Moviendo desvíos con servos y Arduino

Buenas a todos y todas los amantes de Arduino!!!

Después de estar mirando como poder mover los desvíos de mi nueva maqueta (aun en construcción) y viendo los precios y los diferentes sistemas (electroimanes, relés, motores caseros, etc..) me he decantado por los servos de modelismo y Arduino.

Lo que más me ha convencido son su bajo precio y lo fácil que son de instalar, si a eso le añadimos una placa Arduino, la cosa se hace mucho más interesante.

Ya no es que solo podamos mover el servo con Arduino, sino que también podremos tener salidas para poder conectar semáforos o cualquier otra cosa que queramos como los corazones de los desvíos.

Servo Tower Pro 9G:

Y la placa de Arduino que he elegido para este proyecto es la Arduino NANO con un shield especial (o ideal) para este proyecto:

Arduino Nano

Shield Arduino Nano

🛠️ Componentes necesarios

Placa de Desarrollo NANO. Placa de Desarrollo NANO.

Comprar

Servo Digital SG90 de 9g para RC." Servo Digital SG90 de 9g RC.

Comprar

Shield S/E prototipo de expansión para Nano V3.0 Shield S/E prototipo de expansión para Nano V3.0.

Comprar

Además el precio es más que asequible, en total las dos placas tienen un coste menor de 8€.

En este caso, al no ir conectadas a ninguna central DCC, he tenido que construir un pequeño panel donde van 4 pulsadores y conectarlos a una entrada analógica.

Si, se podrían haber conectado a pines digitales pero he preferido hacerlo de manera analógica sobre todo por el tema del cableado y por que así me sobran otros tantos pines para una posible ampliación o conectar cualquier otra cosa que se me ocurra, pero eso sera cuando este la maqueta más avanzada. En principio se quedara tal y como se ve en el vídeo.

Los 4 pines asignados a los servos son el 6, 7, 8 y 9 y los 4 pines asignados a accesorios son el 10, 11, 12, 13.

Los pulsadores van conectados en el pin A0 con 5 resistencias de 1K. Luego leeremos estos valores con la función analogRead().

Lectura de pulsadores

La técnica se llama divisor de tensión con resistencias.
En lugar de usar un pin digital por cada pulsador, conectamos los cuatro pulsadores a un único pin analógico ADC. Cada pulsador, al ser presionado, genera un voltaje diferente y único, que el NANO puede leer y distinguir.

El ADC del Arduino Nano (ATMega328P) devuelve valores de 0 a 1023, lo que nos da una resolución de aproximadamente 4.88 mV por unidad (5V / 1023) o lo que es lo mismo 10bits de resolución.

  // Valor de la entrada analógica A0
  int valorPulsador = analogRead(0); 
  
  if (valorPulsador > 600 && valorPulsador < 1023)
  {
    Serial.println("S1");
  }
  else if (valorPulsador > 400 && valorPulsador < 600)
  {
    Serial.println("S2");
  }
  else if (valorPulsador > 300 && valorPulsador < 400)
  {
    Serial.println("S3");
  }
  else if (valorPulsador > 200 && valorPulsador < 300)
  {
    Serial.println("S4");
  }

• S1: 4kΩ -> entre 600 y 1023
• S2: 3kΩ -> entre 400 y 600
• S3: 2kΩ -> entre 300 y 400
• S4: 1kΩ -> entre 200 y 300
• Ningún pulsador presionado: El pin ADC se queda a 0V, la lectura ADC ≈ 0

Conexión pulsadores en una protoboard

Conexión de los pulsadores a Arduino

Pulsadores

Arduino + Shield y servos

Código para mover servos con pulsadores

Aquí está el código con el que leemos los botones con la función analogRead() en A0 para controlar 4 servos en una maqueta a escala H0 o N:

/* Programa final para mover los desvíos de una maqueta mediante
 * servos de modelismo. 
 * Se utilizan 4 pulsadores conectados al pin analógico A0. 
 * Los pines reservados para los servos son: pin 6,7,8,9
 * y van enlazados a los pines 10,11,12,13 respectivamente para encender
 * un LED o accionar un rele 
 */

