Un servomotor -conocido generalmente como servo - es un dispositivo actuador que tiene la capacidad de posicionar un eje en cualquier posición dentro de su rango de operación, normalmente 180 grados, y de mantenerse estable en dicha posición. Está formado por un pequeño motor de corriente contínua, una caja reductora con engranajes de plástico o metal, y un circuito de control. Los servos de modelismo se utilizan frecuentemente en sistemas de radiocontrol y en robótica. El ángulo de rotación de los servos suele ser de 180 grados o bien de 360 grados. En este caso hablamos de servos de rotación contínua o CR ( continuous rotation ) servos.
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| Servos con engranajes de metal (izquierda) y plástico (derecha) |
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| Herramientas necesarias ( no se incluye soldador ) |
En la actualidad podemos encontrar servos a un precio muy competitivo en tiendas online. En nuestro caso trabajaremos con el servo TowerPro 9g, con un peso de 9g, y un ángulo de rotación de 180 grados
El interés de los servos CR estriba en que podemos utilizarlos como elemento motriz de un pequeño robot. Ya que el eje puede girar de forma contínua, si “engañamos” al servo fijando el eje del potenciómetro, al programarlo para que vaya para una dirección – adelante o atrás – permanecerá en movimiento, y podrá ser el elemento motriz acoplado a una rueda de un motor.
Una alternativa es usar un motor con reductora standard, o bien convertir en servo en un simple motor con reductora, pero en este caso necesitará una placa controladora de motores, basada en el chip L293D o similar
Las modificaciones usuales con este tipo de servos son:
- I Convertirlo en un motor con su reductora
- II Convertirlo en servo de rotación contínua manteniendo el potenciómetro interno
- III Convertirlo en servo de rotación contínua anulando el potenciómetro interno
En los tres casos hay varios pasos previos comunes, los cuales se detallan a continuación:
- Quitar las pegatinas laterales del servo, con un cutter o cuchilla.
- Destornillar los cuatro tornillos inferiores con un destornillador de precisión o relojero.
- Extraer la tapa superior que contiene los engranajes reductores.
- Sacar el último engranaje con cuidado. Dicho engranaje tiene en su parte inferior dos salientes, que impiden al servo girar más allá de 0º y 180º respectivamente.
- Cortar con un cutter dichos salientes.
- Montar de nuevo el engranaje con su tapa.
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| I Extraemos la pegatina |
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| II Desmontamos la tapa inferior |
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| III Extraemos la tapa superior... |
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| IV ... y extraemos el engranaje |
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| V Cortamos la pieza que impide el giro |
Con esto podemos abrir la tapa inferior, en la cual encontraremos un motor, así como una placa electrónica con distintos cables. Debemos distinguir:
- Tres cables que conectan el servo al exterior ( rojo, marrón, naranja ).
- Dos cables que van al motor ( blancos ).
- Tres cables que van a un potenciómetro interno ( rojos ).
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| Circuito electrónico del servo |
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| Detalle del IC controlador AA51380 |
I Convertirlo en un motor con su reductora
Con esto el servo quedará inutilizado para posicionarse en cualquier ángulo, y su funcionamiento será similar al de un motor con caja reductora. Para conseguirlo deberemos:
- Eliminar completamente la placa electrónica, desoldando los tres cables rojos del potenciómetro.
- Desoldar los cables blancos que van al motor.
- Anular el cable externo naranja.
- Soldar los cables externos rojo y negro directamente a los terminales del motor.
- Atornillar con cuidado,sin apretar en exceso, los tornillos y poner las pegatinas.
II Convertirlo en un servo CR manteniendo el potenciómetro interno
Curiosamente esta modificación no la he visto en ninguno de los libros sobre Arduino y robótica que tengo. Ni siquiera Tom Igoe la sugiere en su proverbial libro “Arduino Workshop” ( el cual recomiendo como manual de trabajo que debe estar a mano en el taller ) en su proyecto número 40, “Building and Controlling a tank robot”. En su lugar utilizan un “shield” controlador de 2 motores, lo cual es innecesario, además de incrementar el costo, así como el cableado. Sin embargo, en páginas especializadas en robótica como Let'sMakeRobots este método es muy común.
Los pasos a seguir para convertir un servo normal en servo CR son:
- Posicionar el eje del servo en posición 90º con un sketch
- Desoldar ( si no hay espacio para el paso siguiente ) los tres cables rojos del controlador del servo
- Soldar el eje del potenciómetro con una gota de estaño
- Resoldar los tres cables rojos del controlador del servo, sin cambiarlos de posición
- Atornillar con cuidado los tornillos y poner las pegatinas
III Convertirlo en un servo CR anulando el potenciómetro interno
En este caso, sustituiremos adicionalmente el potenciómetro, por dos resistencias de 2200 ohmios ( 2K2 ).Utilizaremos resistencias de película metálica de 1% de tolerancia, las cuales se encuentran en Internet, así como en tiendas de electrónica especializadas ( no todas ).
Adafruit, un fabricante americano que proporciona componentes, tiene un tutorial dentro de su excelente Adafruit Learning System, ( conjunto de tutoriales relacionados con Arduino ). El enlace donde detalla el procedimiento es el siguiente:
El autor, Rick Winscot, usa componentes SMD y se mete en líos con el eje del potenciómetro. Yo utilizaré un método más simple, pero igual de efectivo. Los pasos a seguir en este caso son:
- Posicionar el eje del servo en posición 90º con un sketch
- Desoldar los tres cables rojos del controlador del servo
- Soldar un terminal de una resistencia de 2K2 en la posición donde estaban soldados los cables externos rojos ( los que iban a los extremos del potenciómetro )
- Soldar el otro terminal de cada resistencia de 2K2 en la posición donde estaba el cable rojo conectado al cursos del potenciómetro.
- Atornillar con cuidad los tornillos y poner las pegatinas
Uso del servo CR
En construcción
Problemas asociados al servo CR
En construcción
