{"id":3291,"date":"2018-08-30T10:13:06","date_gmt":"2018-08-30T13:13:06","guid":{"rendered":"https:\/\/arduxop.com.br\/loja\/?p=3291"},"modified":"2020-12-30T12:50:49","modified_gmt":"2020-12-30T14:50:49","slug":"servos-analogicos-e-digitais-funcionamento-uso-e-diferencas-entre-eles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/arduxop.com.br\/loja\/servos-analogicos-e-digitais-funcionamento-uso-e-diferencas-entre-eles\/","title":{"rendered":"Servos – Anal\u00f3gicos e Digitais – Funcionamento, uso e diferen\u00e7as entre eles!"},"content":{"rendered":"
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Servos – Anal\u00f3gicos e Digitais – Funcionamento, uso e diferen\u00e7as entre eles!<\/h3>\n
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Atendendo a pedidos, e visto que a postagem anterior sobre servos simplesmente sumiu (sumiu \u00e9? sei…), hoje o “assunto t\u00e9cnico” do dia ser\u00e1 sobre SERVOS. Lembrando a todos que esta mat\u00e9ria serve para qualquer tipo de servo utilizado em aeromodelismo…<\/div>\n
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Introdu\u00e7\u00e3o aos servos:<\/b><\/div>\n
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Os servomotores RC (R\u00e1dio Controle) ou simplesmente servos, s\u00e3o pequenos dispositivos constitu\u00eddos basicamente por: Um motor DC, um circuito eletr\u00f4nico de controle, um pequeno potenci\u00f4metro que roda solid\u00e1rio com o eixo do servo, um conjunto de engrenagens e tr\u00eas fios exteriores de liga\u00e7\u00e3o; dois para a alimenta\u00e7\u00e3o DC e outro para condu\u00e7\u00e3o do sinal de comando.<\/div>\n
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Esquema interno de um Servo:<\/div>\n
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O motor do servo ao ser alimentado faz rodar uma s\u00e9rie de engrenagens (redutoras) que amplificam e transferem o bin\u00e1rio (Soma do torque e RPM) do motor ao eixo externo, onde est\u00e3o ligados os dispositivos a movimentar (aileron, leme, profundor e etc). Obt\u00e9m-se assim uma for\u00e7a consider\u00e1vel \u00e0 custa da redu\u00e7\u00e3oda velocidade.<\/div>\n
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Se o motor fosse ligado diretamente ao eixo de controle, para movimentar a mesma carga, o tamanho f\u00edsico do motor teria que ser v\u00e1rias vezes superior ao que os servos utilizam. Tamb\u00e9m n\u00e3o seria poss\u00edvel obterem-se baixas rota\u00e7\u00f5es.Um servo \u00e9 utilizado para controlar movimentos angulares, tipicamente, entre 0 e 180\u00ba pois n\u00e3o \u00e9 mecanicamente capaz de rodar muito mais devido \u00e0 exist\u00eancia de um potenci\u00f4metro e de um batente mec\u00e2nico na engrenagem de sa\u00edda.<\/div>\n
A utiliza\u00e7\u00e3o dos servos \u00e9 muito interessante uma vez que pequenos motores s\u00e3o capazes de deslocar massas consider\u00e1veis (existem servos que controlam at\u00e9 50Kg\/cm), tornando-os muito poderosos para o seu tamanho.<\/div>\n
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Esse servinho pode levantar at\u00e9 15Kg\/cm<\/div>\n
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Princ\u00edpio de funcionamento de um servo:<\/b><\/div>\n
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O circuito eletr\u00f4nico de controle e o potenci\u00f4metro formam um sistema interno de realimenta\u00e7\u00e3o (feedback) para controle da posi\u00e7\u00e3o do eixo do servo. Tipicamente, o eixo de um servo roda entre 0\u00ba e 180\u00ba e pode ser posicionado, entre estes dois valores angulares, pela aplica\u00e7\u00e3o de um sinal na entrada de controle. Aplicado e mantido o sinal,o servo manter\u00e1 a posi\u00e7\u00e3o angular do seu eixo sem mudan\u00e7as. Se o sinal mudar, ent\u00e3o a posi\u00e7\u00e3o angular do eixo tamb\u00e9m muda.<\/div>\n
