Servomotori ..... questi sconosciuti!

Tutto ciò che è elettricità applicata al fermodellismo.

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Docdelburg
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Servomotori ..... questi sconosciuti!

Messaggio da Docdelburg » mer nov 04, 2015 10:22 pm

Parliamo di servomotori analogici per ferromodellismo e questo ne è un classico esempio

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L'utilizzo dei servomotori nel ferromodellismo si sta diffondendo da tempo ma rimangono molti dubbi e insicurezze; visto che li sto sperimentando ho pensato di condividere i miei risultati e le mie considerazioni.
Strutturalmente il servomotore è formato da un motorino elettrico, da una serie di ingranaggi e da una componente elettronica di regolazione. Per un approfondimento del funzionamento rimando ai numerosi articoli presenti in rete.

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Il servomotore produce un movimento rotatorio del suo asse zigrinato e quindi muove in modo circolare una serie di bracci o leve in dotazione.
Il servomotore non è quindi paragonabile, come funzionamento ma anche come comandi, ai motori a bobina o ai motori lenti cui siamo abituati.
Niente pulsanti o interruttori o levette e niente distinzione tra corrente continua e alternata, men che meno matrici di diodi.
Per farlo funzionare serve un dispositivo elettronico che, mandando istruzioni al potenziometro interno, regoli ampiezza e velocità del movimento.
Il tipo di servomotore usato nel ferromodellismo è di tipo analogico ma questo non crei confusione perchè non ha nulla a che vedere con la distinzione analogico-digitale che riguarda l'alimentazione dei binari. Servomotori analogici perchè meno precisi rispetto ai servo digitali di alta precisione ma di alti costi e di altro utilizzo.
L'impiego dei servomotori va dal movimento degli aghi dei deviatoi all'apertura di porte di rimesse, al movimento di sbarre dei passaggi a livello e via dicendo.
Nel dettaglio un servomotore si presenta come nella foto iniziale; occorre prevedere una base o un struttura su cui fissarlo e un filo metallico armonico per trasmettere in modo lineare il movimento del servomotore che altrimenti sarebbe circolare.

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Nel caso di servomotori per deviatoi occorre poi provvedere ad aggiungere uno o più switch per polarizzare il cuore o per indicare la posizione su un sinottico o ancora comandare un segnale. Lo switch (solitamente uno microswitch a levetta) viene di solito posto in modo che la leva del servo lo azioni in contemporanea al movimento principale.
Un servomotore fissato alla struttura e dotato di microswitch si presenta quindi in questo modo.

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La struttura di fissaggio può essere di qualsiasi tipo, adatta alle condizioni di impiego e allo spazio disponibile. Qui esempi di un servomotore completo, di cui qualcuno fissato sottoplancia

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Messaggio da Docdelburg » mer nov 04, 2015 10:26 pm

Passando oltre questa brevissima panoramica veniamo al problema principale: come comandare i servomotori.
Lascio ad altri la trattazione di sistemi di comando con Arduino e altre soluzioni e illustro l'uso di due dei principali decoder che ho sperimentato.

Il primo decoder è l'Esu switchpilot servo

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Pur trattandosi di un decoder permette di comandare 4 servomotori sia con sistemi di alimentazione del plastico in analogico che in digitale.
Per non dilungarmi in spiegazioni tecniche vi posto due link molto esplicativi



http://www.dccworld.it/index.php?page=i ... Servo.html

E' previsto anche un accessorio, l'Esu switchpilot extension che si innesta sull'altro decoder e che funge da switch esterno e funziona come quattro relè bistabili collegati ciascuno al proprio servomotore.


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L'altro decoder è di uso prettamente digitale ed è prodotto da Nuccio Raineri di DCCWorld con la sigla DCCWdec01

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E' un decoder multiuso, nel senso che viene prodotto (o montato nella versione in kit) senza una impostazione precisa; con una opportuna CV si configura rapidamente per l'uso con motori a bobina, motori lenti con fine corsa (Tillig), motori lenti senza fine corsa (Tortoise), servomotori e tutta una serie di segnali luminosi a una o più vele.
Comanda anch'esso 4 servomotori.
Nella figura è presente il decoder con un servomotore con la spina a tre fili inserita nello specifico attacco.
Nella configurazione per servomotori si procede con rapidità al settaggio di tutta una serie di CV con i vari programmi informatici come Rocrail, JMRI, Train Controller e simili e si regolano con estrema precisione punto d'inizio e punto di fine movimento e velocità di rotazione. Sono presenti anche apposite CV per eliminare il ronzio e lo scatto del servomotore quando si alimenta il decoder.

