O torque do servo Mg90s não é suficiente. Não entrar em pânico. Esta é a escolha mais confiável.

Ei, irmão, você está preocupado com seu robozinho, carro ou modeloservode novo? Você obviamente comprou o MG90S, mas descobriu que ele é “impotente” e não consegue mover suas peças estruturais? Não se apresse em culpar oservo. Muitas vezes, não é que não seja poderoso, mas sim que temos um pequeno mal-entendido sobre seu parâmetro central de “torque”. Hoje vamos falar sobre o torque do MG90Sservoe como aproveitá-la bem para que sua criatividade possa ser implementada de forma constante.

Quanto torque é suficiente?

Quando muitos amigos adquirem o MG90S, a primeira coisa que fazem é olhar a tabela de parâmetros, que diz 1,8kg/cm (4,8V) ou 2,2kg/cm (6,0V), e então o usam com segurança como um "Hércules". O resultado? Assim que subi na estrutura, descobri que não conseguia nem levantar os pauzinhos. Na verdade, este valor é o torque máximo do rotor travado medido quando o comprimento do braço do servo é de 1 cm, ou seja, quão potente ele pode ser quando "retém". Quando você realmente o usa, à medida que o braço do servo se alonga, o braço do momento muda e a potência que pode ser produzida é bastante reduzida. Por exemplo, se você usar um braço de 3cm, o torque efetivo é dividido diretamente por 3, restando apenas cerca de 0,6kg, então é normal sentir-se "chato".

Portanto, devemos fazer alguns cálculos nas fases iniciais da concepção do projeto. Você deve primeiro estimar quanta força seu mecanismo requer. Por exemplo, se você deseja puxar uma peça pequena de 50 gramas, mas sua haste de tração tem 4 cm de comprimento, então o servo deve ser capaz de produzir pelo menos 2kg/cm de torque para ser seguro. Nessa hora, se você olhar os 1,8kg/cm do MG90S, você terá uma ideia: ou otimizar a estrutura e encurtar o braço de momento, ou substituí-lo por um servo com maior torque. Não espere até que algo seja feito apenas para descobrir que não pode ser empurrado. Seria como chorar sem lágrimas.

O nível de tensão tem um grande impacto no torque?

Não subestime a tensão da fonte de alimentação, seu impacto no torque do MG90S pode ser considerado imediato. Como acabei de dizer, o servo é de 1,8kg/cm a 4,8V e pode subir para 2,2kg/cm a 6,0V. Há uma diferença de mais de 20%! Muitas vezes, se você sentir que o servo está fraco, pode ser que sua fonte de alimentação não esteja acompanhando. Muitos jogadores DIY usam diretamente o pino de 5V no microcontrolador para alimentar os servos. Essa pequena corrente não pode alimentá-los o suficiente. Especialmente quando vários servos trabalham juntos, quando a tensão cai, o torque é instantaneamente reduzido e os servos começam a “tremer” ou “ficar preguiçosos”.

️ Minha sugestão é: alimente o servo separadamente. Use uma bateria de lítio 2S (7,4 V) ou uma bateria de níquel-hidreto metálico de 5 células (6 V) e reduza-a para 6 V por meio de um módulo de estabilização de tensão para alimentar especificamente a caixa de direção. Este truque é particularmente eficaz. Você descobrirá que o mesmo MG90S tem uma sensação de potência completamente diferente após a troca da fonte de alimentação, e a velocidade de resposta também é muito mais rápida. Claro, você também deve ter cuidado para não sobrecarregar. O máximo nominal do fabricante é 6V. Se você fornecer 7,4 V, pode parecer bom por um tempo, mas é fácil queimar o chip, então o ganho supera a perda.

Como a estrutura mecânica afeta o torque real?

Apenas olhar para os parâmetros do servo às vezes irá ignorar uma grande armadilha - sua estrutura mecânica. Acabamos de falar sobre o braço do momento, mas na verdade isso é apenas a ponta do iceberg. Pense nisso, se o seu mecanismo de transmissão apresenta atrito ou travamento, como o uso de rolamentos não lisos, ou o ângulo entre as bielas está errado e cria um grande componente de força, então a maior parte da energia do mecanismo de direção é desperdiçada para superar sua própria resistência, e muito pouco está realmente funcionando. Já vi um braço mecânico feito por um amigo antes, mas ainda não conseguia levantá-lo mesmo depois de usar um servo de alto torque. No final descobri que os parafusos da junta estavam muito apertados e o problema foi resolvido afrouxando um pouco.

