Como ligar um Servomotor SG90

Um servomotor é um atuador eletromecânico utilizado para posicionar e manter um objeto em uma determinada posição. Para isso, ele conta com um controlo de malha fechada  que permite o cálculo do erro de sua posição atual de modo a manter se na posição desejada. Diferentemente dos motores DC ou motores de passo que podem girar indefinidamente, o eixo dos servo motores possui a liberdade de apenas 180º. Entretanto os servos podem ser modificados para uma rotação contínua ou já possuírem essa caraterística de fábrica.

Este tipo de servo é interessante pois dispensa o uso de uma ponte H.

Hardware

Servo motores geralmente possuem 3 pinos:

• Alimentação positiva (Vermelho) – 5V VCC
• Terra (Preto) – GND;
• Sinal (Amarelo, Laranja ou Branco) – Ligado a um pino de saída digital do nosso Arduino

 

Cuidados a ter

Servo motores consomem uma corrente significativa ao se movimentarem. A utilização de uma fonte externa pode ser necessária e é recomendada. Lembre-se de ligar o pino GND da fonte externa ao GND do Arduino para que a referência seja a mesma.

Apesar de sua posição ser controlada através do duty cycle de um sinal PWM enviado ao pino de controle não é necessária a ligação do pino de controle a um pino que possua PWM, pois utilizaremos a biblioteca Servo.h.

A utilização de analogWrite produzirá um controlo de menor precisão e poderá até danificar alguns servos por sua frequência (490 Hz) ser 10 vezes superior a frequência típica de controle de alguns servos.

 

Software

Na elaboração do software utilizaremos a biblioteca Servo.h. Esta biblioteca implementa as funcionalidades de um servomotor tornando sua utilização extremamente simples. Entretanto alguns cuidados devem ser tomados:
 
A biblioteca suporta a ligação de até 12 servomotores na maioria das placas Arduino e 48 no Arduino Mega. O uso da biblioteca desabilita o usa da função analogWrite nos pinos 9 e 10 (*exceto no Arduino Mega). No Arduino Mega o uso de 12 a 23 servomotores desabilitará o a função analogWrite nos pinos 11 e 12.

 

Ligando e desligando o Servomotor

A função attach liga o servo a um canal de controlo. Esta função retornará o canal na qual o servo foi ligado ou zero se falhar.

uint8_t servo.attach(pino, min, max);

1. pino: pino na qual o servomotor está ligado.
2. min (opcional): largura de pulso em microssegundos correspondente a posição de 0 graus.
3. max (opcional): largura de pulso em microssegundos correspondente a posição de 180 graus.

bool servo.attached();

void servo.detach();

As funções attached e detach podem ser utilizadas para verificar se um servo está conectado ou desconectá-lo respectivamente.

Controlando a Posição do Servo

A função write define em um servo padrão o ângulo em graus na qual ele deve se posicionar. Em servos de rotação contínua essa função define a velocidade do servo onde 0 (zero) corresponde a velocidade máxima em um sentido 180 a velocidade máxima no sentido oposto e 90 velocidade nula.

void servo.write(valor);

1. valor: posição em graus para servos comuns ou velocidade para servos de rotação contínua.

 

Exemplo de Código 1

Neste exemplo faremos com que o servo faça uma varredura de N passos.
 

#include <Servo.h>
 
const uint8_t servo_pin = 8; // Pino onde o controlo do servo está conetado;
const uint8_t steps = 10; // Quantidade de passos, deve ser maior ou igual a 2;
 
Servo servo; // Constrói objeto;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  servo.attach(servo_pin); // Coneta o servo a um canal;
  servo.write(0); // Manda o servo para a posição 0 graus;
  delay(1000);
  /* Utilizado para detetar se o Arduino esta resetando
     devido a uma possível sobrecarga causada pelo servo */
  Serial.println(".");
}
 
void loop() {
  // Varre de 0 a 180 graus
  for (uint8_t pos = 0; pos < 180; pos += 180/(steps-1)) { servo.write(pos); // Determina a nova posição; delay(1000/steps); // Espera o servo chegar na posição específicada; } // Varre de 180 a 0 graus for (uint8_t pos = 180; pos > 0; pos -= 180/(steps-1)) {
    servo.write(pos); // Determina a nova posição;
    delay(1000/steps); // Espera o servo chegar na posição específicada;
  }
}

 

Exemplo de Código 2

Nesse exemplo nós ligaremos um sensor ultrassônico ao servo motor e faremos com que o servo faça uma varredura de N passos.
 

#include 
 
const uint8_t trig_pin = 10;
const uint8_t echo_pin = 9;
 
const uint8_t servo_pin = 8; // Pino onde o controle do servo está conetado;
const uint8_t steps = 10; // Quantidade de passos, deve ser maior ou igual a 2;
 
Servo servo; // Constrói objeto;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
 
  // Configuração do estado inicial dos pinos Trig e Echo.
  pinMode(trig_pin, OUTPUT);
  pinMode(echo_pin, INPUT);
  digitalWrite(trig_pin, LOW);
 
  servo.attach(servo_pin); // Conecta o servo a um canal;
  servo.write(0); // Manda o servo para a posição 0 graus;
  delay(1000); 
 
  /* Utilizado para detetar se o Arduino esta a reiniciar
     devido a uma possível sobrecarga causada pelo servo */
  Serial.println(".");
}
 
/* Posiciona o servo, calcula a distância utilizando
   o sensor ultrassonico e imprime na porta serial.  */
 
void ping(const uint8_t& pos) {
  servo.write(pos); // Determina a nova posição;
  delay(1000/steps); // Espera o servo chegar na posição especificada;
 
  // Pulso de 5V por pelo menos 10us para iniciar medição.
  digitalWrite(trig_pin, HIGH);
  delayMicroseconds(11);
  digitalWrite(trig_pin, LOW);
 
  /* Mede quanto tempo o pino de echo ficou no estado alto, ou seja,
  o tempo de propagação da onda. */
  uint32_t pulse_time = pulseIn(echo_pin, HIGH);
 
  /* A distância entre o sensor e o objeto será proporcional a velocidade
    do som no meio e a metade do tempo de propagação. Para o ar na
    temperatura ambiente Vsom = 0,0343 cm/us. */
  double distance = 0.01715 * pulse_time;
 
  // Imprimimos o valor na porta serial;
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
}
 
void loop() {
  // Varre de 0 a 180 graus
  for (uint8_t pos = 0; pos < 180; pos += 180/(steps-1)) { ping(pos); } // Varre de 180 a 0 graus for (uint8_t pos = 180; pos > 0; pos -= 180/(steps-1)) {
    ping(pos);
  }
}

 

Artigo gentilmente cedido por Vida de Silicio

 
Todos os produtos utilizados neste artigo podem ser encontrados na Loja de Eletrónica e Robótica – ElectroFun.

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