Il decoder DCCWdec01 risulta a mio avviso più completo e più economico rispetto al decoder ESU; quest'ultimo ha però l'innegabile pregio di poter funzionare anche con comandi analogici.

Termino questa breve e sintetica panoramica lasciando spazio all'inevitabile discussione di approfondimento.

http://www.dccworld.it/index.php?page=d ... servo.html
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Messaggio da Docdelburg » gio nov 05, 2015 12:01 pm

A chi interessa la soluzione dei servomotori già completi suggerisco questo link:

http://www.akamodels.com.mt/

Si tratta di servomotori già equipaggiati di accessori e con possibilità di comandi anche in analogico.

Sempre in tema di decoder per servomotori segnalo anche la soluzione proposta da "oscilloscopio":

http://www.oscilloscopio.it/home2/dac-a200

Attendo infine l'intervento di chi ha altre esperienze, come Walter che dovrebbe illustrare le soluzioni da lui realizzate su schemi di Paco.
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Messaggio da Digtrain » gio nov 05, 2015 8:10 pm

Ciao a tutti, :grin:

dopo l'esauriente disamina di Mauro :wink: sui decoder commerciali per servocomandi , io vi rimando al mio intervento "Decoders accessori e dintorni" viewtopic.php?f=88&t=10810, dove sono riportati i decoder per l'autocostruzione, in particolare alle puntate 5, 6 e 7 che riguardano i servocomandi.

Al momento tutti i decoder, in foto, sono sotto approfondito esame elettronico da parte di Roberto (froggy469)!!!!
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Appena disponibili riporterò le modifiche effettuate....a insindacabile giudizio di Roberto!!!

Ciao Walter :geek:
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Messaggio da Edgardo_Rosatti » ven nov 06, 2015 1:36 am

Grazie Mauro che hai citato anche Arduino come possibile centralina di controllo; segnalo questa ottima scheda di Adafruit che consente di gestire ben 16 servi con un comune Arduino Uno.
https://www.adafruit.com/products/1411
Questa scheda sfrutta l'interfaccia chiamata I2C di Arduino per gestire il funzionamento dei servi.
E' un po' particolare ma molto interessante; con Walter avevamo intavolato un discorso in merito all'uso di I2C per possibili applicazioni modellistiche.

In alternativa è possibile sfruttare semplicemente le 6 uscite PWM di un comune Arduino Uno per il controllo di 6 servi e usare le rimanenti porte per collegare i pulsanti per la gestione manuale dei servi stessi.
Un possibile schema teorico:
6 servi con Arduino Uno:
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Nello schema 6 servi hanno il pin di controllo (giallo) collegato alle 6 uscite PWM di Arduino che ne gestirà il movimento.
L'alimentazione a 5 VCC è fornita da una sorgente esterna (rosso+nero).
I pulsanti possono essere sfruttati per comandare i servi manualmente tramite le porte rimanenti (non evidenziate).
Tale sistema si presta anche per una gestione dei servi diretta via software.

Edgardo

PS: segnalo questo sito dove viene spiegato il funzionamento di un servocomando:
http://www.settorezero.com/wordpress/co ... vocomando/

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Messaggio da Andrea » ven nov 06, 2015 8:13 am

Molto interessante ragazzi, metto la discussione in rilievo. :wink:
Andrea - “I fermodellisti sono tanti e legati da un'amicizia sincera, che esplode in una cordialità ormai rara nel mondo rumoroso ed incerto di oggi”. La valle incantata

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Messaggio da Digtrain » ven nov 06, 2015 7:44 pm

Ciao Ed, :grin:

in questa discussione Antogar viewtopic.php?f=88&t=11205&#136200 utilizzava come decoder per servo Arduino Nano.
Io al momento con Arduino sono a "zero"!!
Potrebbe essere interessante utilizzarlo per 4 servo con 4 pulsanti per il cambio deviata/corretto tracciato e 4 relè a doppio scambio per la gestione del cuore polarizzato e indicazione led, ma al momento non posso essere utile!!!
In campo hobbistico ho troppe finestre multitasking aperte!!!

Ciao Walter :geek:
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Messaggio da Edgardo_Rosatti » ven nov 06, 2015 11:40 pm

Grazie Walter, non l'avevo vista. Ho scaricato il progetto di Antogar e gli darò un'occhiata :smile:

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Messaggio da filipo1 » lun dic 21, 2015 5:03 pm

<div align="center" id="quote2"><table class="quote"><tr><td class="quotetd"></td></tr><tr><td class="quotetd2"><span class="quotetext">Messaggio di <font color="red">Docdelburg</font id="red">

Parliamo di servomotori analogici per ferromodellismo e questo ne è un classico esempio

Immagine:
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[/quote]
Quanto consuma a fermo e in movimento questo servo ?
che alimentazione 5 0 7 v ?

