Introducción
Tarde o temprano, todo aficionado a la robótica decide utilizar un servo como si fuese un motor dotado de una caja reductora. Esto es muy sencillo de lograr, aunque requiere tener bastante cuidado para no terminar con un servo inutilizado. Para los que no saben de que hablamos, la idea es quitar las restricciones mecánicas y electrónicas que posee un servomotor para permitirle girar libremente, aunque conservando la posibilidad de ser comandado desde un microcontrolador. Para que todos puedan llevar a buen puerto el "trucado" de sus servos, hemos escrito esta guía paso a paso, con muchas fotografías para ilustrar cada etapa del proceso.
Abriendo el servo
El servo elegido es el HITEC HS-311, dado que resulta muy fácil de conseguir y su costo es muy bajo. El aspecto (Figura 1) no es diferente al de a mayoria de los servos.
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| Figura 1: HITEC HS-311: un servo muy popular. |
Sin "trucarlo", solo puede girar unos 180 grados. Una vez que hayamos acabado de modificarlo, será capaz de girar libremente en cualquier sentido.
Quitando los tornillos
Estos servos poseen cuatro tornillos, muy largos y delgados, ubicados en su base. Las flechas rojas en la figura 2 muestran su posición. Debemos removerlos utilizando un destornillador con la punta adecuada, para no estropearlos.
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| Figura 2: Tornillos a quitar. |
Una vez que hemos quitado estos cuatro tornillos, podremos retirar la
cubierta superior del servo. Debajo de este plástico se encuentra la
"caja reductora", que consiste en un grupo de engranajes encargados de
reducir la velocidad de giro que proporciona el motor y aumentar su
fuerza. Además, uno de estos engranajes mueve el potenciomentro que
indica a la electrónica del servo cual es la posicion del eje.
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| Figura 3: Ya hemos aflojado los tornillos. |
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| Figura 4: Quitamos la tapa y aparecen los engranajes. |
Quitando los engranajes
Debemos quitar los engranajes, dado que a uno de ellos deberemos quitarle una pestaña que posee. Esta pestaña es el "tope" que evita que el servo se mueva más allá de los 180 grados previstos por el fabricante.
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| Figura 5: Quitamos los engranajes y sus ejes metálicos. |
Quitando la tapa inferior
Es posible que en este punto del "desmontaje", y tal como se ve en la figura 5, la tapa inferior ya se haya desprendido. Si no ha ocurrido es por que se ha pegado. Utilizando una hoja delgada procederemos a
quitarla.
Debajo de ella aparecerá el lado componentes de la placa electrónica que controla el comportamiento del servo:
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| Figura 6: Esta placa controla el servo. |
Esta placa debe ser removida para poder acceder al interior del servo.
Removiendo el PCB
No pierdas el tiempo haciendole fuerza, pues no se quitará a menos que desoldemos los terminales del pequeño motor electrico que está dentro del servo. Los pads a los que debemos quitar el estaño son los
que aparecen marcados con las flechas rojas en la figura 7:
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| Figura 7: Debemos remover el estaño de los dos pads. |
Hay que ser cuidadosos, ya que como se vé en las fotos, muy cerca de esos pads hay algunos componentes (transistores y resistores de montaje superficial).
El aspecto que tendrá la placa una vez efectuadas las tareas de desoldado será el siguiente:
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| Figura 8: Ya hemos desoldado el motor. |
Hecho esto, ya podemos quitar la placa que contiene la electrónica del servo:
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| Figura 9: Ya hemos desoldado el motor. |
Trucaje
Sacando el potenciometro
Debemos quitar un potenciometro que está en el interior del servo, cuyo eje es solidario a uno de los engranajes. La electronica que controla el motor "sabe" cual es la posición del eje gracias a la lectura que efectúa de este potenciometro. Para quitarlo, hay que remover el tornillo de la figura 10:
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| Figura 10: Este tornillo sostiene el potenciometro. |
Pueden verse tres cables de colores que conectan el potenciometro con el PCB. Debemos desoldarlos. En muchos tutoriales similares a este, se quitan los cables desde el lado del PCB. Nosotros los quitaremos
desde el lado del potenciomentro:
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| Figura 11: Desoldamos los cablecillos. |
El motivo de este proceder es preservar la "salud" del PCB: Si no estás demasiado entrenado con el soldador, es posible que estropees algun componente al intentar desoldar los cables.
