MicroPython-Hack-servo

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Contrôler un Servo moteur

Sur la PyBoard, il y a 4 points de connexion dédiés au branchement de servo-moteur hobbyiste (voyez ce-dessous).

MicroPython-Hack-servo.jpg

Qu'est-ce qu'un servo moteur?

Un servo-moteur est un type de moteur électrique. C'est un dispositif typiquement utilisé en modélisme pour, par exemple, contrôler la direction d'une voiture télécommandée.

Servomoteur.jpg

Sur un servo-moteur, l'angle de de l'axe reste fixé dans une position et peu varier entre 0 et 180° en fonction du signal envoyé. Un servo-moteur comprend :

  • Un moteur électrique (continu), généralement assez petit.
  • Des engrenages réducteur en sortie du ce moteur (pour avoir moins de vitesse et plus de couple ou de force).
  • Un capteur type "potentiomètre" raccordé sur la sortie.
    • Il s'agit donc d'une résistance qui varie en fonction de l'angle, ce qui permet de mesurer l'angle de rotation sur l'axe de sortie.
    • Un asservissement électronique pour contrôler la position/rotation, de cet axe de sortie pour le maintenir à la bonne position.

Commander électronique d'un servo-moteur?

Le principe de base est assez simple. Il suffit d'envoyer une impulsion et c'est le temps que durera cette impulsion qui déterminera l'angle du servo-moteur. ce temps d'impulsion est de quelques de quelques millisecondes et doit être répété à intervalle régulier (toutes les 20 ms à 50ms). Si le temps d'impulsion varie d'un fabricant à l'autre, les valeurs suivantes sont assez standard:

  • 1.25 ms = 0 degré
  • 1.50 ms = 90 degrés
  • 1.75 ms = 180 degrés

ServoImpluseAngle.jpg

Source: Area RC-Bot

Raccordement d'un servo-moteur

Puisque l'interface de commande est assez simple, un servo-moteur se raccorde avec seulement 3 fils (la masse, +5v et la commande d'impulsion). Les raccordements les plus standardisés sont:

Noir, Rouge, Blanc

  • Noir: Raccordé à la Masse,
  • Rouge: Alimentation moteur et logique de commande. Raccordé à VCC 5v,
  • Blanc: Commande de la position du servo-moteur.

Marron, Rouge, Jaune

Couleurs du standard Graupner.

Servograupner.png

  • Marrons: Raccordé à la Masse,
  • Rouge: Alimentation moteur et logique de commande. Raccordé à VCC 5v,
  • Jaune: Commande de la position du servo-moteur.

Les autres cas

La plupart des servo-moteur ont 3 conducteurs avec des couleurs noir, rouge et blanc OU brun, rouge et orange/jaune/etc:

Servo-autre-raccord.jpg

  • brun ou nour = MASSE/GND (borne négative de l'alimentation)
  • Rouge = alimentation servo (Vservo, borne positive de l'alimentation)
  • Orange, jaune, blanc ou bleu = Commande de position du servo

Vérifiez la fiche technique de votre servo pour déterminer la tension d'alimentation adéquate et faite très attention lorsque vous branchez un servo sur un périphérique afin qu'il soit orienté correctement (il n'y a pas de détrompeur et brancher le servo à l'envers pourrait détruire le périphérique).

Montage

Le matériel nécessaire

PYBX-SERVO.png

Servo Moteur
x1

PYBX-FILS.png
 

Brancher un Servo Moteur

Les servo-moteurs dispose de 3 fils: la masse/gnd, l'alimentation/power et le signal.

MicroPython-Hack-servo.jpg

Le fil de masse/ground d'un servo c'est souvent celui qui à la couleur la plus sombre (ex: noir ou brun). Le fil d'alimentation est est habituellement en rouge (sur les moteur hobbyiste il est toujours au centre).

Pour finir, le dernier fil est celui portant le signal (jaune, orange ou blanc).


MicroPython-Hack-servo-wire-01.jpg

Notez la broche de signal (fil blanc dans ce cas) est sur la droite du connecteur.

Comme les servo-moteurs sont équipés de fiche femelle, vous pouvez utiliser des fils mâle-mâle (l'idéal est d'utiliser une petite section pinHeader extra-long pour faciliter le raccordement).

MicroPython-Hack-servo-wire-02.jpg

Et voila, le servo-moteur moteur est branché sur le premier connecteur.

Alimenter les servo moteurs en 5V

La broche d'alimentation des moteur (libellée VIN) est directement branché sur la source d'alimentation de la carte PyBoard.

Lorsque vous alimentez votre PyBoard par USB, VIN est alimenté par l'intermédiaire d'une diode (par l'intermédiaire de l'alimentation USB 5 Volts). Connecté en USB, la carte PyBoard est capable d'alimenter 4 petit servo-moteur.

Notez que certains servo-moteurs n'acceptent pas une tension supérieur à 4.8V, n'hésitez donc pas à vérifier la fiche technique de votre moteur.

Commander un servo-moteur

Branchez le servo moteur sur la position 1 (celle de la broche X1 comme montré ci-dessus) et créez un objet servo en utilisant:

>>> servo1 = pyb.Servo(1)

Pour changer l'angle du servo, il faut utiliser la méthode servo:

>>> servo1.angle(45)
>>> servo1.angle(-60)

L'angle est mesuré en degrés et la valeur comprise entre -90 et +90 (environ, cela dépend du moteur).

Appeler la méthode angle sans paramètre retournera l'angle actuel du moteur:

>>> servo1.angle()
-60

Note: Pour certaines valeur d'angle, la valeur retournée n'est pas exactement la même que celle utilisée pour assigner l'angle. Cela est dut aux erreurs d'arrondis lorsque la carte PyBoard calcule et assigne la longueur d'impulsion.

Vous pouvez passer un second paramètre à la méthode angle, qui spécifie en combien de temps (en milliseconde) le servo-moteur doit atteindre l'angle désiré. Par exemple, pour prendre une seconde (1000 millisecondes)pour aller de la position courante à 50 degréee, il faut utiliser:

>>> servo1.angle(50, 1000)

Cette commande termine son exécution immédiatement mais le servo continue son déplacement jusqu'à l'angle désiré puis arrêté une fois la position atteinte. Vous pouvez utiliser cette fonctionnalité pour contrôler la vitesse de déplacement ou pour synchroniser 2 ou plusieurs servo moteurs. Si nous avons un autre servo moteur (servo2 = pyb.Servo(2)) alors nous pouvons faire:

>>> servo1.angle(-45, 2000); servo2.angle(60, 2000)

Cela bougera les deux servos ensembles, faisant en sorte que les deux moteurs prennent deux secondes pour atteindre leurs angles finals.

Note: le point-virgule entre les deux expressions ci-dessous est utilisé pour faire en sorte que les commandes sont exécutées l'une après l'autre lorsque vous pressez la touche enter/retour-clavier sur l'invite de commande REPL. Dans un script, cela n'est pas nécessaire, vous pouvez simplement écrire les commandes sur deux lignes l'une après l'autre.

Commander servo à rotation continue

Jusqu'à maintenant, nous avons utiliser un servo moteur standard pour bouger l'axe à un angle spécifique (et le garder). Ces servo-moteurs sont utiles pour créer des jointures de robot ou de petites choses tels que des mécanismes d'orientation de caméra.

A l'intérieur, le moteur est équipé d'une résistance variable (potentiomètre) qui mesure l'angle actuel et appliquer une puissance proportionnelle à la distance à parcourir pour atteindre l'angle désiré. L'angle désiré est indiqué à l'aide d'une impulsion répétitive dont la largeur d'impulsion avant le front haut indique l'angle à atteindre. Ce signal est envoyé sur le fil de signal. Une largeur d'impulsion de 1500 microsecondes correspond à la position centrale (0 degrées). Les impulsions sont envoyées à 50 Hz (soit 50 impulsions par seconde).

Mais il existe aussi les servo à rotation continue...

avec ce type de moteur, vous pouvez réaliser des projets comme la planche à pain mobile mais avec une carte PyBoard.

PAPM

Tlogo-papm.jpg

La Plance A Pain Mobile (PAMP) est un projet pour réaliser une plateforme mobile abordable.

 

Les servo-moteurs à rotation continue tournent continuellement dans le sens horlogique, anti-horlogique ou reste à l'arrêt. La direction et la vitesse de rotation est configuré par la largeur d'impulsion sur le fil de signal. Une largeur d'impulsion de 1500 microsecondes correspond à un moteur à l'arrêt. Une largeur d'impulsion plus petite ou plus large fera tournée le moteur dans un sens ou dans l'autre (à une vitesse donnée).

Sur la carte PyBoard, l'objet servo est le même lorsque vous voulez utiliser des servo à rotation continue. En réalité, vous pouvez fixer la vitesse en utilisant la méthode angle. Mais pour rendre le tout plus facile à comprendre, il y a une autre méthode appelée speed qui fice la vitesse:

>>> servo1.speed(30)

speed dispose de la même fonctionnalité que angle: vous pouvez lire la vitesse, la fixer mais également indiquer le temps pour l'atteindre.

>>> servo1.speed()
30
>>> servo1.speed(-20)
>>> servo1.speed(0, 2000)

La dernière commande ci-dessus arrête le moteur, mais prend deux seconde pour le faire. Il s'agit principalement d'un contrôle de l'accélération pour moteur à rotation continue.

Une vitesse de servo de 100 (ou -100) est considéré comme la vitesse maximale mais, en réalité, vous pouvez aller un peu plus vite mais cela dépend des caractéristiques particulières du moteur.

La seule différence qui existe entre les méthodes angle et speed est la façon dont ont passe les valeurs en paramètre (angle ou vitesse) et leur conversion en largeur d'impulsion.

Calibration

La conversion d'angle (ou vitesse) vers la largeur d'impulsion est fait par l'objet servo en utilisant ses valeurs de calibration. Pour obtenir la calibration actuelle, utilisez:

>>> servo1.calibration()
(640, 2420, 1500, 2470, 2200)

Qui produit 5 nombres dont voici la signification:

  • Largeur d'implusion minimale - la plus petite largeur d'impulsion que le servo moteur peut accepter.
  • Largeur d'impulsion maximale - la plus grande largeur d'impulsion que le servo moteur peut accepter.
  • Largeur d'impulsion du centre - la largeur d'impulsion correspondant à la position centrale du servo-moteur (soit l'angle 0 degré ou la vitesse 0).
  • Largeur d'impulsion à 90° - initialise la conversion angle<->largeur_d_impulsion pour la méthode angle.
  • Largeur d'impulsion à vitesse 100 - initialise la conversion vitesse<->largeur_d_impulsion dans la méthode speed.

Vous pouvez recalibrer le servo (modifier les valeurs par défaut) en utilisant:

>>> servo1.calibration(700, 2400, 1510, 2500, 2000)

Bien entendu, vous devriez uniquement modifier ces valeurs a un servo moteur particulier.



Source: Controling Hobby Servo écrit par/written by Damien P.George

Traduit et augmenté par Meurisse D. pour MCHobby.be - Translated and upsized by Meurisse D. for MCHobby.be

Traduit avec l'autorisation de micropython.org - Translated with the authorisation of micropython.org

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