grazie

i miei nelle caratteristiche :

Specifica:
Dimensioni: 23mm x 12,2 millimetri x 29 millimetri
Peso netto: 9 grammi
Velocità di funzionamento: 0,12 secondi / 60degree (4.8V senza carico)
Stallo di coppia (4.8V): 17,5 oz / a (1kg / cm)
Campo di temperatura: da -30 a +60
Morto larghezza di banda: 7usec
Tensione di funzionamento: 3.0V ~ 7.2V
peppe

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Messaggio da Edgardo_Rosatti » lun dic 21, 2015 10:02 pm

Fino ad ora abbiamo parlato solo di servocomandi analogici. Non confondiamo la gestione con il suo funzionamento.
Tutti i servocomandi funzionano a 5 Volt, massimo 6 in corrente continua.

Quello in figura è un micro servo analogico da 1 Kg per centimetro di coppia, significa che per un movimento angolare della squadretta di 1 centimetro è possibile sollevare un peso massimo di un Kilogrammo. Il suo assorbimento varia da qualche milliampere a riposo fino anche a 150 200 milliampere sotto sforzo (calcolo ipotetico). Tuttavia questi dispositivi non nascono per un uso ferroviario, ma per essere inseriti in modelli di auto, navi, aerei ed elicotteri radiocomandati. Cioè dove è richiesta una certa forza per attuare i dispositivi di governo del mezzo in questione.

Per un uso in ambito ferroviario non sono richiesti tali sforzi di lavoro e i servocomandi possono essere comodamente usati senza problemi anche per il nostro hobby.

In questa discussione si è già trattato ampiamente l'argomento, basta leggere :wink:

Edgardo

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Messaggio da Andrea » ven dic 25, 2015 6:43 pm

Anche di questa interessante discussione, ho inserito il link tra le fotoguide.

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Messaggio da magin81 » gio ago 25, 2016 3:49 pm

<div align="center" id="quote2"><table class="quote"><tr><td class="quotetd"></td></tr><tr><td class="quotetd2"><span class="quotetext">Messaggio di <font color="red">Docdelburg</font id="red">

Parliamo di servomotori analogici per ferromodellismo e questo ne è un classico esempio

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Ciao doc,
anche io posseggo questo tipo di servo e in questi giorni sto assemblando i moduli di nuccio.
Tramite intellibox ho settato tutte le cv per regolare la corsa e velocità del servo, ma il movimento non è fluidissimo vista la sua qualità.
Tu hai provato a far qualcosa? Magari impostando le cv542 e cv545?
Grazie

Davide
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Messaggio da Docdelburg » gio ago 25, 2016 5:19 pm

Ciao Davide, piacere di sentirti! :grin:
Sono un pò in disarmo con il ferromodellismo....
Non mi sembra di aver fatto particolari regolazioni se non sulla velocità di rotazione. Premetto che ho quasi sempre usato i decode di Nuccio e in un paio di casi gli ESU lokpilot servo per avere comandi anche manuali. Trattandosi quasi sempre di movimentare i deviatoi non mi sono interessato della fluidità di marcia.
In due casi (cancello e PL) ho invece usato detti servo per movimenti più visibili e, anche se non particolarmente lineari, mi sono accontentato del movimento. Forse balza un pò all'occhio il tremolio del cancello, ma facevo conto più sulla scena che non sull'essenza del movimento.... :wink:



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Messaggio da magin81 » gio ago 25, 2016 5:32 pm

Ciao carissimo,
il piacere è tutto mio. Si, in effetti il cancello tremola un bel pò. Penso forse che agendo sulle cv 542 e 545 si riesca a migliorare la fluidità perchè si va ad agire sulla frequenza del segnale.
Ma sono tutte ipotesi. Se riesco a trovare la soluzione, ti passo le cv settate cosi le imposti anche tu.

Davide
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Messaggio da magin81 » lun set 05, 2016 2:28 pm

Ciao Mauro,
dopo qualche esperimento e soprattutto la conferma di Nuccio, il tremolio del servomotore deriva dalla meccanica dello stesso. Il modulo di Nuccio non può nulla per limitare tale problema.
Io invece ne ho aperto uno, lubrificato la cascata di ingranaggi con grasso bianco robbe, verificata la differenza con uno mai aperto e ti posso assicurare che la differenza c'è.
Per cui da servomotori economici del genere, in tal senso, non ci si può aspettare molto.
Ciao

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Re: Servomotori ..... questi sconosciuti!

Messaggio da Docdelburg » mer apr 25, 2018 6:10 pm

In questa discussione un esempio di come mettere in opera un servomotore dotato di uno o due switch

viewtopic.php?f=88&t=15717
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