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Caso n\u00e3o seja aplicado sinal, s\u00f3 as for\u00e7as de atrito mant\u00eam o servo na sua posi\u00e7\u00e3o angular (o servo \u00e9 meio “duro” ao tentar girar seu eixo com as m\u00e3os). O sistema interno de realimenta\u00e7\u00e3o faz com que o servo rode para uma determinada posi\u00e7\u00e3o em resposta a um determinado trem de impulsos e pare naquela posi\u00e7\u00e3o. O potenci\u00f4metro de feedback que est\u00e1 conectado mecanicamente ao eixo do servo, funciona como sensor que indica a posi\u00e7\u00e3o do eixo. A divis\u00e3o de tens\u00e3o no potenci\u00f4metro produz uma tens\u00e3o proporcional ao \u00e2ngulo do eixo do servo, uma vez que a sua resist\u00eancia varia em fun\u00e7\u00e3o do \u00e2ngulo de rota\u00e7\u00e3o do motor.<\/div>\n
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O circuito eletr\u00f4nico compara o valor da resist\u00eancia do potenci\u00f4metro com os impulsos que recebe pelo fio de sinal, ativando o motor para corrigir qualquer diferen\u00e7a que exista entre ambos. Isto \u00e9, o potenci\u00f3metro permite ao circuito de controle dentro do servo,\u00a0 verificar a todo o momento o \u00e2ngulo de rota\u00e7\u00e3o do servomotor. Se o eixo est\u00e1 no \u00e2ngulo correto, o motor n\u00e3o roda. Se o circuito verifica que o \u00e2ngulo n\u00e3o \u00e9 o correto, o motor roda, no sentido adequado, at\u00e9 alcan\u00e7ar o \u00e2ngulo correcto.<\/div>\n
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A compara\u00e7\u00e3o entre o valor do potenci\u00f3metro e a amplitude dos impulsos, e as corre\u00e7\u00f5es que isso origina, s\u00e3o as componentes de um processo de controle designado por controle em malha fechada (LL – Locked loop).<\/div>\n
A tens\u00e3o aplicada ao motor do servo \u00e9 proporcional \u00e0 dist\u00e2ncia que o eixo necessita rodar. Logo, se o eixo precisa de rodar muito, o motor roda \u00e0 velocidade m\u00e1xima. Seprecisa de rodar pouco, o motor roda a uma velocidade mais baixa. A isto chama-se controle proporcional. (Exatamente como vem escrito na caixa de alguns r\u00e1dios)<\/div>\n
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Controle do \u00e2ngulo do eixo de um servo<\/b><\/div>\n
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O \u00e2ngulo do eixo dos servos \u00e9 determinado pela dura\u00e7\u00e3o do impulso (TEMPO ON vs TEMPO OFF) que se aplica na entrada de comando. O servo funciona em PWM (Pulse Width Modulation – Modula\u00e7\u00e3o por Largura de Pulso), sistema que consiste em gerar uma onda quadrada em que se varia a dura\u00e7\u00e3o do impulso, mantendo o per\u00edodo da onda. (Pode parecer complicado, mas uma olhada nos gr\u00e1ficos abaixo mostram que n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o complicado assim)<\/div>\n
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Normalmente se o servo receber na sua entrada impulsos com a dura\u00e7\u00e3o de 1.5ms, o seu eixo roda at\u00e9 ficar est\u00e1vel no centro do intervalo de rota\u00e7\u00e3o, a que corresponde o \u00e2ngulo de 90\u00ba. Se receber impulsos com a dura\u00e7\u00e3o de 1ms, roda, no sentido anti-hor\u00e1rio, at\u00e9 atingir o limite do intervalo de rota\u00e7\u00e3o correspondente a 0\u00ba. Se receber impulsos com a dura\u00e7\u00e3o de 2ms, roda, no sentido hor\u00e1rio, at\u00e9 atingir o outro limite do intervalo de rota\u00e7\u00e3o correspondente a 180\u00ba ou um pouco mais.Impulsos ente 1ms e 1.5ms far\u00e3o com que o servo rode para posi\u00e7\u00f5es interm\u00e9dias entre0\u00ba e 90\u00ba, enquanto impulsos entre 1.5ms e 2ms far\u00e3o com que o servo rode para posi\u00e7\u00f5es interm\u00e9dias entre 90\u00ba e 180\u00ba.<\/div>\n