#include "Servo.h"

Servo servo1;       // Primer servo
Servo servo2;       // Segundo servo
Servo servo3;       // Tercer servo
Servo servo4;       // Cuarto servo 
int swcs = 0;

int estadoPos1 = 1;    // Estado posición servo1
int estadoPos2 = 1;    // Estado posición servo2
int estadoPos3 = 1;    // Estado posición servo3
int estadoPos4 = 0;    // Estado posición servo4

int servoVar1 = 70;    // Posición del servo1 al iniciar el programa
int servoVar2 = 70;    // Posición del servo2 al iniciar el programa
int servoVar3 = 70;    // Posición del servo3 al iniciar el programa
int servoVar4 = 95;    // Posición del servo4 al iniciar el programa

int servoVarMin1 = 70;  // Valor mínimo del servo1
int servoVarMin2 = 70;  // Valor mínimo del servo2
int servoVarMin3 = 70;  // Valor mínimo del servo3  
int servoVarMin4 = 65;  // Valor mínimo del servo4

int servoVarMax1 = 95;  // Valor máximo del servo1
int servoVarMax2 = 95;  // Valor máximo del servo2
int servoVarMax3 = 95;  // Valor máximo del servo3
int servoVarMax4 = 95;  // Valor máximo del servo4

int timeDelay = 50; 	// 90

int Led1 = 10;  // LED en pin 10 para servo1
int Led2 = 11;  // LED en pin 11 para servo2
int Led3 = 12;  // LED en pin 12 para servo3
int Led4 = 13;  // LED en pin 13 para servo4

void setup() 
{
  Serial.begin(115200);
  
  servo1.attach(6);    // Adjuntamos el pin 6 a servo1
  servo2.attach(7);    // Adjuntamos el pin 7 a servo2
  servo3.attach(8);    // Adjuntamos el pin 8 a servo3
  servo4.attach(9);    // Adjuntamos el pin 9 a servo4
  delay (150);
  
  servo1.write(servoVar1); 
  servo2.write(servoVar2); 	
  servo3.write(servoVar3);
  servo4.write(servoVar4);
  delay (150);
  
  servo1.detach();
  servo2.detach();
  servo3.detach();
  servo4.detach();
  
  pinMode(Led1,OUTPUT);
  pinMode(Led2,OUTPUT);
  pinMode(Led3,OUTPUT);
  pinMode(Led4,OUTPUT); 
}

void loop() 
{
  // Valor de la entrada analógica A0
  int valorPulsador = analogRead(0); 
  
  if (valorPulsador > 600 && valorPulsador < 1000)
  {
    swcs = 1;
    Serial.println("S1");
    Serial.println(valorPulsador);
  }
  
  if (valorPulsador > 400 && valorPulsador < 600)
  {
    swcs = 2;
    Serial.println("S2");
    Serial.println(valorPulsador);
  }

  if (valorPulsador > 300 && valorPulsador < 400)
  {
    swcs = 3;
    Serial.println("S3");
    Serial.println(valorPulsador);
  }
  
  if (valorPulsador > 200 && valorPulsador < 300)
  {
    swcs = 4;
    Serial.println("S4");
    Serial.println(valorPulsador);
  }
  
  
  switch (swcs)
  {
    // Movimiento Servo 1 
    case 1:
      servo1.attach(6);    // Adjuntamos el pin 6 a servo1 
      if (estadoPos1 == 1) 
      {
        for(servoVar1 = servoVarMin1; servoVar1 <= servoVarMax1; servoVar1 += 1)
        {
          servo1.write(servoVar1);
          delay(timeDelay);
          // Serial.print (servoVar2);
          // Serial.print (", "); 
    	}    
    	estadoPos1 = 0;
    	swcs = 0;
        digitalWrite (Led1, HIGH);
        delay (50);
      } 
      else 
      {
        if (estadoPos1 == 0)
        {
          for(servoVar1 = servoVarMax1; servoVar1 >= servoVarMin1; servoVar1 -= 1)
          {
            servo1.write(servoVar1);
            delay(timeDelay);
            // Serial.print (servoVar2);
            // Serial.print (", ");
            estadoPos1 = 1;
            swcs = 0;
            digitalWrite (Led1, LOW);
            delay (50);
          }
        }
        servo1.detach();
        break;
   
