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0:00 Este es un servomotor se utiliza en aplicaciones de ingeniería de precisión y utiliza electrónica interna así como engranajes mecánicos para lograrlo un servomotor se ve así convierte la energía eléctrica en energía mecánica este tipo de motor se utiliza para lograr un control preciso y podemos conectar diferentes accesorios para conseguirlo controlamos la posición de un servomotor mediante un controlador eso es muy utilizado en robótica automatización e incluso en la dirección de los vehículos de control remoto por lo general cuando conectamos un motor de CD a una fuente de alimentación simplemente gira constantemente pero un servomotor es
0:46 diferente estos no giran instantáneamente en cambio se envían señales que indican al motor exactamente Hasta dónde debe girar normalmente el motor girará solo 180 gr Pero podemos obtener valores menores o mayores Estos son del tipo de circuito cerrado suelen tener un perno en su interior que impide físicamente que el motor siga girando algunos no tienen esto y son capaces de girar 360 gr Estos son del tipo de circuito abierto los de circuito cerrado proporcionan el mejor control y son los más utilizados por lo que nos centraremos en este tipo en el vídeo por un lado del servomotor encontramos un valor de peso Este no es el peso del motor representa
1:33 el torque del motor o Cuánta fuerza puede aplicar este pequeño motor tiene un valor de 9 G este más grande tiene un valor de 25 kg Esta es la fuerza que el servomotor puede aplicar a una palanca normalmente lo encontramos medido en kilos centímetros u onzas pulgadas Qué significa Esto bueno por ejemplo este serv está diseñado para 25 kg Así que a 1 cm del eje puede soportar 25 kg pero a 2 cm solo puede soportar 12 y5 y a 3 solo 625 podemos encontrar más información en
2:18 la hoja de datos en este ejemplo vemos que se puede conectar a una fuente de alimentación de entre 4,8 y 7,2 v Cuanto más alto sea el voltaje aplicado mayor será el torque que por lo que el motor tendrá un mayor rendimiento pero como vemos el motor tiene unos límites y se bloqueará si los excedemos cuando el motor se bloquea vemos que la corriente aumenta drásticamente la corriente de operación depende de la carga y del voltaje el motor consume más energía cuando se mueve pero utiliza muy poco para mantener su posición Cuanto más alto sea el voltaje aplicado más rápido girará el motor medimos la rotación en segundos por cada 60 gros de
3:05 rotación el tamaño físico del servomotor aumenta con La potencia de torque Esto se debe a que necesita engranajes más grandes y un motor eléctrico más grande para conseguirlo veamos el interior de uno para ver las partes principales y luego entender cómo funciona también hemos hablado de los motores paso a paso y de los motores de CD anteriormente echa un vistazo a los enlaces de abajo cuando vemos un servomotor vemos la carcasa principal con las conexiones eléctricas entrando por un lado en este caso el cable rojo es el positivo del voltaje el marrón es la tierra y el naranja es el cable de la señal de modulación del ancho de pulso estos colores varían según El fabricante en la parte superior
3:51 encontramos un pequeño engranaje estriado podemos conectar varios accesorios a este para hacer uso de la rotación en el interior de la unidad encontramos en primer lugar una serie de engranajes que se apoyan en unos rodamientos en un lado tenemos la salida y en el otro la entrada la entrada está conectada a un motor de CD que acciona los engranajes esto se conoce como un tren de engranajes compuesto están distribuidos de esta manera para garantizar Un diseño compacto el motor tiene una alta velocidad de rotación pero un bajo torque por lo que los engranajes ayudan a convertir esto en una salida de baja pero alto torque en este ejemplo hay un engranaje de Piñón de 11 dientes en el motor que se conecta a un engranaje de
4:36 61 dientes que se une directamente a un engranaje de 12 este se conecta a un engranaje de 48 dientes que se une directamente a un engranaje de 13 esto se conecta a un engranaje de 47 que se une a un engranaje de 13 y esto se conecta al engranaje final que tiene 42 dientes así que para este ejemplo usando Algunos números si la entrada es de 259 revoluciones por minuto con un newon metro de torque entonces la salida será de una Revolución por minuto pero 259 nm de torque por lo tanto hemos convertido un torque bajo de alta velocidad en un torque alto de baja velocidad existen pérdidas que he ignorado a propósito para este
5:22 ejemplo en nuestro anterior vídeo sobre los trenes de engranajes ya explicamos Cómo calcularlo el motor dcd está conectado a una pequeña placa de circuitos dentro de la unidad esta controla la rotación del motor así como el sentido de giro también está conectado a la placa de circuito un potenciómetro este se conecta al engranaje de salida del servo esto es solo una resistencia variable cuando el engranaje final gira gira el potenciómetro que cambia la resistencia y la placa de circuito Lee esto para saber la posición de salida vamos a ver cómo funciona esto pero antes dónde has visto utilizar estos motores o para qué los utilizarías tú házmelo saber abajo en los
6:10 comentarios un controlador Envía una señal al servomotor que determina la posición a la que debe girar el controlador puede ser algo como un arduino o incluso un simple probador de servos esta es una señal de modulación de ancho de pulso lo que significa que envía pulsos de voltaje por el el ancho del pulso puede ser variado es similar a si pulsamos un interruptor para encender y apagar una luz Cuanto más tiempo pulsemos el interruptor más largo será el pulso de Electricidad estos pulsos se envían cada 20 milisegundos por lo que tenemos unos 50 pulsos por segundo es decir 50 hz podemos utilizar un osciloscopio para ver estos pulsos por ejemplo Esta es la señal enviada por un
