Principe de fonctionnement et de contrôle d'un servomoteur


Servomoteur chinois "9 grammes"




Un servomoteur de modélisme se présente sous la forme d'un petit rectangle avec deux languettes sur les côtés pour la fixation et un axe décentré avec un bras (interchangeable) pour la liaison mécanique. 

              

Servomoteur Futuba S3003        



 

                                                                                       Dynamixel Servomoteur Robotis : AX-12A


Il existe divers types de servomoteurs, de taille, poids et couple (force) différents. La photographie ci-dessus présente un servomoteur très classique en modélisme : le Futuba S3003. Un peu plus bas dans l'article, on utilisera un autre servomoteur, communément appelé "servomoteur 9 grammes", par souci de consommation électrique. 


Vue éclatée d'un servomoteur


Le fonctionnement interne d'un servomoteur est assez basique. 


Un petit circuit électronique permet de contrôler un moteur à courant continu en fonction de la position d'un potentiomètre intégré au servomoteur. 


La sortie du moteur à courant continu est reliée mécaniquement à une série d'engrenages qui augmente la force (le couple) du servomoteur en réduisant la vitesse de rotation de celui-ci. 

Quand le moteur tourne, les engrenages s'animent, le bras bouge et entraine avec lui le potentiomètre. Le circuit électronique ajuste continuellement la vitesse du moteur pour que le potentiomètre (et par extension le bras) reste toujours au même endroit. 


Il suffit de donner une consigne au servomoteur ("reste à 45°" par exemple) et le servomoteur fera son maximum pour rester au plus près de cette consigne. 


Illustration du signal de contrôle



Cette consigne est transmise au moyen d'un signal numérique, d'une impulsion pour être précis. 

Pour que le servomoteur reste à une position donnée, il faut transmettre toutes les 20 millisecondes (soit à une fréquence de 50Hz) une impulsion d'une longueur comprise entre 1 et 2 millisecondes. 

  • Une impulsion de 1 milliseconde correspond à un angle de 0°. 
  • Une impulsion de 2 millisecondes correspond à un angle de 180°. 
  • En envoyant une impulsion d'une longueur intermédiaire, on obtient des angles différents, 90° avec une impulsion de 1.5 milliseconde par exemple.


N.B. La plupart des servomoteurs fonctionnent en 5 volts, mais certains fonctionnent en 3.3 volts. Pensez à bien lire la documentation du servomoteur avant de l'utiliser.

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