Der SG-90 Servo Motor – einfach erklärt!

Servo Motoren

Ein Gleichstrom Servomotor besteht aus einer Motorsteuerung mit einem Elektromotor und einem Getriebe. Zur Positionsbestimmung wird ein Potenziometer verwendet. Sie werden auch in Spielzeug verwendet und sind als RC-Servomotoren bekannt. 

RC-Servomotoren sind klein, billig und einfach in Systemen mit Mikrocontrollern zu verwenden. Servomotoren können sich meistens nur um 180 Grad drehen und der Winkel wird über ein Pulsweitensignal vorgegeben. Ihr Zweck ist es, eine präzise Positionierung in einem Winkelbereich von 0 bis 180 Grad zu ermöglichen. 

Servo Motor SG-90

Der SG-90 Servomotor ist sehr weit verbreitet im Hobby Bereich und ist für ein paar Euro erhältlich. Man kann den Servo direkt am NodeMCU oder Arduino mit 3,3V – 5V Spannung versorgen, es ist aber empfohlen für einen Dauerbetrieb eine externe Spannungsversorgung bereitzustellen. Für unsere Tests und da wir nur einem Servo Motor betreiben, schliessen wir ihn direkt an. Der SG-90 Servomotor kann, wenn er mit 4,8 Volt betrieben wird ein maximales Drehmoment von 2,5 kg/cm aufbringen und hat eine Geschwindigkeit von 0,1 Sekunden für eine 60° Drehung. Das Getriebe ist bei den billigeren Modellen aus Plastik, es gibt aber auch Modelle mit Metallgetriebe die viel robuster sind. Die Version mit Plastik Getriebe hat ein Gewicht von 9 Gramm und es sind verschiedene Adapter beigelegt. 

SG90 servo Motor vom Buch
Wie steuert man einen SG-90 Servo Motor?

Die Drehung der Welle vom SG-90 Servomotor hängt von der Frequenz und dem Tastgrad des PWM-Signals ab. Für die meisten RC-Servomotoren ist eine PWM-Frequenz von 50 Hz erforderlich. Sie können sich zwischen 0° und 180° bei einem Tastgrad  des PWM-Signals zwischen 1 und 2 Millisekunden drehen. Ein Tastgrad  von einer 1 ms bei einer Frequenz von 50 Hz bewegt die Servowelle in einen Winkel von 0°. 1,5 ms bewegt die Servowelle auf 90° und 2 ms auf 180°. 

SG90 PWM
Wie schlisst man einen SG-90 Servomotor an?

Der SG-90 Servomotor hat drei Anschlüsse. VCC ist immer in der Mitte um einen falschen Anschluss zu verhindern und wird an +5 Volt gelegt, die Farbe ist meistens rot. GND mit den Farben schwarz oder braun wird am Mikrocontroller auf GND gelegt und als letztes haben wir noch den Signalanschluss. Dieser hat die Farbe Gelb oder weiß und wird auf den Pin für das PWM Signal angeschlossen.

SG90 Anschluss
SG90 Servomotor mit Poti an verschiedene Mikrocontroller

Um die Funktion besser verstehen zu können, machen wir ein Beispiel Projekt. Wir lesen die Position von einem Potenziometer aus und drehen den Servomotor von 0° bis 180° je nach Stellung vom Poti. Für den Arduino und den ESP8266 gibt es eine schon vorinstalliert Servo.h library die uns das Ansteuern sehr erleichtert. Für den ESP32 funktioniert diese Library leider nicht aber wir können uns die ESP32Servo Library von Kevin Harrington über den Library Manager installieren. Diese emuliert die Servo Library und bring sogar noch weitere Funktionen mit. Aber schauen wir uns die beiden Programme getrennt an und starten mit dem ESP8266 und den Arduinos.

SG90 Anschlusstabelle

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