8 Servos 128 / 3500 pas Midi

Description de la carte Servomoteurs

La carte 8 Servomoteurs Interface-Z permet de piloter jusqu'à 8 servomoteur simplement en leur envoyant des ordres de position en temps réel. La carte se charge alors de maintenir chaque objet dans la position choisie jusqu'au mouvement suivant.

Une seule carte suffit pour contrôler les moteurs en 128 positions (en Midi standard) ou en 3500 pas. Ces positions se répartissent sur la course choisie : 90° ou 120° (voire 180°). Cette carte permet de plus de mémoriser des positions de repos et possède un mode Sécurité.

Cette vidéo de démonstration, créée par Clément Payen, montre une petite application sonore, avec des baguettes percutant des tasses et des verres. La programmation a été faite en Max et utilise la carte 8 Servos est en mode 128 pas.

Qu'est ce q'un servomoteur ? C'est moteur asservi en position. Ils permettent d'animer des sculptures, robots, marionnettes, maquettes, éclairages, ...

Ces moteurs font tourner, ou placent à une position précise, des objets de poids variable (jusqu'à plusieurs kilogrammes). Les plus courants permettent de faire du positionnement sur un quart ou un demi-tour. Certains tournent en continu à vitesse variable, d'autres sont des servo-treuils à plusieurs tours. La variété des têtes adaptables, fixées sur l'axe, permet d'y associer n'importe quel objet à déplacer.

Les servomoteurs se trouvent dans les magasins de modélisme, mais nous pouvons aussi vous en fournir. La documentation indique comment les brancher quelle que soit leur marque.

Pour plus de détails sur les servomoteurs, consultez la page ... "Servomoteur" dans la section Conseils.

Exemples d'applications

Les objets fixés sur les servos peuvent être :

- des outils : des capteurs (télémètres, caméras, appareil photo, etc) ou des boutons de commandes (potentiomètres de réglage d'appareils) ; 
- des éléments de sculptures ou de décor, participant à l'effet visuel perçu par le public de l'installation.

En fixant des baguettes sur la tête rotative des moteurs, on peut réaliser des animations de marionnettes, dont les mouvements seraient liés à la musique, le comportement du public ou encore les conditions atmosphériques.

Ils servent également à obturer, totalement ou partiellement avec des plaques percées, des projecteurs de lumière ou videoprojecteurs (cela permet ainsi d'obtenir un noir absolu). 

Il peut aussi servir à orienter des objets, déplacer des éclairages ou des petites caméras.
En utilisant des servotreuils de modélisme, on peut tendre des filins pour faire bouger des tissus, faire monter et descendre des objets.

Coupler deux servomoteurs permet d'orienter un objet dans les trois directions de l'espace et ainsi fabriquer de petits robots.

Remarques techniques

Alimentation électrique, position de repos, mode Sécurité, parasitages... Quelques éléments à connaître.

Dimensionnement

Il faut dimensionner les moteurs en fonction du poids qu'ils soulèvent : un moteur trop faible force et risque de casser.

A gauche un moteur trop faiblement dimensionné, qui force ; 
à droite un moteur suffisamment puissant pour cette application.

Savoirs sur la carte

Comment brancher les servomoteurs sur la carte, quelle alimentation électrique utiliser, avec quels logiciels la carte est-elle compatible ?

• Le système peut fonctionner avec une pile 9 V pour la carte et un pack d'accu de modélisme pour les servomoteurs, dans le cas d'une utilisation mobile (par exemple robot marcheur).
• La mémorisation des positions de repos permet de maîtriser la position des moteurs lorsque la carte est branchée mais qu'elle ne reçoit pas d'ordres.
• Le mode Sécurité évite les forçages des moteurs en cas de plantage de programmation (à condition d'avoir défini des positions de repos confortables pour l'installation).
• Attention aux rallonges longues : les servomoteurs ont des fils de connexion très courts, branchés directement sur la carte. S'il y a besoin d'éloigner le moteur, il ne suffit pas simplement de le brancher sur une rallonge 3 fils comme pour les capteurs. Le moteur risque de trembler et de mal obéir aux commandes. La solution est d'intercaler entre le servo et la rallonge un petit filtre de déparasitage. Si l'éloignement entre la carte et le servo dépasse 3 mètres, il vaut mieux que la rallonge soit blindée.
• Le split Midi incorporé permet d'enchaîner plusieurs cartes actionneurs.