Reemplando por resistores
La parte electrónica del trucaje consiste en reemplazar este potenciometro por dos resistores.
Estos deben ser lo más parecidos posibles, y sumados deben tener un valor aproximado al del potenciomentro. Este servo tiene un potenciometro de 4.7K, asi que debemos utilizar resistores de 2.2K (o de 2.7K e incluso, de 3.3K).
Es importante que sean muy similares para que la electrónica crea que el cursor del potenciometro se encuentra en el centro. Si no fuesen identicos, el trucaje funcionará igual, pero deberemos compensar esta diferencia desde el software.
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| Figura 12: Lote de resistores de 3.3K |
Hemos tomado un lote de resistores (figura 12) y seleccionado dos con el mismo valor. Esto es necesario ya que el 5% de tolerancia de estos componentes hace que difieran entre si. Nos hemos quedado con estos dos, que el multímetro ha determinado son identicos:
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| Figura 13: Seleccionamos dos del mismo valor. |
Cortamos los terminales de estos resistores con una medida de 1 o 2 milímetros. Debemos soldarlos entre si, como muestra la figura 14:
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| Figura 14: Soldamos los resistores entre si. |
Una vez echo esto, soldamos los cablecillos. Debemos prestar atención, para que el cablecillo que estaba en el centro del potenciometro vaya al centro de los dos resistores. En nuestro caso, el amarillo va al centro, pero podría ocurrir que no todos los servos tengan los mismos colores de cables.
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| Figura 15: Soldamos los cablecillos. |
Luego, antes de "guardarlos" dentro el servo, los protegemos con un spaguetti termocontraible (figuras 16 y 17).
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| Figura 16: Los ponemos "en fila" y... |
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| Figura 17: ...cubrimos con el termocontraible. |
Esto es necesario para evitar el contacto eléctrico con la carcaza metalica del motor.
Rearmando el servo
Ya podemos colocar el PCB en su lugar. El potenciometro no se coloca,
ya que no cumpliría ninguna funcion. Podemos aprovecharlo para algún
otro uso, ya que es de muy buena calidad.
Colocamos los cablecillos con los resistores dentro de la carcaza plástica (figura 18) y colocamos el PCB.
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| Figura 18: "Guardamos" los resistores dentro del servo. |
Con cuidado, volvemos a soldar los bornes del motor a los pads correspondientes:
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| Figura 19: Soldamos el motor. |
Con este paso hemos terminado el trucaje de la electrónica del servo.
Modificando el engranaje
Para terminar nuestro trabajo, debemos ubicar el engranaje de la figura 20, para cortarle la pestaña indicada por la flecha:
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| Figura 20: Esta es la pestaña que debemos quitar. |
Utilizamos una "trincheta" o "cutter" bien afilado para llevar a cabo esta tarea. Hay que tener cuidado de no estropear el engranaje (y de no perder un dedo) durante el procedimiento.
El engranaje quedará tal como se ve en la figura 21:
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| Figura 21: Engranaje trucado. |
Armando el servo
Para finalizar nuestro trabajo, solo resta colocar los engranejes en su lugar y cerrar la carcaza del servo. La foto de la figura 22 puede ser de ayuda para saber que posición ocupa cada uno de ellos.
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| Figura 21: Engranaje trucado. |
Colocamos la tapa superior, y ponemos los tornillos.
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| Figura 23: ¡Trabajo terminado! |
Este paso es el ultimo de nuestro trabajo. El servo está listo para comportarse como un motor.