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サーボモーター (SG90)

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サーボモーターは、特定の角度や位置に回転できるデバイスです。ロボットアームの移動、ステアリングホイールの操作、カメラジンバルの動作などに使用できます。サーボモーターには3本のワイヤーがあります：電源、グランド、信号。電源ワイヤーは通常赤色で、Arduinoボードの5Vピンに接続します。グランドワイヤーは通常黒色または茶色で、ボードのグランドピンに接続します。信号ワイヤーは通常黄色またはオレンジ色で、ボードのPWMピンに接続します。

ピン配置

  • 茶色のワイヤー: GND

  • オレンジ色のワイヤー: 信号ピン、メインボードのPWMピンに接続します。

  • 赤色のワイヤー: VCC

原理

サーボは一般的に次の部品で構成されています：ケース、シャフト、ギアシステム、ポテンショメーター、DCモーター、組み込みボード。

動作の仕組みは以下の通りです：

  • マイクロコントローラーがPWM信号をサーボに送信し、サーボ内の組み込みボードが信号ピンを通じて信号を受信し、内部のモーターを制御します。

  • モーターがギアシステムを駆動し、減速後にシャフトを動かします。

  • サーボのシャフトとポテンショメーターは連結されています。

  • シャフトが回転すると、ポテンショメーターを駆動し、ポテンショメーターが電圧信号を組み込みボードに出力します。

  • 組み込みボードは現在の位置に基づいて回転方向と速度を決定し、正確に定義された位置で停止し、その位置を保持します。

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作業パルス

角度は制御ワイヤーに適用されるパルスの持続時間によって決定されます。これはパルス幅変調と呼ばれます。

  • サーボは20msごとにパルスを期待しています。パルスの長さがサーボの回転範囲を決定します。

  • 例えば、1.5msのパルスはサーボを90度の位置（中立位置）に回転させます。

  • 1.5ms未満のパルスがサーボに送信されると、サーボは中立点から反時計回りにある程度回転してその出力シャフトを保持します。

  • パルスが1.5msより長い場合はその逆が起こります。

  • サーボが有効な位置に回転するように命令するパルスの最小幅と最大幅は各サーボの機能によります。

  • 一般的に、パルス幅は約0.5ms〜2.5msです。

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例