Portanto, além de escolher o servo certo, gastar algum tempo otimizando a estrutura mecânica costuma ser a maneira mais econômica de “aumentar o torque”. ️ Algumas sugestões: Tente deixar o eixo de saída do servo acionar a carga diretamente para reduzir os elos intermediários; use rolamentos em vez de atrito direto; certifique-se de que o espaço de movimento de todas as partes móveis seja suave e não as deixe "brigar" umas com as outras. Às vezes você nem precisa mudar para um servo mais caro, basta ajustar a estrutura, e o torque do MG90S é suficiente.

Como escolher entre dentes de plástico e dentes de metal

Na verdade, o MG90S tem dois irmãos comuns, um é o MG90S (dentes de metal) e o outro é o SG90 (dentes de plástico). Muitas pessoas ficam confusas e confusas, ou olham apenas para o preço. Se você tem requisitos de torque, principalmente em situações com cargas de impacto, como nas articulações das pernas de robôs e no gimbal de um quadricóptero, deve escolher o MG90S com dentes de metal. Quando o SG90 com dentes de plástico é impactado por forças externas ou travado, as engrenagens internas “varrem” facilmente e são descartadas diretamente. Os dentes de metal são muito mais resistentes ao impacto e podem suportar maior torque instantâneo.

️ No entanto, os dentes de metal também possuem características próprias. É relativamente "difícil" e não possui buffer. Se a carga for muito grande ou presa, todo o torque atuará nas engrenagens e motores, o que pode, na pior das hipóteses, queimar o chip do driver ou, na pior das hipóteses, queimar o motor. Portanto, se você usar dentes de metal, será necessário adicionar uma camada adicional de proteção ao software ou circuito, como configurar a detecção de travamento no programa e desligar imediatamente a energia se a corrente estiver anormal. De modo geral, quando se busca durabilidade e resistência, os dentes de metal são a primeira escolha; mas se você está buscando custos e o cenário de aplicação é muito leve, dentes de plástico também podem ser usados.

Existe alguma relação entre sinal de controle e torque?

Esta questão é bastante interessante. Muitos novatos que jogam ou usam microcontroladores perguntarão: "Dei o sinal PWM correto e o ângulo do servo foi alcançado. Por que o torque parece diferente?" Na verdade, o sinal PWM determina apenas para qual ângulo o servo irá girar. Para manter este ângulo, o servo produzirá "automaticamente" o torque máximo que pode fornecer sob a tensão atual. Ou seja, desde que você dê o sinal certo, ele fará o possível para manter essa posição. Portanto, se você achar que o torque é insuficiente, basicamente não é um problema de sinal, mas um problema de fonte de alimentação e carga, conforme mencionado anteriormente.

Mas há uma exceção, ou seja, se o seu sinal de controle for instável, como jitter ou ruído, fazendo com que o servo "hesite" e faça ajustes finos constantemente, então ele realmente parecerá "fraco" e ficará seriamente aquecido. Portanto, também é importante garantir a estabilidade das linhas de sinal. Tente usar fios blindados ou linhas de sinal e linhas de energia separadas para evitar interferência eletromagnética. Um sinal PWM limpo e estável permite que o servo produza toda a sua potência sem distrações.

Compartilhamento prático de casos de aplicação

Tendo dito tanta teoria, vamos ser um pouco práticos. Pegue um pequeno braço robótico de mesa que fiz antes. Para controlar custos, diversas juntas utilizaram a versão de dente metálico MG90S. No início, o servo na articulação do braço não conseguia ser levantado e todo o braço tremia. Verifiquei de acordo com as ideias acima: primeiro mudei a fonte de alimentação de 5V para um módulo BEC independente de 6V, o que aumentou significativamente a resistência; depois encurtei o braço de momento do braço grande em 2 cm e redesenhei o conector, para que o servo possa ser facilmente levantado; finalmente, reajustei o aperto de todos os parafusos das juntas para garantir um movimento suave. No final, este pequeno braço robótico não apenas operou com sucesso, mas também agarrou e colocou pequenas peças de forma constante, e o efeito excedeu em muito as expectativas.

Portanto, contanto que você use o servo MG90S da maneira certa, é uma escolha realmente econômica nas áreas de pequenos robôs, modelos e dispositivos DIY. Embora seu poder não seja excelente, é pequeno em tamanho, acessível e responsivo. Para fazermos inovação de produtos ou projetos pessoais, desde que pensemos mais na estrutura, alimentação e controle, podemos liberar totalmente 120% do seu potencial.

Depois de ler este artigo, você também pensou no projeto em que está trabalhando? Você acha que o torque do MG90S é suficiente? Ou você encontrou problemas semelhantes? Bem-vindo a conversar sobre sua experiência na área de comentários. Talvez a sua partilha possa ajudar outro amigo que esteja preocupado.