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Gr\u00e1fico exemplificando a rela\u00e7\u00e3o dos pulsos versus movimento do servo<\/div>\n
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Os impulsos, para que o servo funcione corretamente, devem ser aplicados a cada 20ms (50 Hz) mas valores entre 10 ms e 30 ms tamb\u00e9m s\u00e3o poss\u00edveis.<\/div>\n
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Se um mesmo impulso for aplicado continuamente na entrada do servo ele se mant\u00e9m na mesma posi\u00e7\u00e3o angular. Ao tentar-se rodar manualmente a engrenagem do servo, o circuito de controle detecta uma diferen\u00e7a entre o valor do potenci\u00f4metro e a amplitude dos impulsos e ativa o motor para a tentar corrigir. Este processo \u00e9 t\u00e3o r\u00e1pido que apenas se sente o servo a resistir \u00e0 tentativa de se alterar a sua posi\u00e7\u00e3o, ou seja, o servo fica “duro” e a for\u00e7a dessa “dureza” depende apenas da for\u00e7a do servo.<\/div>\n
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Notas importantes sobre os servos:<\/b><\/div>\n
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Os impulsos n\u00e3o desejados, que possam ocorrer no tempo OFF do sinal aplicado ao servo, podem interferir com o sincronismo interno e provocarem zumbido ou vibra\u00e7\u00e3o no eixo.<\/div>\n
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Se o servo receber impulsos cuja dura\u00e7\u00e3o, m\u00ednima e m\u00e1xima, corresponda \u00e0ultrapassagem dos limites mec\u00e2nicos de rota\u00e7\u00e3o, entra em vibra\u00e7\u00e3o. As engrenagens est\u00e3o sendo for\u00e7adas. Nesta situa\u00e7\u00e3o, deve-se alterar a dura\u00e7\u00e3o dos impulsos de modo a eliminar-se a vibra\u00e7\u00e3o. (Pra isso serve o sistema de ATV\/EPA dos r\u00e1dios…)<\/div>\n
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Se o servo apresenta ru\u00eddo e o seu movimento for irregular, pode significar quealgum dente da engrenagem esteja defeituoso.<\/div>\n
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Se o per\u00edodo dos impulsos for demasiado elevado, em rela\u00e7\u00e3o ao valor indicado pelofabricante, o eixo do servo pode mover-se devido ao peso da carga que suporta. Seo per\u00edodo for demasiado pequeno, o servo pode emitir zumbido e aparecer vibra\u00e7\u00e3ono eixo de sa\u00edda;<\/div>\n
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A corrente absorvida pelos servos \u00e9 proporcional \u00e0 carga mec\u00e2nica a que est\u00e3osujeitos. Um servo com pouca carga n\u00e3o consome muita energia.<\/div>\n
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Tens\u00e3o de Alimenta\u00e7\u00e3o dos servos
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A tens\u00e3o de alimenta\u00e7\u00e3o dos servos est\u00e1 normalmente compreendida entre 4,8 V n\u00e3o devem exceder 6V, sendo recomend\u00e1vel a tens\u00e3o de 5 V. Quanto mais baixa \u00e9 a tens\u00e3o mais lenta \u00e9 a resposta do servo e menor \u00e9 o seu bin\u00e1rio. A corrente de alimenta\u00e7\u00e3o depende da pot\u00eancia do servo. Normalmente o fabricante indica o valor da corrente. Esta depende, principalmente, do bin\u00e1rio do servomotor e pode exceder 1A se o servo se encontrar bloqueado.<\/div>\n
