Qu'est-ce qu'un servomoteur ?

A la différence d'un moteur continu, le Servomoteur ne tourne pas sur lui-même de façon continu. Un servomoteur tourne certes sur un axe, mais suivant un angle allant généralement de 0 à 180°. Certains peuvent également faire plusieurs tours, on les appelle parfois des servotreuils, d'autre ne vont qu'à 90° maximum ou encore jusque 360°, voir même plusieurs tours sans jamais s'arrêter, on les appelle alors servomoteur à rotation continue.

En réalité un servomoteur est un moteur continu équipé d'un réducteur (des engrenages), dont l'objectif est de réduire la vitesse et d'augmenter le couple (la puissance) ; et d’un potentiomètre qui permet au servomoteur de garder l’angle d’inclinaison choisit. En effet, l’un des intérêts des servomoteurs c’est de leur faire prendre et garder un angle.

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I. Notions de couple

mais alors qu'est-ce que le couple ? Le couple exprimé en kg.cm (kilogramme.centimètre) indique la relation entre la longueur du palonnier (bras du servomoteur) et la force exercée sur le bras du servomoteur (par le poids de l'objet que l'on souhaite mettre en mouvement). Mais attention le Couple ne peut être effectif que si la Tension U nécessaire à son exécution est atteinte.

Par exemple : un servomoteur avec un couple de 3,2 kg.cm permet de faire tourner sur son axe un objet de 3,2 kg sur un palonnier de 1 cm de long, ou alors faire tourner un objet d'un poids maximum de 320g sur un palonnier de 10 cm de long. Comme on peut le voir sur ce dessin issu du site d'Eskimon : http://eskimon.fr/287-arduino-602-un-moteur-qui-de-la-tete-le-servo-moteur.

Autre exemple : un servomoteur fréquemment utilisé et vendu en modélisme ; appelé 9g possède un couple de 9g.cm ce qui lui permet de faire tourner un objet de 9g sur un axe de 1 cm de long. Il est pratique pour actionner les roues avant d'une voiture, les ailerons d'un avion radiocommandé, ou encore la barrière d'un passage à niveau...

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II. Calculer le couple

pour calculer le couple, on utilisera la formule suivante :

avec P_max : le poids maximal de l'objet à déplacer en kg.

avec C : le couple du servomoteur exprimé en kg.cm.

et d : la distance à laquelle est placé l'objet de l'axe, exprimé en cm.

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III. Commander un servomoteur

pour contrôler un servomoteur, il suffit de lui envoyer une impulsion de quelques millisecondes qui se répète à intervalle régulier (ce que l’on appelle la période), et dont la durée détermine l’angle de rotation de l’axe du servomoteur.

Par exemple : 1,25 ms = 0 degré

1,50 ms = 90 degrés

1,75 ms = 180 degrés

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IV. l'asservissement

une fois atteint l’angle choisit préalablement, le servomoteur va s’arrêter.

En réalité, c’est l’axe qui s’arrête, le servomoteur lui va continuer à tourner dans un sens puis dans l’autre grâce à son potentiomètre et son électronique, afin de garder un « équilibre » (la position définit par l’angle choisit), c’est ce que l’on appelle l’asservissement.

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Sources :

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Rappel :

les images présentent appartiennent au Domaine public et sont l’œuvre de Peggy_Marco sur le site Pixabay : https://pixabay.com/fr/users/Peggy_Marco-1553824/ ou proviennent du projet Fritzing : http://fritzing.org/home/