6:57 arduino Y esta es la señal del probador de servos el ancho del pulso determina la posición del servo si enviamos un pulso ancho el cero se mueve hacia la izquierda si enviamos un pulso pequeño Gira a la derecha podemos movernos a cualquier posición entre estos dos puntos simplemente cambiando el ancho del pulso mientras el pulso sea el mismo el motor mantendrá su posición en cuanto hay un cambio el servomotor se mueve podemos ver aquí que cuando giro el selector del probador de servos está cambiando el ancho del pulso y la posición de los servomotores cambia para alinearse con la
7:43 señal cuando aumento el voltaje de la Fuente de alimentación la altura del pulso también cambia pero la posición del motor sigue siendo la misma si utilizamos una placa arduino podemos ejecutar un programa para controlar la posición o incluso podemos utilizar un potenciómetro para controlar la posición aprenderemos a construir esto más adelante en el vídeo la señal entra en la placa de los servos y se convierte en un voltaje pasa a través de un comparador y luego a un controlador de motor el controlador del motor controla la rotación del motor de CD utiliza un circuito interno de Puente H para controlar la dirección de rotación ya sea en el sentido de las manecillas del reloj o en sentido contrario para llegar
8:29 a la posición requerida esta rotación hace que los engranajes giren lo que hace que el engranaje final y el brazo del servo también giren el potenciómetro está conectado al engranaje final es posible que reconozcas que un potenciómetro se parece más a esto esencialmente funcionan igual la resistencia aumenta y disminuye entre un valor mínimo y Máximo a medida que el brazo gira puedes ver aquí que el multímetro está midiendo la resistencia y cuando giro el eje la resistencia cambia esto actúa como un divisor de voltaje si aplicamos un voltaje a través del potenciómetro por ejemplo 5 V podemos medir el cambio de voltaje debido a la variación de la
9:16 resistencia Este cambio es proporcional a su posición cuando se gira completamente hacia la izquierda el voltaje es de 5 V en el centro es de 2 y medio y cuando se gira completamente hacia la derecha es de cero el potenciómetro también está conectado al comparador de la placa de circuito interno y el voltaje se controla para proporcionar retroalimentación sabemos que la resistencia cambia entre un valor mínimo y Máximo a medida que se gira el selector del potenciómetro por lo que el comparador va a comparar el voltaje del potenciómetro con el voltaje de la señal del controlador hay una diferencia Entonces el motor girará hasta que la diferencia sea
10:02 cercana a cero Entonces el servo sabe que está en la posición correcta Así que espera allí hasta que haya otro cambio Vamos a aprender a programar un arduino para controlar un servo utilizando un potenciómetro para ello necesitarás un arduino un protoboard un servomotor un potenciómetro algunos cables y una fuente de alimentación primero conecta un cable desde el conector de 5 vol al positivo del protoboard a continuación conecta otro cable desde el conector de tierra hasta la lía de tierra ahora conecta desde la lía de 5 vol al lado izquierdo del potenciómetro luego conecta el lado
10:48 derecho a la lí de tierra luego la terminal central al punto aero a continuación conecta desde la línea de 5 vol al servomotor luego engancha el cable de tierra al servo y finalmente conecta el cable de señal Al Punto 9 del arduino el circuito debería quedar así por lo tanto ahora tenemos que conectar el arduino al PC y escribir el código puedes Descargar Mi código de arduino de forma gratuita los enlaces están abajo el código básico es muy fácil solo tenemos que escribir esto en la parte superior esto le indica al arduino que estamos utilizando los comandos de la biblioteca de servos predeterminada luego necesitamos crear
11:34 un objeto básicamente declaramos el nombre del cero para poder indicarle lo que debe hacer lo llamaré servo uno luego le indicamos al arduino Cuál de sus terminales está conectado al servomotor en nuestro caso tenemos la terminal nu9 Así que escribimos eso Ahora como estamos utilizando un potenciómetro externo como dispositivo de entrada para controlar el servomotor tenemos que declararlo también Así que escribimos esto que solo permite al arduino saber qué punto recibirá una señal a continuación escribimos esta línea de código esto Solo vincula el servo nombrado a la terminal que también declaramos a continuación escribimos este código esto quiere decir que tenemos que leer el valor de la entrada analógica
12:20 del potenciómetro que está conectado al punto a cero el arduino lee el voltaje a través de esta terminal pero no entiende de voltaje porque este es una entrada de señal analógica Así que generará un número entre 0 y 1023 dependiendo del voltaje cuando el potenciómetro está todo hacia la izquierda recibe todo el voltaje por lo que es 1023 cuando se gira todo hacia la derecha está a 0 vol por lo que leemos cer el valor cambia a medida que giramos el selector sin embargo el servo no entiende estos números quieres saber un grado de rotación entre 0 y 180 gr Así que se
13:05 crea un mapa o escala de conversión para decir que si la señal es 0o entonces la posición es 0 gr si la señal es 1023 entonces la posición debe ser 180 gr la línea final solo envía la información al servo le escribe para que sepa qué hacer entonces enviamos este código a la arduino y Poco después podremos controlar la posición del servo con el potenciómetro una vez que entiendas esto podrás hacer circuitos más complejos mira ahora uno de los vídeos en pantalla para seguir aprendiendo ingeniería y te espero en la próxima lección No olvides seguirnos en Facebook Twitter Instagram linkedin tiktok y en
13:50 engineering mindset.com