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Existem servos especiais que aceitam tens\u00f5es superiores a 6V, por\u00e9m estes servos s\u00e3o espec\u00edficos para o uso com baterias LiPo e n\u00e3o podem ser utilizados com baterias comuns ou BECs. Mas sempre tomem como regra NUNCA utilizar tens\u00f5es maiores que 6,5V em circuitos de aeromodelos. (Por este motivo se usam BEC’s em avi\u00f5es com baterias LiPo 2S de 7.2v)<\/div>\n
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Exemplo de servo para LiPo’s – Este servo suporta de 6 a 12V diretamente:<\/div>\n
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O Bin\u00e1rio de um servo:<\/b><\/div>\n
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Ao longo do texto, o termo “bin\u00e1rio do servo” apareceu v\u00e1rias vezes… Apenas pra explicar, o bin\u00e1rio dos servos permite avaliar a for\u00e7a que os mesmos s\u00e3o capazes de exercer. Por exemplo, o servo Futaba S3003 apresenta um bin\u00e1rio de 3 kg\/cm a 4,8 V. Isto significa que com uma polia, engrenagem ou bra\u00e7o de 1 cm de comprimento ligado ao eixo do servomotor, o mesmo est\u00e1 apto a levantar at\u00e9 3 kg. Caso a polia, engrenagem ou bra\u00e7o possua, por exemplo, 2,5 cm, o servo ser\u00e1 capaz de levantar at\u00e9 1,2 kg. Da\u00ed, para os tamanhos que possuem, os servos s\u00e3o extremamente potentes.<\/div>\n
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Servos Digitais:<\/b><\/div>\n
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Al\u00e9m dos servos anal\u00f3gico, referidos no texto, tamb\u00e9m existem no mercado servos digitais.<\/div>\n
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A grande diferen\u00e7a entre um servo digital e um servo anal\u00f3gico \u00e9 a exist\u00eancia de um microprocessador no servo digital. Este tem por finalidade processar a informa\u00e7\u00e3o vinda da entrada de sinal e efetuar o controle do motor de forma totalmente digital. Os servos digitais oferecem a possibilidade de se configurar os par\u00e2metros de sentido de rota\u00e7\u00e3o, posi\u00e7\u00e3o neutra, posi\u00e7\u00e3o final e velocidade. As principais diferen\u00e7as, entre estes dois tipos de servos, s\u00e3o as seguintes:<\/div>\n
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Para come\u00e7ar, um “servo digital\u201d \u00e9 o mesmo que um servo anal\u00f3gico, com exce\u00e7\u00e3o de um microprocessador, que analisa os sinais recebidos receptor e controla o motor.<\/div>\n
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N\u00e3o \u00e9 correto achar que um servo digital se difere muito de um servo anal\u00f3gico em seu design f\u00edsico. Servos digitais t\u00eam os mesmos motores, engrenagens e caixa como os servos anal\u00f3gicos, e o que \u00e9 mais importante, t\u00eam um Potenci\u00f4metro de \u201cFeedback\u201d tal como os anal\u00f3gicos.<\/div>\n
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Onde o servo digital difere \u00e9 na forma de como os sinais recebidos do receptor s\u00e3o processados, e, por sua vez, controlando a pot\u00eancia inicial para o servo motor, reduzindo a inatividade, aumentando a precis\u00e3o e gerando uma maior for\u00e7a.<\/div>\n
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Em um servo anal\u00f3gico ocioso, n\u00e3o h\u00e1 energia sendo enviada para o motor.<\/div>\n
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Quando um sinal \u00e9 recebido pelo servo ou uma for\u00e7a \u00e9 aplicada em seu bra\u00e7o, o servo responde enviando alimenta\u00e7\u00e3o\/tens\u00e3o para o motor.<\/div>\n
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Esta tens\u00e3o, que \u00e9 de fato a maior poss\u00edvel, \u00e9 pulsada ligando\/desligando a uma taxa fixa de 50 ciclos por segundo.<\/div>\n
