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Servomotores são componentes simples que ajudam a adicionar precisão e automação em diversas aplicações, tanto na indústria quanto em ambientes amadores. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre servomotores e onde você pode obter seus próprios componentes de alta qualidade.
O que é um servo motor?
Um servomotor é um motor de alta precisão que utiliza um sistema de feedback e um controlador externo para proporcionar posicionamento rotacional e linear hiperpreciso. Ele combina um motor compatível com um controlador e sensores para criar um atuador preciso, perfeito para aplicações que exigem posicionamento perfeito e movimento suave.
Como funcionam os servo motores?
Servomotores usam eletricidade para criar movimento mecânico. Um servomotor é composto por alguns componentes individuais, incluindo um motor, um sensor e um controlador. Veja como um servomotor funciona.
Um controlador primeiro envia um sinal de modulação por largura de pulso para um sensor dentro do servomotor. Os controladores podem ser controlados manualmente por humanos ou digitalmente por computadores.
O sinal de modulação por largura de pulso é programado para comunicar a quantidade precisa de corrente elétrica necessária para mover o motor até a posição desejada. A largura do pulso determina a posição e a direção do motor.
Assim que o sensor recebe o sinal, ele envia uma corrente elétrica da fonte de energia para o motor. O motor então gira para a posição precisa determinada pela quantidade de corrente recebida, o que move as engrenagens conectadas ao eixo de saída. Isso move qualquer mecanismo, geralmente um braço, para a posição exata necessária para concluir a tarefa.
A engrenagem final que controla o mecanismo geralmente é conectada a um potenciômetro que reconhece quando o mecanismo atingiu a posição desejada e desliga o motor, mantendo o mecanismo precisamente no local desejado.
Servomotores podem servir a propósitos simples, como mover o braço de um pequeno robô para frente e para trás. Eles também podem servir a propósitos extremamente precisos e complexos, como mover o dispositivo de corte em uma máquina CNC, automatizar embalagens e até mesmo controlar componentes no espaço sideral.
Quais são os tipos de servo motores?
Existem cinco tipos de servomotores, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens. O tipo de servomotor necessário depende muito da aplicação do mecanismo, do ambiente em que ele operará e do seu orçamento.
Servomotor CC
Servomotores CC são servomotores controlados pela frequência da corrente elétrica fornecida pelo controlador. São o tipo mais antigo de servomotores CC e podem ser encontrados em uma variedade de hardware que requer movimento linear e rotacional. Os servomotores CC são rápidos e precisos, além de responderem especialmente bem aos comandos de partida e parada. Os servomotores CC são mais frequentemente usados em dispositivos pequenos e geralmente são mais acessíveis do que outros servomotores.
Servomotor CA
Servomotores CA são um tipo mais dinâmico de servomotor, podendo ser controlados tanto por frequência quanto por tensão. Essa variabilidade permite que os servomotores CA sejam usados com múltiplas vias de controle. Servomotores CA são vantajosos porque permitem maior variabilidade em suas aplicações. Servomotores CA são um pouco mais caros e mais frequentemente utilizados em aplicações industriais.
Servomotor de rotação posicional
Um servomotor de rotação posicional é um dos tipos mais comuns de servomotores utilizados na indústria. Trata-se de um sistema de malha fechada que permite que o eixo de transmissão do motor se mova com precisão de 180 graus. Esses servomotores giram o eixo para uma posição específica com base no sinal de largura de pulso fornecido. Servomotores de rotação posicional são frequentemente utilizados em brinquedos, veículos autônomos e aplicações aeroespaciais.
Servomotor de rotação contínua
Servomotores de rotação contínua permitem que o eixo se mova 360 graus em qualquer direção por períodos prolongados. Trata-se de um sistema de malha aberta em que a direção e a velocidade de rotação são controladas pelo sinal recebido do controlador. Esses mecanismos são muito menos precisos do que os sistemas de malha fechada, mas têm muitas aplicações no controle de rodas, correias transportadoras e qualquer outra tarefa que exija rotação contínua.
Servo Motor Linear
Mais usado em usinagem CNC, um servomotor linear contém engrenagens adicionais que permitem que o motor se mova para frente e para trás em uma superfície em vez de girar.
Aplicações de Servo Motores
Os servomotores têm uma variedade de aplicações, tanto no hobby quanto na indústria. Aqui estão algumas das tarefas para as quais os servomotores podem ser usados.
Aplicações de hobby
Pequenos servomotores são usados em hobbies que exigem movimentos precisos. Em aplicações amadoras, os servomotores são geralmente controlados manualmente por meio de um controlador sem fio. Aqui estão alguns exemplos de casos em que você pode encontrar servomotores em alguns hobbies populares.
Veículos de controle remoto
Servomotores são frequentemente usados em veículos de controle remoto. Um servomotor é conectado ao eixo dianteiro dos carros de controle remoto e é usado para controlar a direção do veículo. O controle remoto portátil é o controlador que indica ao servomotor em que direção girar. Girar o volante do controlador ou mover o joystick controla a frequência recebida pelo servomotor. Essa frequência então gira o eixo e as rodas para sua posição precisa.
Robótica
Servomotores são usados em robótica para controlar o movimento das articulações, bem como instrumentos de preensão, como mãos ou garras. Eles podem posicionar com precisão qualquer braço em movimento, definindo o ângulo das articulações com base no pulso do sinal de entrada.
Servomotores também podem ser usados para fechar mãos ou garras robóticas, alterando a rotação dos dedos de uma posição aberta para uma fechada. Essas aplicações são usadas tanto por amadores quanto pela indústria para controlar o movimento de muitos mecanismos robóticos.
Aplicações Industriais
Existem inúmeras aplicações industriais para servomotores, tanto grandes quanto pequenos. Seja para controlar o posicionamento preciso de mecanismos minúsculos ou para movimentar objetos pesados, esses componentes são amplamente utilizados na indústria.
Usinagem CNC
Servomotores são usados na usinagem CNC para mover o instrumento de corte com precisão sobre a superfície de corte. O servomotor em uma máquina CNC recebe um sinal de um computador que programa as posições e os movimentos do servomotor para criar cortes precisos no material usinado.
Carros Autônomos
Veículos autônomos e carros autônomos usam servomotores para dirigir. Assim como a aplicação menor de carros controlados remotamente, veículos autônomos usam servomotores para girar o eixo e realizar movimentos precisos na estrada.
Em vez de serem controlados por um dispositivo portátil, esses servomotores são controlados por um complexo conjunto de computadores e sensores. Esses sensores analisam a estrada e enviam sinais aos servomotores para realizar manobras seguras e precisas.
Máquinas de embalagem
Um dos usos mais populares de servomotores em fábricas é em máquinas de embalagem. Máquinas de embalagem, como o nome sugere, são usadas para embalar com segurança e eficiência mercadorias a serem enviadas aos clientes.
Máquinas de embalagem usam servomotores maiores para controlar o movimento de correias transportadoras, bem como componentes que movem e dobram materiais de embalagem.
Engenharia Aeroespacial
Servomotores são usados em uma variedade de aplicações aeroespaciais que exigem movimentos incrivelmente precisos e suaves. Eles são usados para abrir e fechar flaps e aberturas de ventilação, vitais para uma navegação espacial precisa.
Como controlar um servo motor?
Os servomotores são controlados por sinais de modulação por largura de pulso enviados por um controlador. A largura do pulso elétrico determina a posição final do eixo, que posiciona o mecanismo na posição desejada.
Você pode controlar servomotores por meio de dispositivos de entrada controlados manualmente, como controles remotos, joysticks ou servoswitches. Esses dispositivos de entrada permitem que o usuário controle manualmente a posição do eixo, controlando a largura do sinal de pulso manualmente. Esse tipo de controlador é mais frequentemente utilizado em aplicações que não exigem uma sucessão rápida de movimentos do mecanismo.
Servomotores também podem ser controlados por microcontroladores, como placas Arduino ou Raspberry Pi. Esses microcontroladores podem ser programados para enviar os sinais PWM necessários para posicionar o eixo onde desejado. Os microcontroladores podem ser configurados para controlar múltiplos movimentos em sucessão, variando a largura do pulso elétrico fornecido pelo driver do motor.
A maioria das aplicações industriais e de manufatura utiliza um servocontrolador dedicado. Esses controladores são muito mais complexos e têm a capacidade de sincronizar vários servomotores para executar uma série de funções. Os servocontroladores são programados com milhares de sinais que movem um ou vários eixos de servomotores para as posições necessárias para concluir a tarefa desejada.
Como programar um servo motor?
Os servomotores podem ser programados de diversas maneiras, dependendo da complexidade da aplicação e do número de servomotores utilizados em um mecanismo. Aqui estão algumas maneiras de automatizar os movimentos de um servomotor.
Microcontroladores
Microcontroladores são pequenas placas programáveis que podem controlar de 1 a 48 servos, dependendo do tamanho da placa. Microcontroladores como a placa Arduino usam comandos predefinidos de sua biblioteca de servos para programar o movimento do eixo. Depois que o microcontrolador estiver conectado ao servomotor, você pode conectá-lo ao seu PC para inserir uma lista de comandos.
O microcontrolador processa esses comandos e envia os sinais necessários para mover os servos para as posições desejadas, quando necessário. Pode ser necessário ajustar os valores de entrada para tornar seus comandos compatíveis com o seu servomotor específico.
Controlador Lógico Programável e Servo Drives
Embora os microcontroladores sejam ótimos para pequenas aplicações, as aplicações industriais exigem um conjunto muito mais complexo de comandos para executar um grande volume de servomotores com eficiência.
Muitas aplicações industriais de servomotores utilizam um controlador lógico programável e um servoacionamento para inserir comandos complexos. Comece conectando seu CLP ao seu servoacionamento e configure-o para o CLP. Os servoacionamentos Simtach são amplamente compatíveis, facilitando o início. Depois que o acionamento e o local estiverem configurados, você pode começar a programar seus servomotores através do CLP.
O CLP pode ser programado com uma interface gráfica para definir o posicionamento, a velocidade e o torque específicos necessários para a aplicação. Isso pode ser programado no servoconversor, que executará os comandos de forma autônoma.
Muitas configurações industriais complexas utilizam software especializado em controle de movimento que permite máxima eficiência em recursos avançados, como a sincronização de diversos servomotores, bem como ajustes em tempo real. Esse software geralmente é pré-programado e aplicado no CLP.
Um servo motor precisa de um driver de motor?
Não, servomotores não requerem um driver de motor para funcionar. No entanto, um driver de motor torna os servomotores automatizados, o que permite um uso mais eficiente de múltiplos servomotores. Se você deseja automatizar seus servomotores para executar uma tarefa ou se seus servomotores são usados como parte de um componente de fabricação automatizado, você precisará de um driver de motor.
Os drivers de motor atuam como o cérebro dos seus servomotores. O driver de motor fornece energia ao servomotor e controla a direção de rotação e a posição do servomotor, traduzindo os comandos de entrada nos sinais PWM necessários.
Os drivers de motor controlam a velocidade, a rotação e o torque dos servomotores e são um componente essencial para a segurança e a funcionalidade dos servomotores. Sem um driver de motor compatível, é impossível automatizar seus servomotores. Um driver de motor facilmente configurável pode melhorar significativamente a eficiência e as potenciais aplicações dos seus servomotores.
Como programar um servo motor?
Os servomotores podem ser programados de diversas maneiras, dependendo da complexidade da aplicação e do número de servomotores utilizados em um mecanismo. Aqui estão algumas maneiras de automatizar os movimentos de um servomotor.
Microcontroladores
Microcontroladores são pequenas placas programáveis que podem controlar de 1 a 48 servos, dependendo do tamanho da placa. Microcontroladores como a placa Arduino usam comandos predefinidos de sua biblioteca de servos para programar o movimento do eixo. Depois que o microcontrolador estiver conectado ao servomotor, você pode conectá-lo ao seu PC para inserir uma lista de comandos.
O microcontrolador processa esses comandos e envia os sinais necessários para mover os servos para as posições desejadas, quando necessário. Pode ser necessário ajustar os valores de entrada para tornar seus comandos compatíveis com o seu servomotor específico.
Controlador Lógico Programável e Servo Drives
Embora os microcontroladores sejam ótimos para pequenas aplicações, as aplicações industriais exigem um conjunto muito mais complexo de comandos para executar um grande volume de servomotores com eficiência.
Muitas aplicações industriais de servomotores utilizam um controlador lógico programável e um servoacionamento para inserir comandos complexos. Comece conectando seu CLP ao seu servoacionamento e configure-o para o CLP. Os servoacionamentos Simtach são amplamente compatíveis, facilitando o início. Depois que o acionamento e o local estiverem configurados, você pode começar a programar seus servomotores através do CLP.
O CLP pode ser programado com uma interface gráfica para definir o posicionamento, a velocidade e o torque específicos necessários para a aplicação. Isso pode ser programado no servoconversor, que executará os comandos de forma autônoma.
Muitas configurações industriais complexas utilizam software especializado em controle de movimento que permite máxima eficiência em recursos avançados, como a sincronização de diversos servomotores, bem como ajustes em tempo real. Esse software geralmente é pré-programado e aplicado no CLP.
Um servo motor precisa de um driver de motor?
Não, servomotores não requerem um driver de motor para funcionar. No entanto, um driver de motor torna os servomotores automatizados, o que permite um uso mais eficiente de múltiplos servomotores. Se você deseja automatizar seus servomotores para executar uma tarefa ou se seus servomotores são usados como parte de um componente de fabricação automatizado, você precisará de um driver de motor.
Os drivers de motor atuam como o cérebro dos seus servomotores. O driver de motor fornece energia ao servomotor e controla a direção de rotação e a posição do servomotor, traduzindo os comandos de entrada nos sinais PWM necessários.
Os drivers de motor controlam a velocidade, a rotação e o torque dos servomotores e são um componente essencial para a segurança e a funcionalidade dos servomotores. Sem um driver de motor compatível, é impossível automatizar seus servomotores. Um driver de motor facilmente configurável pode melhorar significativamente a eficiência e as potenciais aplicações dos seus servomotores.
Onde comprar servo motores?
Embora existam muitos fabricantes de servo motores, Motores Simtach A Simtach é líder do setor em servomotores confiáveis, perfeitos para qualquer aplicação. Oferecendo opções CA e CC, a Simtach tem o servomotor ideal para você.
O Simtach também possui acionamentos de motores CA e CC para ajudar a automatizar suas aplicações de servomotor e melhorar a precisão do seu servomotor.
Melhore a eficiência e a confiabilidade da sua automação com soluções acessíveis e de alta qualidade da Simtach.
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