Branchements, pilotage, alimentation, etc

Compatibilité et pilotage

Afin de s'adapter à tout, le module 8 Servomoteurs est pilotable depuis tout logiciel capable d'envoyer des messages Midi de type Control Change, par exemple : Max / MSP, Isadora, Usine, Pure-Data, Ableton Live, VVVV, EyesWeb, Processing etc...

Les canaux et numéros de messages sont configurables, ce qui permet de gérer 8 cartes (64 servomoteurs) par canal Midi et 16 canaux, donc 512 servomoteurs au total.

Connectique et fixation

• Entrée Midi ;
• Sortie Midi splitter intégré ;
• 8 connecteurs pour servomoteurs, picots 3 points ;
• Connecteur 4 points pour les alimentations basse tension ;
• 4 emplacements de fixation, aux angles.

Branchement des servomoteurs

Il ne faut pas se tromper de sens pour ne pas abîmer le moteur. Un marquage sur la carte permet de s'orienter.

Remarques technique

Alimentation

• Pour la carte : 9 V à 15 V continu, capable de fournir 100 mA
• Pour les servomoteurs : 4,5 V à 6 V continu, capable de fournir 8 A

La carte est compatible avec les alimentations à découpage standards pour PC, la solution la plus simple dans le cas d'une installation disposant du 220 V. Ces alimentations fournissent une tension de 5 Volts pour les moteurs et de 12 Volts pour la carte. La documentation de la carte servo explique comment les utiliser.

Cette courte vidéo montre les fils disponibles sur ce type d'alimentation.

Réglage des servomoteurs

Course des servomoteurs standards ajustable à 90° ou à 120 °, en 128 pas ou 3500 pas.

Mode Sécurité et mémorisation des positions de repos

La gestion de la carte se fait avec l'activation d'interrupteurs sur la carte.

La mémorisation de positions permet de faire qu'au prochain démarrage de la carte les servomoteurs se mettent en place sur ces positions choisies.

• Attention à ne pas activer la mémorisation si l'on ne souhaite pas l'utiliser.

La sécurité fait que, en absence de réception d'ordres Midi, les servomoteurs reviennent en position de repos. En cas par exemple de l'arrêt brutal de l'ordinateur pilotant les moteurs, cela permet d'éviter des forçages, de la chauffe et de la casse.

Split Midi incorporé

La sortie Midi (marquée Out) renvoie en sortie les messages Midi reçus, ce qui permet de piloter une autre carte actionneur directement branchée sur la carte Servomoteurs. Cela économise un port Midi sortant sur l'ordinateur qui pilote l'installation.

Attention au running status en Midi.

Documentations, programmation et ressources

Documentations :

• Documentation de la carte 8-Servo-128-3500.pdf
• Page d'informations sur les servomoteurs.

Téléchargements de patchs pour la carte servo au protocole Midi :

• Patchs pour 128 pas Isadora, Max, Pure Data, détaillés, avec explications
• Patchs 3500, avec explications
• Archive des Patchs résolution 128 pas Isadora, Max, PD + docs
• Archive des Patchs résolution 3500 pas + docs

Montage de la version en kit

Rappel : le kit partiel ne comporte que le circuit imprimé et le composant programmé. Le reste des composants est à trouver indépendamment.

• Kit filtre pour rallonges : Rallonge-Servo.pdf

Aide au montage des kits : 
Vous pouvez consulter les pages d'aide à la reconnaissance des composants et des marquages : Nomenclature et description des composants électroniques

Anciennes versions

La carte actuelle est une évolution de cartes plus anciennes.

8 Servos 128 / 3500 pas sans split

Cette carte fonctionne exactement de la même façon que l'actuelle. La seule différence est qu'elle ne dispose pas de split Midi.
Documentation : 8-Servo-128-3500.pdf

8 Servos 128 / 8 Servos 3500 pas distinctes

Les pages de description restent en ligne pour les utilisateurs des versions précédentes. La carte actuelle reste compatible directement avec les programmes prévus pour fonctionner avec les deux anciennes cartes, il faut juste vérifier sa configuration 128 ou 3500 pas.

Ancienne carte

Documentations des anciennes cartes : 
Midi-SERVO 128 pas : Midi-Servo-128.pdf
Midi-SERVO 3500 pas : Midi-Servo-3500.pdf