O que é servo motor? Como controlar servos com Arduino

Um servo motor é um pequeno motor cujo eixo gira até um ângulo definido e fica parado ali. Um motor DC comum continua girando; um servo vai exatamente a 90 graus quando você pede 90 graus e segura a carga nessa posição. Braços robóticos, suportes de câmera pan-tilt, travas automáticas de porta e as superfícies de controle de aeromodelos são todos movidos por servos.

Como um servo motor funciona?

Dentro de um servo há quatro partes: um pequeno motor DC, uma caixa de engrenagens que reduz a velocidade e aumenta o torque, um potenciômetro que mede a posição do eixo e um circuito de controle que gerencia tudo isso. O circuito de controle compara o tempo todo o ângulo pedido com o ângulo lido pelo potenciômetro e gira o motor até a diferença chegar a zero. Graças a esse circuito fechado, o servo mantém a posição mesmo sob carga.

O ângulo é enviado ao servo como um sinal PWM: um pulso chega a cada 20 ms (50 Hz) e a largura do pulso define o ângulo. Cerca de 1 ms significa 0°, 1,5 ms significa 90° e 2 ms significa 180°. A maioria dos servos aceita uma faixa de 0,5–2,5 ms; os valores exatos variam um pouco entre os modelos.

Fios do servo e ligação

Qual servo escolher?

Controlando um servo com Arduino: definindo o ângulo com um potenciômetro

1. Ligue o fio marrom do servo ao GND e o fio vermelho ao 5V (para um único SG90).
2. Ligue o fio laranja de sinal ao pino digital 9.
3. Ligue os terminais externos do potenciômetro ao 5V e ao GND e o terminal do meio ao A0.
4. Carregue o código abaixo; o servo deve girar entre 0 e 180° conforme você gira o potenciômetro.

1#include <Servo.h>
2
3Servo servo;                       // servo nesnesi / servo object
4const int POT_PIN = A0;            // potansiyometre / potentiometer
5
6void setup() {
7  servo.attach(9);                 // sinyal 9. pinde / signal on pin 9
8}
9
10void loop() {
11  int value = analogRead(POT_PIN);         // 0–1023 oku / read 0–1023
12  int angle = map(value, 0, 1023, 0, 180); // açıya çevir / convert to angle
13  servo.write(angle);                      // servoyu döndür / move the servo
14  delay(15);                               // servo yetişsin / let the servo settle
15}

servo.write(angle) recebe um ângulo de 0 a 180. Para um controle mais fino, use servo.writeMicroseconds(1500) para definir a largura do pulso diretamente em microssegundos. Você pode ver quais pinos da sua placa são PWM e digitais na ferramenta de pinagem.

Servos com ESP32 e Raspberry Pi Pico

• ESP32: a biblioteca Servo padrão não funciona; instale a biblioteca ESP32Servo na Arduino IDE. Ela é usada do mesmo jeito. Um sinal de 3,3 V é suficiente para a maioria dos servos.
• Raspberry Pi Pico (MicroPython): configure o PWM em 50 Hz e informe a largura do pulso com duty_ns(): 1.000.000 ns ≈ 0°, 1.500.000 ns ≈ 90°, 2.000.000 ns ≈ 180°.
• Nas duas placas, não alimente o servo pelo pino 3,3 V da placa; use a linha de 5 V ou uma fonte externa.

Os erros mais comuns com servos

• Tremores e movimentos aleatórios: normalmente causados por alimentação insuficiente. Use uma fonte externa e coloque um capacitor de 470–1000 µF na alimentação do servo.
• Esquecer o GND comum: um servo alimentado por uma fonte externa não entende o sinal se os terras não estiverem ligados.
• Forçar o servo até o limite: um servo empurrando contra o batente mecânico zumbe e esquenta. Se necessário, limite a faixa a 10–170°.
• Esperar PWM nos pinos 9 e 10: no Uno a biblioteca Servo usa o Timer1, então o analogWrite não funciona nesses pinos enquanto houver um servo conectado.
• Esperar um ângulo de um servo de rotação contínua: modelos como o FS90R não sabem a própria posição; só é possível controlar a velocidade e o sentido.

Para ver o que dá para montar com servos, confira os projetos de robôs e motores no BlueGrays. Se você é novo no Arduino, leia primeiro O que é Arduino? e, para montar o circuito em uma placa, O que é protoboard?.