    // Movimiento Servo 2
    case 2:
      servo2.attach(7);    // Adjuntamos el pin 6 a servo1
      if (estadoPos2 == 1) 
      {
        for(servoVar2 = servoVarMin2; servoVar2 <= servoVarMax2; servoVar2 += 1)
        {
          servo2.write(servoVar2);
          delay(timeDelay);
          // Serial.print (servoVar2);
          // Serial.print (", "); 
        }
        estadoPos2 = 0;
    	swcs = 0;
        digitalWrite(Led2, HIGH);
        delay(50);
      }
      else
      {
        if (estadoPos2 == 0)
        {
          for(servoVar2 = servoVarMax2; servoVar2 >= servoVarMin2; servoVar2 -= 1)
          {
            servo2.write(servoVar2);
            delay(timeDelay); 
			// Serial.print (servoVar2);
            // Serial.print (", ");
          }
          estadoPos2 = 1;
          swcs = 0;
          digitalWrite(Led2, LOW);
          delay(50);
        }
      }
      servo2.detach();
      break;
      
  // Movimiento Servo 3
	case 3: 
      servo3.attach(8);    // Adjuntamos el pin 8 a servo3
      if (estadoPos3 == 1) 
      {
        for(servoVar3 = servoVarMin3; servoVar3 <= servoVarMax3; servoVar3 += 1)
        {  
          servo3.write(servoVar3);
          delay(timeDelay); 
          // Serial.print(servoVar3);
          // Serial.print (", ");
        }
        estadoPos3 = 0;
        swcs = 0;
        digitalWrite (Led3, HIGH);    
    	delay (50);
      } 
      else 
      {
        if (estadoPos3 == 0)
        {
          servo3.attach(8);    // Adjuntamos el pin 8 a servo3
          for(servoVar3 = servoVarMax3; servoVar3 >= servoVarMin3; servoVar3 -= 1)
          {
            servo3.write(servoVar3);
            delay(timeDelay); 
            // Serial.print (servoVar3);
            // Serial.print (", ");
          }
          estadoPos3 = 1;
          swcs = 0;
          digitalWrite(Led3, LOW);
          delay(50);
        }
      }
      servo3.detach();
      break;
  
  // Movimiento Servo 4
    case 4: 
      servo4.attach(9);    // Adjuntamos el pin 9 a servo4
      if (estadoPos4 == 1) 
      {
        for(servoVar4 = servoVarMin4; servoVar4 <= servoVarMax4; servoVar4 += 1)
        {
          servo4.write(servoVar4);
          delay(timeDelay); 
          // Serial.print (servoVar4);
          // Serial.print (", ");
        }
        estadoPos4 = 0;
        swcs = 0;
        digitalWrite(Led4, HIGH);
        delay(50);
      } 
      else 
      {
        if (estadoPos4 == 0)
        {
          for(servoVar4 = servoVarMax4; servoVar4 >= servoVarMin4; servoVar4 -= 1)
          {
            servo4.write(servoVar4);
            delay(timeDelay);
            // Serial.print (servoVar4);
            // Serial.print (", ");
          }
          estadoPos4 = 1;
          swcs = 0;
          digitalWrite(Led4, LOW);
          delay(50);
        }
      }
      servo4.detach();
      break;
	}
    /*
    delay(500);
	Serial.println("");	
	Serial.print(estadoPos1);
	Serial.print(", ");
	Serial.print(estadoPos2);
	Serial.print(", ");
	Serial.print(estadoPos3);
	Serial.print(", ");
	Serial.print(estadoPos4);
    */
}

Si te ha gustado el articulo puedes o quieres ver más proyectos con servos y Arduino, aquí tienes una lista de otros ejemplos que puedes visitar:

• Arduino: moviendo un servo


• Arduino: Brazo robot con servos ( Robot arm )


• Arduino: Brazo robot con servos ( Robot arm ) Parte 2

Saludos a todos y todas!!