Servomoteurs : commander un angle

Le servo parle par trois fils aux couleurs normalisées : marron (parfois noir) pour la masse, rouge pour l'alimentation 5 volts, orange (parfois blanc ou jaune) pour le signal. Deux fils d'énergie, un fil d'information : le signal ne transporte que quelques milliampères — le message pèse peu, c'est le fil rouge qui porte la force.

L'ordre de câblage des pros : la masse d'abord — la référence commune avant tout —, l'alimentation ensuite, le signal en dernier, vers une broche de commande du microcontrôleur. L'erreur classique est de poser le fil de signal sur une borne d'alimentation : rien ne grille en général, mais le servo reste sourd, et on cherche longtemps.

Les deux formules jumelles à savoir par cœur : largeur = 1 ms + angle ÷ 180 × 1 ms, et angle = (largeur − 1 ms) × 180. Les jalons qui en découlent : 0° → 1 ms ; 45° → 1,25 ms ; 90° → 1,5 ms ; 135° → 1,75 ms ; 180° → 2 ms. Chaque quart de course ajoute un quart de milliseconde — soit environ 5,6 µs par degré.

Et toujours la même cadence : la largeur choisie se répète toutes les 20 ms, 50 fois par seconde. C'est un rafraîchissement, pas une addition — envoyer cinquante fois « 1,5 ms » ne fait pas avancer le bras de 50 crans, cela redit cinquante fois « tiens 90 degrés ». Tant que l'ordre revient, le servo tient bon.

Balayer de 0° à 180°, ce n'est pas un ordre : c'est une suite d'ordres. Toutes les 20 ms, on envoie un angle légèrement différent du précédent — 90, 91, 92… Le servo poursuit une cible qui glisse, et le mouvement paraît continu parce que les pas sont petits. Le balayage, c'est de l'animation : des images fixes enchaînées assez vite.

La taille du pas fait toute la qualité du geste : 1 à 2 degrés par période et le bras coule ; 20 degrés d'un coup et il saute par à-coups en secouant la mécanique. Premier aperçu d'une vérité de roboticien : le servo va toujours aussi vite qu'il peut vers sa consigne — la douceur, c'est TOI qui la fabriques en découpant la trajectoire.

Asservir l'angle à un potentiomètre, c'est enchaîner trois échelles : la tension du potentiomètre devient un nombre 0-1023 grâce au convertisseur analogique-numérique ; une règle de trois transforme ce nombre en angle 0-180° ; la règle de trois du servo transforme l'angle en largeur 1-2 ms. Deux conversions, et ta main commande le bras.

Le tout tourne dans la boucle du programme : lire, convertir, commander — 50 fois par seconde, au rythme des 20 ms du signal. Vérifie toujours les extrêmes de la chaîne : 0 doit donner 0° et 1 ms, 1023 doit donner 180° et 2 ms. Si un bout de la chaîne est décalé, c'est TOUTE la course qui se décale avec lui.