Introdução

• Para interagir com o mundo físico precisamos de motores
• Existem vários tipos de motores elétricos. Ex.: AC e DC.
• Motores DC:
• Motor DC com escovas (brushed DC)
• Motor DC sem escovas (brushless DC)
• Motor de passos (stepper motor)

Motor DC escovado

• Uma corrente elétrica produz um campo magnético que tenta alinhar o eixo móvel com o campo magnético externo
• Quando o alinhamento está próximo do seu máximo, inverte-se o sentido da corrente DC usando as escovas

Motor DC

Utilizando um motor DC

• Um aspecto extremamente importante é que motores DC podem facilmente queimar outros componentes eletrônicos
• Em especial, pode queimar o nosso arduino
• Precauções especiais devem ser tomadas ao usar esse tipo de motor, como por exemplo usar uma fonte de tensão externa.
• Em especial, motores podem usar muita corrente, e energia fornecida pela porta USB não é suficiente
• Pode ser bastante útil usar um diodo em paralelo para evitar correntes indutivas
• Por enquanto, não usaremos o motor DC diretamente

Servo motor

• É um motor inteligente, que sabe a sua posição atual por meio de algum sensor. Os mais simples utilizam potenciômetros.
• Já possui os sistemas de proteção embutidos. Podemos usar diretamente sem maiores problemas.
• Possui 3 pinos
• Power (+5V) - Vermelho
• Sinal (usado para controle) - Amarelo, laranja, branco
• Terra (0V) - Preto ou Marrom
• Servos como aquele abaixo em geral possuem uma rotação por um ângulo entre 0-180 graus (ou -90/90).

Servo motor

Servo

Biblioteca

• #include <Servo.h>
• Funções básicas:
• servo.attach(pin): Indica qual o pino de comunicação com o Servo
• servo.write(angle): Informa a nova posição para o servo
• servo.read(angle): Recebe o último ângulo informado

Exemplo

• Acessem Exemplos\Servo\Sweep

#include <Servo.h>
Servo myservo;  // Armazena as informações do servo
int pos = 0;    // Variável global para manipular a posição

void setup() {
  myservo.attach(9);  // Indica que o servo está no pino 9
}

void loop() {
  for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // Vai de 0 a 180 graus em passos de 1 grau
    myservo.write(pos);                 // Nova posição
    delay(15);                          // Aguarda um tempo para o servo atingir a posição final
  }
  for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // Move-se no sentido inverso ao anterior
    myservo.write(pos);
    delay(15);
  }
}

Exercícios

1. Use um botão para parar o movimento no exemplo anterior
2. Controlar a orientação do servo usando um potenciômetro
3. Controlar a orientação do servo usando dois botões, um para movimentação no sentido horário e outro no anti-horário
4. Considere agora que o servo está na posição 0. Ao acionar um botão, o servo deve ir para o maior ângulo com uma velocidade controlada pelo potenciômetro.

Motor de passos

• O motor de passos gira o eixo por um ângulo fixo, e então fica parado
• "Dá um passo"
• É possível dar passos fracionados em alguns sistemas (microstepping)
• Muito útil para se fazer ajustes finos de forma controlada
• Importante: Existe um tempo mínimo para cada passo, e caso o sinal de controle peça ao motor para mudar muito rápido, o comportamento do motor pode ser errático e não seguir o desejado.
• Alguns possuem engrenagens para reduzir o tamanho do passo.

• Desafio: como encontrar qual dos fios é o terra?

Biblioteca

• #include <Stepper.h>
• Funções básicas:
• stepper.Stepper(steps, pin1, pin2, pin3, pin4): Número de passos por volta e pinos utilizados
• stepper.setSpeed(rpm): Ajuste da velocidade de rotação em RPM
• stepper.step(steps): Dá um determinado número de passos

Exemplo

• Abrir Exemplos\Stepper\stepper_oneStepAtATime

#include <Stepper.h>

const int stepsPerRevolution = 500;
Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11);

int stepCount = 0;         // number of steps the motor has taken

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  myStepper.setSpeed(25);
}

void loop() {
  // step one step:
  myStepper.step(1);
  Serial.print("steps:");
  Serial.println(stepCount);
  stepCount++;
  delay(50);
}

Exercícios

1. Controlar a posição do motor de passos usando dois botões, um para movimentação no sentido horário e outro no anti-horário.
2. Quantos graus o motor gira a cada passo? Nota: depende da configuração das engrenagens de redução...