A cria\u00e7\u00e3o de pequenos pulsos gera um controle eficiente de velocidade, controlando o motor e movendo-o para a posi\u00e7\u00e3o desejada.<\/div>\n
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Por sua vez, o potenci\u00f4metro informa ao micro controlador que a posi\u00e7\u00e3o desejada foi alcan\u00e7ada, assim, os pulsos s\u00e3o reduzidos at\u00e9 que nenhuma tens\u00e3o seja aplicada ao motor.<\/div>\n
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Gr\u00e1fico exemplificando a diferen\u00e7a no n\u00famero de pulsos entre um servo digital e um anal\u00f3gico:<\/div>\n
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Como voc\u00ea pode imaginar um pequeno pulso (5 volts) seguido de um intervalo (0 volts), n\u00e3o da ao motor um grande \u201cincentivo\u201d a girar, ao contr\u00e1rio do que um longo per\u00edodo faria.<\/div>\n
Isso significa que, um pequeno movimento no controle, envia um pequeno pulso ao motor, sendo que isso \u00e9 muito ineficiente, isso \u00e9 chamado de \u201cbanda morta\u201d, isso \u00e9, muito lento ou praticamente nenhum movimento do servo.<\/div>\n
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Principais vantagens dos servos digitais:<\/b><\/div>\n
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Permite receber e processar as informa\u00e7\u00f5es recebidas do receptor antes de envi\u00e1-las para o servo, e com isso calcular e aplicar a largura de pulso de forma mais eficiente e precisa, melhorando o desempenho do servo.<\/div>\n
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A freq\u00fc\u00eancia com que os sinais s\u00e3o enviados ao motor do servo, \u00e9 significativamente maior, isso significa que ao contrario dos servos anal\u00f3gicos em que o motor do servo recebe 50 pulsos por seg., nos servos digitais ele passa a receber 300 pulsos por segundo. Isso n\u00e3o significa apenas aumento de resposta do servo, mas tamb\u00e9m aumenta e diminui o poder de acelera\u00e7\u00e3o\/desacelera\u00e7\u00e3o que \u00e9 capaz de ser transmitida ao motor do servo. Permitindo ao servo diminuir a \u201cbanda morta\u201d, melhorar a resposta, aumentar e suavizar a acelera\u00e7\u00e3o e desacelera\u00e7\u00e3o, melhorar a precis\u00e3o e maior for\u00e7a de sustenta\u00e7\u00e3o.<\/div>\n
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E a desvantagem:<\/b><\/div>\n
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O consumo de energia. Naturalmente, com a maior freq\u00fc\u00eancia de pulsos sendo mandado para o motor, o consumo de energia do servo aumenta consideravelmente. Por\u00e9m, levando em considera\u00e7\u00e3o que cada vez mais os packs de bateria suportam mais e mais carga, esse consumo adicional de energia em rela\u00e7\u00e3o aos benef\u00edcios, acaba deixando de ser um problema. O recomendado, \u00e9 que sempre se use o maior Pack (espa\u00e7o\/peso\/capacidade) poss\u00edvel, n\u00e3o esquecendo tamb\u00e9m de instalar, se poss\u00edvel, um monitor de bateria \u201con-board\u201d, para se manter informado em rela\u00e7\u00e3o ao n\u00edvel de carga.<\/div>\n
Por hoje \u00e9 s\u00f3 pessoal! Espero que tenham gostado da mat\u00e9ria! Era pra ser mais simples, mas com o sumi\u00e7o da mat\u00e9ria anterior sobre os servos, tive que colocar tudo em uma s\u00f3!!<\/b><\/div>\n
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Abra\u00e7os a todos!<\/div>\n
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Postado por MadfoX<\/span> <\/span> \u00e0s 6\/20\/2011 10:10:00 PM<\/abbr><\/a> <\/span> \"\" <\/a> <\/span> <\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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