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Servo Motores são dispositivos de malha fechada, ou seja: Recebem um sinal de controle; verificam a posição atual; atuam no sistema indo para a posição desejada.
Em contraste com os motores contínuos que giram indefinidamente o eixo dos servo motores possui a liberdade de apenas cerca de 180º graus mas são precisos quanto a posição.
Para isso possuem três componentes básicos, ilustrados na Imagem.
Sistema Atuador - O sistema atuador é constituído por um motor elétrico, embora também possa encontrar servos com motores de corrente alternada, a maioria utiliza motores de corrente contínua. Também está presente um conjunto de engrenagens que forma uma caixa de redução com uma relação bem longa o que ajuda a amplificar o torque.
A tamanho, torque e velocidade do motor, material das engrenagens, liberdade de giro do eixo e consumo são características-chave para especificação de servo motores.
Sensor - O sensor normalmente é um potenciômetro solidário ao eixo do servo. O valor de sua resistência elétrica indica a posição angular em que se encontra o eixo. A qualidade desse vai interferir na precisão, estabilidade e vida útil do servo motor.
Circuito de Controle - O circuito de controle é formado por componentes eletrônicos discretos ou circuitos integrados e geralmente é composto por um oscilador e um controlador PID (Controle proporcional integrativo e derivativo) que recebe um sinal do sensor (posição do eixo) e o sinal de controle e aciona o motor no sentido necessário para posicionar o eixo na posição sejada.
Sinal de controle dos Servo Motores
Servos possuem três fios de interface, dois para alimentação e um para o sinal de controle. O sinal de controle utiliza o protocolo PWM (modulação por largura de pulso) que possui três características básicas: Largura mínima, largura máxima e taxa de repetição.
A largura do pulso de controle determinará a posição do eixo:
- largura máxima equivale ao deslocamento do eixo em + 90º da posição central;
- largura mínima equivale ao deslocamento do eixo em -90º;
- demais larguras determinam a posição proporcionalmente. O pulso de controle pode ser visto na ilustração sobre sinais de controle de servo motores: