Che cosa sono e come funzionano i servomotori? Come mai sono così famosi? Non c'è nessun segreto, solo tanta genialità di cui ho il piacere di parlarti in questo articolo!
Servomotori: ti stai chiedendo cosa sono quei piccoli involucri di plastica con sopra una sottospecie di elica? Stai cercando di capire per quale motivo sono così famosi? Oppure sai già tutto e ti stai chiedendo come funzionano per dare vita al tuo robot?
Andiamo con ordine assieme in questo articolo dove ti risponderò a tutto questo.
Ma prima di cominciare, permettimi di presentarmi: sono Lorenzo Neri: chief education officer di Elettronica Open Source, mi occupo di realizzare contenuti educativi per aiutare persone come te a comprendere meglio questo mondo!
Che cos'è un servomotore?
Un servomotore è uno strumento. Uno strumento composto da un motore, un albero, degli ingranaggi e un encoder racchiusi in un involucro. Per intenderci, ha più o meno questo aspetto:
Un servomotore nella sua piccolezza
Ovviamente, ti starai chiedendo: a che cosa serve tutto questo? Perché questi elementi messi assieme? Permettimi di spiegarti a che cosa servono i servomotori e come funzionano.
Come funzionano ed a cosa servono i servomotori?
Andiamo controcorrente: partiamo dal loro utilizzo.
I servomotori servono per effettuare rotazioni ben precise di oggetti o di elementi.
Per intenderci, senza servomotori le macchine radiocomandate non avrebbero uno sterzo. Sì, se ti sei sempre chiesto come possono le macchine radiocomandate offrire uno sterzo è grazie ad un servomotore.
Stando sul più "recente e fresco", i servomotori permettono di dare vita alle braccia robotiche: si usa un servomotore per ogni punto dell'articolazione del braccio stesso:
Una volta capito il loro utilizzo, quindi a che cosa servono, cerchiamo di capire come funzionano.
Da un punto di vista elettrico i servomotori hanno al loro interno un motore DC a cui viene collegato un albero per trasmettere la sua rotazione all'esterno:
Un servomotore messo a nudo, da Wikimedia Commons
L'encoder che c'è al suo interno, serve a stabilire il numero preciso di gradi a cui far ruotare il servomotore e mantenere tale rotazione. Quindi l'obiettivo di un servomotore, giusto per ribadire il suo scopo, è quello di imprimere una rotazione con un numero di gradi ben specifico. Per farlo quindi, c'è bisogno di un encoder che "dica" al motore di quanto ruotare.
Da un punto di vista di segnali e funzionamento elettronico, il servo può ruotare di 180° in senso orario e antiorario:
Ho parlato di segnale non per caso, ma perché il servomotore ha bisogno di sapere certamente di quanti gradi ruotare...
... Ma in quanto tempo?
Di norma si utilizzano gli RPM come unità di misura: è il numero usato dal produttore del servomotore stesso per farti capire quanti giri al minuto il servomotore stesso può sostenere.
Tuttavia, a noi serve un segnale: un PWM va più che bene:
Un esempio di segnale PWM, da Wikimedia Commons
In base al duty cycle, il servomotore gira di più o meno gradi e in un senso o nell'altro con la velocità imposta dalla frequenza del segnale PWM stesso.
Quindi, abbiamo capito come funzionano da tutti i punti di vista i servomotori, ma ovviamente prima di salutarci ti voglio lasciare un approfondimento.
Se desideri saperne di più sui servomotori, ho realizzato un video a proposito, di cui ti lascio il link qui.
