Beleza! Temos o circuito dos sensores prontos! Tudo funcionando, o LM339 está enviando o nível de tensão necessário conforme precisamos, então é hora de falar sobre os motores.
Devido o material que foi fornecido pelo curso, será utilizado Servomotores no projeto e é sobre eles que vou falar aqui.
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Servomotor é um mecanismo eletromecânico composto por uma parte fixa (o estator) e outra móvel (o rotor).
São muito utilizados na robótica, também no controle remoto de aeromodelos, veículos pequenos radio controlados e antenas parabólicas, pois utiliza a tecnologia de ímãs permanentes fazendo com que o mecanismo seja preciso, possuindo bom controle de velocidade, de posição e de torque no eixo apresentando movimentos proporcionais ao comando recebido em vez de girar ou se mover livremente como a maioria dos motores.
Em sua carcaça existem três cabos. O vermelho e o preto são respectivamente para a tensão de alimentação (geralmente 5 Volts), já o outro fio é o cabo de controle por onde chegam os sinais que informam o ângulo no qual o servomotor deve se posicionar.
Os servomotores são controlados por envio de um sinal de largura variável, junto são enviados parâmetros para que o motor tenha um mínimo de pulso, um pulso máximo, e uma taxa de repetição. Dadas as limitações de rotação do servo neutro, é definido como sendo a posição onde o servo tem exatamente a mesma quantidade de rotação potencial no sentido horário e anti horário. Geralmente a posição neutra é sempre em torno de 1,5 milissegundos (ms).
O ângulo é determinado pela duração de um pulso que é aplicado ao fio de controle. Isso é chamado de modulação de largura de pulso. O servo espera receber um pulso com período de 20 ms e uma frequência de 50Hz. A duração do pulso vai determinar o quão longe o motor gira. Por exemplo, um pulso de 1,5 ms vai fazer o motor girar para a posição 90 graus (posição neutra).
O eixo do motor está conectado mecanicamente a um conjunto de engrenagens que além de dar a força ao mecanismo (aumentando o torque), também gira um potenciômetro que informa ao circuito de controle qual é a posição atual do eixo, colocando o motor na sua posição de acordo com o pulso aplicado.
O circuito de controle de posição aciona o Motor DC para que este dê um número de voltas em um determinado sentido, até que a posição do eixo registrada pelo resistor variável coincida com a posição indicada pelo sinal de controle, portanto, este potenciômetro serve apenas para regular a posição em que o motor irá ficar parado.
Geralmente a faixa de posicionamento do servomotor é de aproximadamente 180°, podendo também ser encontrados modelos com faixas de 90°. Mecanicamente, o motor não é capaz de completar uma volta no seu eixo devido a uma parada mecânica construída sobre a engrenagem de saída principal.
O processo de hackeamento consiste em remover está parada mecânica, possibilitando que o mecanismo gire livremente.
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Partes do Servomotor:
Estator
O estator é bobinado como no motor elétrico convencional, porém, apesar de utilizar alimentação trifásica, não pode ser ligado diretamente à rede, pois utiliza uma bobinagem especialmente confeccionada para proporcionar alta dinâmica ao sistema.
Rotor
O rotor é um eletroímã, cuja polaridade norte-sul muda constantemente para que ele nunca pare. É composto por ímãs permanentes dispostos linearmente e um gerador de sinais (resolver) instalado para fornecer sinais de velocidade e posição.
Resolver
O resolver é um transformador de alta freqüência geralmente de 5KHz a 10KHz, sendo que o transformador primário está no rotor, e dois secundários no estator. Ele funciona como um gerador, onde seu rotor é acoplado ao eixo do servomotor e faz com que a interação do campo eletromagnético atue sobre o bobinamento do estator. As amplitudes e fases das tensões induzidas nos secundários são funções da posição do rotor, os secundários estão defasados 90º entre si, para geração de sinais senoidais, estes serão condicionados e transformados em funções de realimentação do sistema através de circuitos eletrônicos dispostos no servo.
