[Elegoo： 9] サーボモータポテンショメータでモータのシャフト(角度)を制御する

概要 (Overview)

• サーボモータについて学ぶ
• ポテンショメータでサーボモータのシャフト(角度)を制御する

使用する電子部品 (Component Required)

電子種別	電子部品	個数
マイコン	Elegoo UNO R3 マイコンボード	1
	USBケーブル	1
能動	サーボモータ	1
機構	ポテンショメータ	1
	ブレッドボード	1
	ジャンプワイヤ(赤)[オス-オス]	3
	ジャンプワイヤ(黒)[オス-オス]	3
	ジャンプワイヤ(黄)[オス-オス]	2

電子部品について (Component Introduction)

サーボモータ SG90

"サーボ"とは、指示した位置や速度にすばやく追従させる制御をおこなう装置。
サーボモータは精密に制御できるギア(歯車)とシャフト(軸)を統合したモータで、 電気を入れたら回る、回りっぱなしのモーターではなく、
検出器がモーターの状態(速度や回転角度)をフィードバックしながら
回転の速度や位置を制御するドライバーと組み合わせて使用する

《データシート》
コネクタ	JR/FP
動作速度	0.12秒/60度(4.8V)、0.10秒/60度(6.0V)
停動トルク(4.8V)	1.6kg/cm
温度	-30〜60℃
デッドバンド幅	5us
使用電圧	3.5 - 6V
寸法	3.2cm×3cm×1.2cm
重量	134グラム

《端子》
ServoMotor	Pin
Brown	GND
Red	5V
Orange	Digital (PWM) 9 or 10

電子回路 (Electronic Circuit)

回路図 (Schematic)

実体配線図 (Wiring Diagram)

実践 (To Practice)

配線写真 (Example Picture)

プログラム (Code)

サーボライブラリ

• Arduinoボードからシャフトの角度である電気パルスを送信してモータを制御する
• サーボは精密に制御できるギア(歯車)とシャフト(軸)を統合したモータで、 一般的なサーボはシャフトを様々な角度(0～180度)にすることができる
• 殆どのボードで12個のサーボオブジェクトを作成可能だが、
  多くのサーボを制御する場合はArduinoの5Vピンではなく、
  外部から電源を供給する
  ※ この場合必ずArduinoと外部電源のアースを接続する

書式	引数	説明
uint8_t Servo::attach(int pin) uint8_t Servo::attach(int pin, int min, int max)	pin：デジタルピン番号 min：最小値 max：最大値	サーボにピンに割り当て 0～180度のパルス幅を マイクロ秒で指定 ※9,10ピンのPWM機能⇒不可 ※省略時:min[544],max[2400] （一部:min[700],max[2300]）
void Servo::write(int value)	value：角度(0-180)	サーボに角度を書き込み シャフトを制御する
void Servo::writeMicroseconds(int value)	value：角度(0-180)	サーボに角度のパルス幅を マイクロ秒単位で書き込み、 シャフトを制御する
int Servo::read()		サーボの現在位置(0-180)の 角度を戻す
bool Servo::attached()		サーボ変数がピンに 割り当てられているかを 戻す
void Servo::detach()		サーボ変数をピンから 切り離す ※9,10ピンのPWM機能⇒可

スケッチ

/**********************************************/
/* 【 Elegoo：9 】サーボモータ                  */
/*    ポテンショメータで                        */
/*    サーボモータのシャフト(角度)を制御する     */
/**********************************************/

/*----------------------------*/
/* サーボ ライブラリ
/*----------------------------*/
#include <Servo.h>


// サーボオブジェクトの作成
Servo objServo;

// シャフトの角度
int intAngle = 0;

/*----------------------------*/
// ポテンショメータ(10K)使用
/*----------------------------*/
#define METER 

/*----------------------------*/
// ピンの定義
/*----------------------------*/
#define PIN_SERVO 9   // D9：サーボモータ
#define PIN_METER 0   // A0：ポテンショメータ(角度)


/*********/
/* setup */
/*********/
void setup(){

  // --------------------------------------------------
  // サーボモータにピンに割り当て,
  // 0～180度のパルス幅をマイクロ秒で指定
  // --------------------------------------------------
  objServo.attach(PIN_SERVO, 700, 2300);

  // --------------------------------------------------
  // シャフト位置の初期化
  // --------------------------------------------------
  objServo.write(0);  // サーボに角度を書き込む
  delay(500);         // シャフトがその位置に達するのを待つ

}

/********/
/* loop */
/********/
void loop(){

// --------------------------------------------------
// ポテンショメータでシャフトを制御する
// --------------------------------------------------
#ifdef METER
  // ポテンショメータから角度(0-180)を読み込む
  intAngle = map(analogRead(PIN_METER), 0,1023,0,180);
  objServo.write(intAngle); // サーボに角度を書き込む
  delay(10);                // シャフトがその位置に達するのを待つ

// --------------------------------------------------
// 角度：0⇔180度でシャフトを制御する
// --------------------------------------------------
#else

  // 角度：0 → 180度
  for (intAngle = 0; intAngle <= 180; intAngle += 1){ 
    objServo.write(intAngle);   // サーボに角度を書き込む
    delay(10);                  // シャフトがその位置に達するのを待つ
  }

  // 角度：180 → 0度
  for (intAngle = 180; 0 <= intAngle; intAngle -= 1){ 
    objServo.write(intAngle);   // サーボに角度を書き込む
    delay(10);                  // シャフトがその位置に達するのを待つ
  }

#endif
}

結果(動画)・モニタリング

サーボモータのシャフト(角度)を制御する

ポテンショメータでサーボモータのシャフト(角度)を制御する