Les servomoteurs

Lorsque vous créez un projet qui intègre des éléments robotique vous arrivez forcément à devoir faire un choix de moteur pour automatiser votre création. Plusieurs solutions existent, comme par exemple des moteurs à courant continu:

Ceux ci on t l'avantage d'être très simple d'utilisation. Il suffit de connecter leurs deux fil d'alimentation à une batterie et ils se mettent à tourner.

Une autre solution serait d'utiliser des moteurs pas à pas:

Ces moteurs sont très pratique du fait que vous pouvez précisément controler leur vitesse de rotation. Par contre leur utilisation n'est pas aussi triviale que pour un moteur à courant continu.

Ce que je vous propose dans ce tutoriel c'est de découvrir les Servomoteurs. il en existe deux type: -A contrôle d'angle -A contrôle de vitesse de rotation

Les premiers ne tournent pas en continu et vous pouvez contrôler leur angle d'inclinaison. très pratique quand vous voulez faire un bras robotisé ou bien contrôler un petit mécanisme. Les suivant sont très pratique lorsque vous souhaitez faire tourner un objet en controllant sa vitesse (par exemple des roues!)

Voila le type de servomoteurs que nous mettons à disposition au PMClab:

Ce sont des servomoteurs à contrôle d'angle et le tutoriel va donc porter sur ce type de moteur.

Les Servomoteurs intègrent au sein d'un même boitier un moteur DC, un potentiomètre, un réducteur et un circuit de contrôle. L'idée est que la valeur d'angle est mesuré grace au potentiomètre et le circuit de contrôle fait tourner le moteur et corrige l'orientation. Voila une image qui donne une idée du fonctionnement interne:

Vous l'avez surement remarqué, le Servomoteur à trois fil. Le fil marron correspond à la masse, le fil rouge au 5 volt et le fil orange à l'envoi de données. C'est par ce dernier fil que nous allons envoyer les instruction d'angle pour le Servo.

L'instuction par le fil orange s'envoie sous la forme d'un signal PWM (Pulse Width modulation=Modulation en largeur d'impulsion) le principe est que l'envoi d'instruction se fait par un signal qui passe de facon régulière et rapide (30-50Hz ou 300Hz) du 0 au 5 volt. La valeur d'angle est dans le rapport entre le temps que le signal est à 5 volt et le temps que celui ci est à 0 Volt. Une image vous donnera une meilleure idée:

On voit que sur le premier graphique le signal est 25% du temps à 5 Volt. en conséquence le servomoteur comprendra qu'il doit mettre son angle à 25% du maximum. Même chose pour les deux autre signaux, dans le deuxième le servo sera à 50% et pour le troisième à 75%.

Pour consolider votre compréhension nous allons mettre en pratique avec un Arduino. L'Arduino permet de générer des PWM avec la fonction AnalogWrite() mais nous ne pouvont pas l'utiliser avec les Servo car sa fréquence est trop élevé (environ 500Hz). Pour ce faire nous allons plutôt utiliser la librairie servo.h qui est disponible de base avec le programme Arduino.

Connectez donc un servomoteur à l'Arduino comme sur l'image:

et on utilisera pour l'exemple le code suivant

#include <Servo.h>

Servo myservo;  // On créer un objet MyServo par lequel on envois les instruction au servo

void setup()
{
  pinMode(6,OUTPUT);
  myservo.attach(6);  // On associe notre objet à la Pin connecté au fil de données du servo
}

void loop() 
{  
  myservo.write(0);     //donne l'ordre de mettre le Servo à sont angle minimum        
  delay(1000);  
  myservo.write(255);    //donne l'ordre de mettre le Servo à sont angle maximum !        
  delay(1000);   
} 

Si tout se passe bien vous devriez voir le servomoteur tourner de 180° toutes les secondes. Après ça je vous conseil de vous amuser en modifiant les valeurs et/ou le code afin de vous familiariser avec son utilisation.

Vous savez maintenant le minimum nécessaire pour correctement utiliser un Servo. si vous avez des remarques ou sugestions sur ce tutoriel venez m'en faire part sur le Forum