Leçon 85 : Introduction aux servomoteurs | Cours Arduino Pas à Pas

Ce guide de projet vous initie au monde des servomoteurs à rotation continue, également appelés servos à 360 degrés. Contrairement aux servos standard qui se déplacent vers un angle spécifique (comme de 0 à 180 degrés), ces moteurs tournent en continu dans les deux directions. Cela les rend idéaux pour construire de petits robots, des chenilles de char, ou tout projet nécessitant des moteurs d'entraînement simples et abordables. Ce guide vous montrera comment en contrôler un à l'aide d'un Arduino et de quelques boutons-poussoirs, vous donnant un contrôle direct sur sa direction et sa vitesse.

Voici quelques applications pratiques pour un servo à 360 degrés :

• Construire une petite voiture robot à deux roues.
• Créer un support de caméra panoramique et inclinable qui tourne sans fin.
• Entraîner un petit tapis roulant ou un treuil.
• Fabriquer une plateforme de balayage simple pour radar ou capteur.

Matériel et Composants

Pour ce projet, vous aurez besoin des composants suivants :

• Carte Arduino (par exemple, Uno)
• Servomoteur à rotation continue (par exemple, FS90R ou similaire)
• Trois boutons-poussoirs
• Fils de connexion
• Plaque d'essai (optionnelle, pour un câblage plus facile)

Guide de Câblage

Le câblage pour ce projet est simple. Le servomoteur a trois fils : généralement marron (masse), rouge (alimentation), et orange ou jaune (signal). Les boutons-poussoirs sont câblés dans une configuration simple.

Voici une répartition des connexions :

• Servomoteur :
  • Le fil marron (Masse) se connecte à la broche GND de l'Arduino.
  • Le fil rouge (Alimentation) se connecte à la broche 5V de l'Arduino.
  • Le fil orange/jaune (Signal) se connecte à la broche 9 de l'Arduino.
• Boutons-poussoirs :
  • Un côté de chaque bouton est connecté à la broche GND de l'Arduino.
  • L'autre côté du bouton "Anti-horaire" se connecte à la broche 2.
  • L'autre côté du bouton "Stop" se connecte à la broche 3.
  • L'autre côté du bouton "Horaire" se connecte à la broche 4.

Dans la vidéo, le créateur souligne que le fil de signal du servo doit être connecté à une broche compatible PWM sur l'Arduino, souvent marquée d'un tilde (~). La broche 9 est l'une de ces broches. Les boutons-poussoirs utilisent les résistances de tirage internes de l'Arduino, ce qui simplifie le câblage en éliminant le besoin de résistances externes (dans la vidéo à 07:02).

Explication du Code

Le code est conçu pour lire l'état de trois boutons-poussoirs et envoyer la commande correspondante au servomoteur. Décomposons les parties configurables par l'utilisateur.

Configuration des Broches et des Commandes

En haut du code, vous trouverez les définitions des broches et des valeurs de contrôle du servo. C'est ici que vous pouvez personnaliser le comportement de votre projet.

const int servoPin = 9;    // Broche PWM pour le signal du servo
const int stopPin = 3;     // Broche pour le bouton stop
const int cwPin = 4;       // Broche pour le bouton horaire
const int ccwPin = 2;      // Broche pour le bouton anti-horaire

Ces constantes définissent quelles broches Arduino sont connectées aux boutons et au servo. Si vous utilisez des broches différentes pour vos boutons, vous changerez les numéros ici. Le servoPin doit être une broche compatible PWM.

const int csServoCommand[3] = {106, 52, 0};  // {Anti-horaire, STOP, Horaire}
const String csServoCommandText[3] = {"Anti-horaire", "Arrêté", "Horaire"};

C'est la partie la plus importante à comprendre et à régler. Le tableau csServoCommand contient les valeurs envoyées au servo. Pour un servo continu, ces valeurs ne représentent pas un angle mais une vitesse et une direction.

• 106 est la valeur pour une rotation Anti-horaire à pleine vitesse.
• 52 est la valeur pour un arrêt complet.
• 0 est la valeur pour une rotation Horaire à pleine vitesse.

Ces valeurs ne sont pas universelles. En raison des différences de fabrication, la valeur "stop" (52) peut nécessiter un ajustement. Si votre servo dérive lentement lorsque vous appuyez sur le bouton stop, vous devrez affiner cette valeur. La vidéo démontre ce processus, montrant comment changer la valeur à 54 ou 51 peut affecter le comportement du moteur (dans la vidéo à 13:45).

Vous pouvez également ajuster les valeurs de rotation pour changer la vitesse du moteur. Par exemple, définir la valeur anti-horaire à 70 la fera tourner plus lentement qu'à 106 (dans la vidéo à 12:23).

Le tableau csServoCommandText contient les chaînes de texte imprimées sur le moniteur série pour afficher l'état actuel de la commande.

Fonction Personnalisée : servoCommand()

Le code utilise une fonction personnalisée pour gérer la logique de commande. Cette fonction prend un nombre (0, 1 ou 2) comme argument, met à jour le texte de statut et envoie la commande correspondante au servo.

void servoCommand(int n) {
  statusText = csServoCommandText[n];
  myservo.write(csServoCommand[n]);
  Serial.println(csServoCommandText[n]);
  Serial.println(csServoCommand[n]);
}

Cette fonction est appelée depuis la boucle principale lorsqu'un bouton est pressé. Elle centralise la logique de mise à jour de l'affichage et de contrôle du servo, rendant le code plus propre et plus facile à modifier.

Projet en Direct et Démonstration

Dans la vidéo, le créateur démontre le projet en action. Appuyer sur le bouton "Horaire" envoie la valeur 0 au servo, le faisant tourner dans une direction. Appuyer sur le bouton "Anti-horaire" envoie la valeur 106, le faisant tourner dans l'autre sens. Le bouton "Stop" envoie 52, ce qui devrait arrêter le moteur.

Le moniteur série est utilisé pour afficher l'état actuel et la valeur exacte envoyée au servomoteur. Cela est inestimable pour le débogage et pour trouver la valeur d'« arrêt » parfaite pour votre moteur spécifique. Comme indiqué dans la vidéo, la commande d'arrêt peut ne pas être parfaite en raison du circuit interne du servomoteur, et vous pourriez observer une dérive lente ou des vibrations. C'est une caractéristique courante des servomoteurs continus bon marché, qui peut être minimisée en ajustant la valeur d'arrêt dans le code (dans la vidéo à 01:15).

Chapitres

• [00:05] Introduction au servomoteur à rotation de 360 degrés
• [02:02] Composants et aperçu du matériel
• [02:40] Schéma de câblage détaillé et connexions
• [05:07] Explication du code : constantes, tableaux et configuration
• [09:56] Explication du code : la fonction servoCommand
• [10:54] Démonstration en direct et sortie du moniteur série
• [12:23] Réglage de la vitesse du servomoteur et des valeurs d'arrêt