Probador de Servomotor con Potenciómetro

Funcionamiento del circuito

Este circuito es un probador de servomotores. Utiliza un temporizador NE555 configurado como generador de señales PWM (modulación por ancho de pulso). El potenciómetro permite ajustar el ancho de los pulsos de la señal, lo que determina la posición del servomotor. Es una solución sencilla para controlar y probar servos.

Explicación Paso a Paso del Funcionamiento

1. Fuente de Alimentación (J1):

   • Este circuito es alimentado con 7.4 V DC, suministrados a través del conector KF301-2P. Esta tensión proporciona energía al temporizador NE555 y a los componentes conectados a él.

   • El pin negativo del conector es la referencia (GND), y el positivo alimenta directamente el IC NE555.

2. Temporizador NE555 (IC1):

   • Es el núcleo del circuito y está configurado en modo astable. Esto significa que genera una señal de pulsos continua en su pin de salida (pin 3) sin necesidad de una señal de disparo externa.

   • Esta señal consiste en un tren de pulsos con una frecuencia fija y un ancho de pulso variable. La frecuencia depende de las resistencias y el condensador conectados al circuito, mientras que el ancho del pulso se ajusta con el potenciómetro VR1.

3. Potenciómetro (VR1 de 100 kΩ):

   • El potenciómetro es el componente que permite ajustar el tiempo de carga del condensador C1. Al girarlo, se cambia la resistencia en el circuito, lo que afecta la duración del pulso.

   • Este ajuste del ancho del pulso es clave para cambiar la posición del servomotor, ya que el servo interpreta diferentes anchos de pulso como diferentes posiciones de su eje.

4. Resistencias (R1 de 3.3 MΩ y R2 de 27 kΩ a 33 kΩ):

   • Estas resistencias, junto con el potenciómetro VR1, forman una red de temporización. Regulan el tiempo que tarda el condensador C1 en cargarse y descargarse, controlando así la frecuencia de los pulsos generados.

   • R1 establece un tiempo base constante, mientras que R2, en combinación con VR1, define los tiempos específicos de carga y descarga de C1.

5. Diodo (D1 - 1N4148):

   • Este diodo permite que el condensador C1 se cargue y descargue por caminos distintos, haciendo que los tiempos de carga y descarga sean asimétricos.

   • Gracias a esta configuración, el ciclo de trabajo (proporción entre el tiempo en alto y en bajo de la señal) puede ser ajustado con el potenciómetro, sin afectar significativamente la frecuencia.

6. Condensador C1 (22 nF o 33 nF):

   • C1 es el componente clave para determinar el tiempo de carga y descarga en el circuito de temporización.

   • Durante su carga, el NE555 mantiene su salida en alto, y durante su descarga, la salida del NE555 pasa a bajo. Esto genera la señal PWM de salida.

7. Condensador C2 (10 nF):

   • Este condensador está conectado entre la línea de control del NE555 (pin 5) y tierra. Su función principal es filtrar cualquier ruido o perturbación en el circuito, asegurando un funcionamiento estable del temporizador.

8. Salida del NE555 (Pin 3):

   • La salida del pin 3 del NE555 genera una señal PWM que varía según el ajuste del potenciómetro VR1. Esta señal es enviada directamente al servomotor a través de los pines de salida.

   • Los tres pines de salida al servo son:

     • Positivo: Alimenta el servomotor.

     • Señal: Recibe la señal PWM generada por el NE555.

     • Negativo: Proporciona la referencia de tierra (GND) al servomotor.

Funcionamiento Detallado

• Cuando el circuito está alimentado, el NE555 comienza a oscilar. Su salida alterna entre alto (5 V) y bajo (0 V), formando un tren de pulsos con una frecuencia fija.

• El tiempo que la señal permanece en alto (ancho del pulso) depende del tiempo de carga del condensador C1. Este tiempo de carga es regulado por el potenciómetro VR1 y las resistencias R1 y R2.

• El diodo D1 asegura que el condensador C1 tenga caminos diferentes para cargarse y descargarse, lo que permite ajustar el ancho del pulso sin alterar la frecuencia significativamente.

• Al ajustar VR1, se modifica el ancho del pulso de la señal PWM, lo que cambia la posición del servomotor. Los servomotores estándar interpretan anchos de pulso de la siguiente manera:

  • Pulso corto (~1 ms): Posición mínima (0°).

  • Pulso medio (~1.5 ms): Posición central (90°).

  • Pulso largo (~2 ms): Posición máxima (180°).

Rol de Cada Componente

1. J1 (Conector KF301-2P): Proporciona la alimentación al circuito.

2. IC1 (NE555): Generador de señal PWM para controlar el servomotor.

3. VR1 (Potenciómetro de 100 kΩ): Ajusta el ancho del pulso PWM, determinando la posición del servomotor.

4. R1 (3.3 MΩ): Establece un tiempo base constante para el circuito de temporización.

5. R2 (27 kΩ a 33 kΩ): Colabora con R1 y VR1 en el control del tiempo de carga y descarga del condensador C1.

6. C1 (22 nF o 33 nF): Determina el tiempo de carga/descarga en el circuito de temporización.

7. C2 (10 nF): Filtra ruidos en la línea de control del NE555.

8. D1 (1N4148): Permite un ciclo de carga/descarga asimétrico para ajustar el ancho del pulso.

9. Salida al servo: Conecta el servomotor al circuito, recibiendo la señal PWM y la alimentación necesaria.