Lição 85: Introdução aos Servomotores | Curso Passo a Passo de Arduino

Este guia de projeto apresenta o mundo dos servomotores de rotação contínua, também conhecidos como servos de 360 graus. Ao contrário dos servos padrão que se movem para um ângulo específico (como 0 a 180 graus), esses motores giram continuamente em qualquer direção. Isso os torna ideais para construir pequenos robôs, esteiras de tanque ou qualquer projeto que exija motores de acionamento simples e acessíveis. Este guia mostrará como controlar um usando um Arduino e alguns botões de pressão, dando a você controle prático sobre sua direção e velocidade.

Aqui estão algumas aplicações práticas para um servo de 360 graus:

• Construir um pequeno carro robô de duas rodas.
• Criar um suporte de câmera pan-tilt que gira infinitamente.
• Acionar uma pequena esteira transportadora ou guincho.
• Fazer uma plataforma simples de varredura de radar ou sensor.

Hardware e Componentes

Para este projeto, você precisará dos seguintes componentes:

• Placa Arduino (ex.: Uno)
• Servomotor de rotação contínua (ex.: FS90R ou similar)
• Três botões de pressão
• Fios jumper
• Protoboard (opcional, para facilitar a fiação)

Guia de Fiação

A fiação para este projeto é simples. O servomotor tem três fios: tipicamente marrom (terra), vermelho (alimentação) e laranja ou amarelo (sinal). Os botões de pressão são conectados em uma configuração simples.

Aqui está um detalhamento das conexões:

• Servomotor:
  • O fio marrom (Terra) conecta-se ao pino GND do Arduino.
  • O fio vermelho (Alimentação) conecta-se ao pino 5V do Arduino.
  • O fio laranja/amarelo (Sinal) conecta-se ao pino 9 do Arduino.
• Botões de Pressão:
  • Um lado de cada botão é conectado ao pino GND do Arduino.
  • O outro lado do botão "Anti-horário" conecta-se ao pino 2.
  • O outro lado do botão "Parar" conecta-se ao pino 3.
  • O outro lado do botão "Horário" conecta-se ao pino 4.

No vídeo, o criador enfatiza que o fio de sinal do servo deve ser conectado a um pino com capacidade PWM no Arduino, que geralmente é marcado com um símbolo de til (~). O pino 9 é um desses pinos. Os botões de pressão usam os resistores de pull-up internos do Arduino, o que simplifica a fiação ao eliminar a necessidade de resistores externos (no vídeo em 07:02).

Explicação do Código

O código é projetado para ler o estado de três botões de pressão e enviar o comando correspondente ao servomotor. Vamos detalhar as partes configuráveis pelo usuário.

Configurando Pinos e Comandos

No topo do código, você encontrará as definições para os pinos e os valores de controle do servo. É aqui que você pode personalizar o comportamento do seu projeto.

const int servoPin = 9;    // Pino PWM para o sinal do servo
const int stopPin = 3;     // Pino para o botão de parar
const int cwPin = 4;       // Pino para o botão horário
const int ccwPin = 2;      // Pino para o botão anti-horário

Essas constantes definem quais pinos do Arduino estão conectados aos botões e ao servo. Se você usar pinos diferentes para seus botões, alteraria os números aqui. O servoPin deve ser um pino com capacidade PWM.

const int csServoCommand[3] = {106, 52, 0};  // {Anti-horário, PARAR, Horário}
const String csServoCommandText[3] = {"Anti-horário", "Parado", "Horário"};

Esta é a parte mais importante para entender e ajustar. O array csServoCommand contém os valores enviados ao servo. Para um servo contínuo, esses valores não representam um ângulo, mas uma velocidade e direção.

• 106 é o valor para rotação Anti-horária em velocidade máxima.
• 52 é o valor para uma parada total.
• 0 é o valor para rotação Horária em velocidade máxima.

Esses valores não são universais. Devido a diferenças de fabricação, o valor de "parada" (52) pode precisar de ajuste. Se o seu servo derivar lentamente quando você pressionar o botão de parar, você precisará ajustar esse valor. O vídeo demonstra esse processo, mostrando como alterar o valor para 54 ou 51 pode afetar o comportamento do motor (no vídeo em 13:45).

Você também pode ajustar os valores para rotação para mudar a velocidade do motor. Por exemplo, definir o valor anti-horário para 70 fará com que ele gire mais devagar do que em 106 (no vídeo em 12:23).

O array csServoCommandText contém as strings de texto que são impressas no Monitor Serial para mostrar o estado atual do comando.

Função Personalizada: servoCommand()

O código usa uma função personalizada para lidar com a lógica do comando. Esta função recebe um número (0, 1 ou 2) como argumento, atualiza o texto de status e envia o comando correspondente ao servo.

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

Esta função é chamada no loop principal quando um botão é pressionado. Ela centraliza a lógica para atualizar a exibição e controlar o servo, tornando o código mais limpo e fácil de modificar.

Projeto ao Vivo e Demonstração

No vídeo, o criador demonstra o projeto em ação. Pressionar o botão "Horário" envia o valor 0 ao servo, fazendo-o girar em uma direção. Pressionar o botão "Anti-horário" envia o valor 106, fazendo-o girar na outra direção. O botão "Parar" envia 52, que deve interromper o motor.

O Monitor Serial é usado para exibir o estado atual e o valor exato que está sendo enviado ao servo. Isso é inestimável para depuração e para encontrar o valor de "parada" perfeito para o seu motor específico. Conforme observado no vídeo, o comando de parada pode não ser perfeito devido ao circuito interno do servo, e você pode notar uma deriva lenta ou vibração. Essa é uma característica comum de servos contínuos mais baratos e pode ser minimizada ajustando o valor de parada no código (no vídeo em 01:15).

Capítulos

• [00:05] Introdução ao servo motor de 360 graus
• [02:02] Componentes e visão geral do hardware
• [02:40] Diagrama de ligação detalhado e conexões
• [05:07] Explicação do código: constantes, arrays e configuração
• [09:56] Explicação do código: a função servoCommand
• [10:54] Demonstração ao vivo e saída do Monitor Serial
• [12:23] Ajustando a velocidade do servo e os valores de parada