El control de servo es un método para controlar muchos tipos de servos RC/para aficionados mediante el envío al servo de una señal PWM ( modulación por ancho de pulso ), una serie de pulsos repetitivos de ancho variable donde el ancho del pulso (servos para aficionados modernos más comunes) o el ciclo de trabajo de un tren de pulsos (menos común hoy en día) determina la posición que debe alcanzar el servo. La señal PWM puede provenir de un receptor de control por radio al servo o de microcontroladores comunes como Arduino .
Los pequeños servos de aficionado (a menudo llamados servos de radiocontrol o RC) se conectan a través de una conexión estándar de tres cables: dos cables para una fuente de alimentación de CC y uno para el control, que transporta los pulsos de control.
Los parámetros de los pulsos son el ancho de pulso mínimo, el ancho de pulso máximo y la frecuencia de repetición. Dadas las restricciones de rotación del servo, se define que el punto muerto es el centro de rotación. Los distintos servos tendrán diferentes restricciones en su rotación, pero la posición neutra siempre ronda los 1,5 milisegundos (ms) de ancho de pulso.
En los servos RC modernos, el ángulo de rotación mecánica está determinado por el ancho de un pulso eléctrico que se aplica al cable de control. Esta es una forma de modulación por ancho de pulso . El servo RC típico espera ver un pulso cada 20 ms, sin embargo, esto puede variar dentro de un amplio rango que difiere de un servo a otro. El ancho del pulso determinará cuánto gira el motor. Por ejemplo, en muchos servos RC, un pulso de 1,5 ms hará que el motor gire a la posición de 90° (posición neutra). El tiempo bajo (y el período total) puede variar en un amplio rango y variar de un pulso al siguiente, sin ningún efecto en la posición del servomotor.
La posición de los servos RC modernos no está definida por el ciclo de trabajo PWM (es decir, tiempo de encendido vs. tiempo de apagado) sino solo por el ancho del pulso. (Esto es diferente del PWM utilizado, por ejemplo, en algunos controles de velocidad de motores de CC). La mayoría de los servos RC se mueven a la misma posición cuando reciben un pulso de 1,5 ms cada 6 ms (un ciclo de trabajo del 25%) que cuando reciben un pulso de 1,5 ms cada 25 ms (un ciclo de trabajo del 6%); en ambos casos, giran a la posición central (posición neutra). Con muchos servos RC, siempre que la frecuencia de actualización (cuántas veces por segundo se envía el pulso, también conocida como frecuencia de repetición del pulso) esté en un rango de 40 Hz a 200 Hz, el valor exacto de la frecuencia de actualización es irrelevante. [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]
El período de 20 ms (50 Hz) proviene de los días en que la señal se codificaba en formato PPM ( modulación de posición de pulso ) para enviarse por el aire. [10] El período PPM era de alrededor de 22,5 ms, y la conversión a PWM era trivial: el tiempo del estado alto de PWM era la posición temporal del pulso PPM para ese servo.
La mayoría de los receptores RC envían pulsos al servo RC a una frecuencia de cuadros constante, modificando únicamente el tiempo alto. Sin embargo, es posible ordenar a un servo RC que se mueva en todo su rango con un generador de funciones configurado a un ciclo de trabajo constante del 10 % modificando únicamente la frecuencia (frecuencia de cuadros). [11]
Cuando se ordena a estos servos que se muevan, se moverán a la posición y la mantendrán. Si una fuerza externa empuja contra el servo mientras este mantiene una posición, el servo se resistirá a moverse fuera de esa posición. La cantidad máxima de fuerza que el servo puede ejercer es el valor nominal de par del servo. Sin embargo, los servos solo mantendrán su posición durante el tiempo de espera; el pulso de posición debe repetirse, generalmente dentro de los 20 ms, para indicarle al servo que permanezca en la posición.
Cuando se envía un pulso a un servo con una duración inferior a 1,5 ms, el servo gira hasta una posición y mantiene su eje de salida a una cierta cantidad de grados en sentido antihorario desde el punto neutro. Cuando el pulso es más amplio que 1,5 ms, ocurre lo contrario. Los anchos mínimo y máximo del pulso que ordenarán al servo que gire hasta una posición válida son funciones de cada servo. Diferentes marcas, e incluso diferentes servos de la misma marca, tendrán diferentes máximos y mínimos. Generalmente, el pulso mínimo tendrá una duración de aproximadamente 1 ms y el pulso máximo tendrá una duración de 2 ms.