver el códigoque se añadirá en nuestroprograma.

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Solución en CCS (VII)

El compilador nos generael siguiente código

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Cabecera del programa con los Fuses y declaración de variables globales:

Solución en CCS (VIII)

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Solución en CCS (IX)

Una posiblefunción deInterrupción:

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El programa principal: