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Na Ponta dos Dedos

Noções de Titeragem Avançada: Animatrônica

2) Servo-Motores - um servo-motor é, basicamente, um motor elétrico que somente se move até meia volta, ou seja, até 180 graus (ele não dá volta completa como os motores elétricos normais). O acionamento por motores elétricos geralmente não propicia tanta velocidade ou potência quanto os sistemas hidráulicos, mas apresentam as vantagens de terem mais precisão e exigirem menor espaço.

Os servo-motores são originalmente utilizados nos aeromodelos para acionarem os flaps das asas ou outros dispositivos dos modelos. Nas duas fotos abaixo você pode ver dois exemplos de servo-motores. Quando eles giram o seu eixo, uma alavanca é movimentada. Observe que eles podem ter mais de um tipo de alavanca: em forma de cruz, de hélice, de semi-hélice, de roda, etc.

Os servo-motores têm sido usados na indústria de aeromodelos com Controle Remoto (do inglês Remote Control ou R/C) por muitos anos. Servo-motores são uma forma eficiente de mover precisamente coisas leves como dispositivos robóticos. Eles são úteis porque são pequenos, compactos e razoavelmente baratos em função do que eles contém e podem fazer. Um servo-motor consiste de um pequeno motor, de um conjunto de engrenagens, de um potenciômetro (resistor variável) e alguns controles eletrônicos. Como um exemplo de potenciômetro, dê uma olhada no botão giratório de sua caixa de som do computador e que regula o volume. Pois é, isto é um potenciômetro.

O motor gira com velocidade variável e é acoplado a um conjunto de engrenagens (redutoras) que converte a alta velocidade do motor em algo que seja mais útil para os nossos propósitos. Originalmente, o servo permite movimentos de até 180 graus (meia volta), a não ser que se mude a estrutura dele para fazer giros contínuos. Quando você reduz a velocidade do motor através de um caixa de redução, você ganha em torque (força de giro).

Torque é a força de giro do servo (quanto mais torque, mais pesado será o objeto que o servo pode mover). Um servo é um clássico exemplo de um sistema de volta fechada, ou seja, ela pára quando termina uma meia volta. O potenciômetro é acoplado a última engrenagem. A sua resistência é proporcional à posição do braço do servo. Esta resistência é usada pelo controle eletrônico para gerar um sinal de erro quando a posição desejada não é a mesma da posição atual. Se você enviar um comando ao servo para posicionar o braço a 90 graus e o braço está a 45 graus, um sinal de erro movimentará o motor até que o sinal seja zero (quando a cabeça alcançar 90 graus). Se a cabeça estiver a 180 graus, um sinal de erro para a polaridade oposta será gerado e o motor voltará na direção oposta para trazer o braço de volta a 90 graus. Quanto mais longe a posição atual do braço está da posição desejada, mais rápido o motor se movimenta até a posição desejada. Os servos tem 3 fios saindo deles: fio de alimentação (positivo), Terra e Controle. O vermelho é de o da alimentação (voltagem de 5 Volts). O fio preto é o Terra (zero Volts ou GND). O branco ( às vezes amarelo) é o cabo pelo qual é enviado o sinal ao servo-motor indicando qual posição deve parar (de 0 a 180 graus). O controle é usado para enviar o sinal da posição. Os servos são controlados usando um sistema chamado Pulse Code Modulation (PCM) ou Modulação de Código de Pulso.

Os servos tem várias vantagens: permitem controle preciso e eficiente, envolvem estruturas simples e de fácil manutenção, não requerem fonte de energia cara e seu custo é relativamente baixo. A principal desvantagem é que eles são mais adequados para cargas leves.

Existem formas variadas de se fazer um servo-motor acionar ou movimentar partes móveis de um boneco animatrônico. Mas os tipos mais usados em termos de efeitos especiais são:

A) Acionamento com alavanca - neste tipo, a alavanca do servo-motor se articula com outra alavanca que aciona a parte móvel do boneco. Assim, quando o servo-motor é acionado, as alavancas movimentam as partes móveis do boneco, num sentido e no sentido contrário. Isto é possível pela característica do servo-motor de realizar apenas meia-volta. Você pode observar este sistema na figura abaixo.

B) Acionamento com cabo - neste tipo, uma extremidade de um cabo é fixa na alavanca do servo-motor, e a outra extremidade é presa na parte móvel do boneco. Assim, quando o servo-motor é acionado, a alavanca do servo-motor puxa o cabo que movimenta a parte móvel do boneco. Da mesma forma, isto é possível pela característica do servo-motor de realizar apenas meia-volta. Você pode observar este sistema na figura abaixo.

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