Comprendre les servomoteurs

Sous le couvercle d'un servo, quatre organes se partagent le travail. Un petit moteur CC fournit la rotation brute — rapide et faible. Un réducteur la démultiplie : l'axe de sortie tourne lentement mais avec du couple. Un potentiomètre, solidaire de cet axe, mesure en permanence l'angle réel. Et une petite carte électronique — le cerveau — écoute tout ce monde.

C'est ce potentiomètre embarqué qui change tout : le servo connaît sa propre position. On ne lui dit pas « tourne », on lui dit « va à 90 degrés » — il calcule l'écart entre là où il est et là où on le veut, s'y rend, et y RESTE. La course est bornée, en général de 0 à 180 degrés, par des butées mécaniques internes.

Assemble les quatre organes et tu obtiens un asservissement — une boucle fermée : le potentiomètre PERÇOIT l'angle réel, le cerveau DÉCIDE en le comparant à l'angle demandé, le moteur AGIT pour réduire l'écart. La boucle tourne en continu : dès que l'écart est nul, le moteur se calme ; dès qu'il réapparaît, la correction repart.

C'est cette boucle qui explique le comportement étrange du servo : pousse son bras du doigt, il résiste et revient. Ton doigt crée un écart entre angle mesuré et angle demandé — et l'écart déclenche aussitôt la riposte du moteur. Voilà pourquoi un servo tient une charge sans dériver : il ne « bloque » pas, il corrige sans relâche.

Le servo n'a qu'un fil de commande, alors l'angle voyage sous forme de code : une impulsion dont la LARGEUR porte le message, répétée toutes les 20 ms — 50 fois par seconde. Le dictionnaire tient en trois lignes : 1 ms = 0°, 1,5 ms = 90°, 2 ms = 180°. Entre les deux, tout est proportionnel : chaque degré vaut environ 5,6 µs de largeur en plus.

La règle de trois, à connaître dans les deux sens : largeur = 1 ms + angle ÷ 180 × 1 ms, et angle = (largeur − 1 ms) × 180. La répétition toutes les 20 ms n'est pas décorative : c'est le rafraîchissement de la consigne. Tant que la même largeur revient, le servo tient son angle ; si les impulsions cessent, la plupart des servos relâchent l'effort.

La ressemblance est trompeuse : dans les deux cas, des créneaux. Mais la PWM d'un moteur dose une ÉNERGIE : c'est le rapport cyclique — la part du temps passée au niveau haut — qui fait la vitesse. Le signal servo, lui, transporte un MESSAGE : c'est la largeur absolue, entre 1 et 2 ms, qui code l'angle. L'énergie du servo ne passe pas par le fil de signal : elle arrive par le fil d'alimentation.

La preuve par les nombres : 1,5 ms toutes les 20 ms, c'est un rapport cyclique de 7,5 % — et pourtant l'ordre est « 90 degrés », pas « 7,5 % de puissance ». Allonge la période à 25 ms sans toucher à la largeur : l'angle demandé reste le même, car seule la largeur compte. Confonds les deux logiques, et ton code enverra des angles absurdes sans comprendre pourquoi.