El uso de un servo motor

Última actualización: 05.12.22

 

El servomotor se ha convertido en el elemento básico cuando se trata de montar cualquier circuito electrónico en el que se requiere de un motor eléctrico. El motor servo combina una parte mecánica con una digital. Esta última es capaz de procesar mejor la señal y ofrecer mejores resultados en cualquier aplicación del servo.

 

Cuando se inventaron las primeras máquinas, basadas en la tecnología de vapor desarrollada por James Watt, estas ofrecían una sencillez considerable. Sin embargo, a día de hoy, el desplazamiento de motores, ejes y demás piezas de los motores requiere de un control considerable. Algo imprescindible, puesto que en muchas de sus aplicaciones no solo importa el giro de los ejes, sino su ritmo y la forma en que dicho desplazamiento se realiza.

Por eso, es habitual que hoy día encontremos todo tipo de servomotores en nuestro entorno. A diferencia de los motores gestionados mediante convertidores digitales, los servos cuentan con una mayor capacidad de control, gestionan mejor la velocidad de giro y permiten controlar la posición en la que el eje gira en cada momento. Algo fundamental para aquellas máquinas en las que el giro y la posición de dicho eje cambia lo que la máquina está haciendo, como puede pasar en una cortadora o en un robot.

Aunque los servomotores normalmente se usan en aplicaciones industriales, también es posible emplearlos en pequeñas tareas de bricolaje y otros montajes sencillos, como los que se pueden ejecutar con un servo motor Arduino. Algo que demuestra que estos servomotores son igual de escalables que los motores convencionales. Por eso, vamos a analizar en qué consiste este dispositivo, para darte toda la información que necesitas para manejarlo.

 

Qué es un servomotor

Un servomotor, también llamado servo o motor servo, es un dispositivo de accionamiento que se encarga de poner en marcha, detener y regular el movimiento en todo tipo de proyectos electromecánicos. En su interior se encuentra un codificador, que es la clave de su éxito. Este elemento tiene la capacidad de convertir el movimiento mecánico del motor y los giros que este realiza en unos pulsos digitales. Dichos pulsos se interpretan por un controlador de movimiento, lo que genera una señal más clara y un mejor conocimiento de lo que está pasando en cada momento.

Por otra parte, el servomotor incorpora un driver o rueda, con el que es posible controlar tanto la posición como el torque del motor y la velocidad a la que el eje del motor gira. Un planteamiento completo y que ofrece una mayor eficiencia que otros elementos similares, tales como los convertidores de frecuencia. Además, los servomotores funcionan en todo tipo de dispositivos y de velocidades, mientras que los convertidores no siempre resultan adecuados en circuitos con una baja velocidad de movimiento o desplazamiento.

Cómo funciona un servomotor

Una vez que tenemos la estructura y los elementos que forman parte del servomotor, es el momento de conocer cómo funciona. Lo primero que encontramos en el planteamiento del servo motor es un convertidor de ancho de pulso a voltaje. Este se encarga de recibir la energía y convertir la misma de pulsos a voltios, mejorando así el control.

Por otra parte, también encontramos un acoplamiento mecánico y un sistema de motor, con el que se va a generar el movimiento. Este elemento se acompaña de un potenciómetro, conectado al eje central del motor y que permite conocer cuál es el ángulo en el que se encuentra el eje del mismo. Algo fundamental en aplicaciones en las que la posición importa, como pasa en ciertas máquinas complejas. De hecho, el servomotor industrial es una gran solución para ganar en control y precisión.

Tanto el potenciómetro como el convertidor generan una señal que va al comparador. En este elemento se controla todo el funcionamiento del dispositivo y se verifica que este rinda como debe, teniendo en cuenta aspectos como el ángulo del eje, la velocidad de rotación o la potencia establecida por el operador. Estos elementos se conectan al panel de control del servomotor, que es donde controlaremos la velocidad de funcionamiento del dispositivo.

Esta señal se desplaza al motor y reinicia el proceso de nuevo, en caso de haber variación, o mantiene la monitorización del sistema, si no ha habido cambios. Esta es la clave del servomotor y su funcionamiento: mantener siempre controlado y en consonancia el movimiento y el voltaje de entrada mediante un sistema digital de alta eficiencia.

Para el control del servo motor, se utilizan los llamados pulsos. A cada pulso que se produzca, el eje del motor reproduce un movimiento concreto y cambia de posición, conforme a la configuración que hayamos establecido. Estos pulsos también son regulables, para que el motor tenga una mayor o menor velocidad. Todo este proceso se realiza mediante una placa electrónica, que facilita al operador establecer los pulsos y ritmos de trabajo que pueda necesitar.

Tipos de servomotores

Para cerrar nuestro artículo, vamos a conocer algunos de los servomotores más habituales en el mercado. Todos ellos se presentan en diferentes tamaños, potencias y capacidades, así que, tanto si buscas pequeños servomotores Arduino como si necesitas modelos de gran tamaño y potencia, podrás encontrarlos en los tipos que comentamos a continuación.

Servomotor de corriente continua: Estos servomotores son los más habituales. Funcionan con corriente continua y se gestionan mediante un sistema de modulación por un ancho de pulso, que sigue el patrón de pasos que hemos comentando anteriormente.

Servomotor de corriente alterna: Su planteamiento es similar a los de corriente continua, aunque en este caso cambia la fuente de alimentación. Dado que la corriente alterna puede ser más potente que la continua, estos modelos se utilizan para mover cargas de mayor peso o para tareas que requieran de más fuerza motriz.

Servomotor de imanes permanentes: Estos servos cambian su funcionamiento básico, eliminando las escobillas habituales en los motores de corriente alterna. Por eso se denominan brushless. Su planteamiento se basa en motores síncronos y son capaces de soportar altas potencias y velocidades. Por eso, son los más habituales en aplicaciones industriales.

Servomotor paso a paso: Este dispositivo no sigue el planteamiento de giro completo de un motor convencional, sino que cada pulso genera un paso, un cierto ángulo de giro variable conforme a la configuración establecida por el operador. Son los más interesantes para tareas que requieran de alta precisión y un control exacto del movimiento.

 

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