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発行済み 2026-02-21
で遊んでいるときにこの恥ずかしさを感じたことはありますか？サーボ: 回転させ続けたいのですが、速度は制御できませんか?普通の180度サーボPWMを使用して角度を制御することもできますが、360度の連続回転は可能です。サーボ速度調整機能はありません。今日は、この問題点を解決し、360 度サーボで真の速度制御を実現する方法について説明します。
位置ポテンショメータは実際には 360 度連続回転サーボから取り外されているため、信号の方向のみを認識し、角度は認識しません。回転を遅くしたい場合、基本的な原理は入力信号のパルス幅範囲を変更することです。標準サーボの中性点は一般に1.5msのパルス幅です。この値から少しでも外れると回転を始めます。偏差が大きいほど、より速く回転します。
マイコンから異なるパルス幅のPWM波を出力することで速度調整を実現できます。たとえば、Servo ライブラリを使用する場合、通常の write(90) は停止しますが、ゆっくり転送したい場合は write(85) または write(95) を試すことができます。値が90に近づくほど回転速度は遅くなり、90から離れるほど回転速度は速くなります。
幸いなことに、ほとんどの場合、ハードウェアを変更する必要はまったくありません。通常の 360 度サーボ自体は、一定範囲内の速度調整をサポートしていますが、この機能を知らない友人も多くあります。コントローラーが正確な PWM 信号を出力できる限り、速度の調整を直接開始できます。
ただし、特に安価なサーボを使用している場合、その制御チップが細かい速度調整をサポートしていない可能性があることに注意してください。この場合、より高品質のデジタルサーボに交換するか、サーボを自分で改造して内部のメイン制御チップを交換することを検討できます。ただし、初心者の場合は、まだハードウェアを急いで変更せずに、ソフトウェアを調整してみてください。
実はプログラミングは難しいものではありません。あなたと一緒にアイデアを検討してみると理解できると思います。たとえば、Servo ライブラリの 2 つの主要な関数 () と () を理解するだけで済みます。 () を使用すると、パルス幅をマイクロ秒レベルまで正確に制御できます。これは、write() 角度モードよりも正確です。
️具体的な手順は以下の通りです。
1. まずサーボを接続するピンを()で指定します。
2. 次に、ループを通じてパルス幅の値を徐々に変更します。
3. たとえば、1500 マイクロ秒から 1700 マイクロ秒までゆっくりと増加すると、サーボは停止状態から最高速度まで徐々に加速します。
4. 速度を落としたい場合は、逆の操作を行い、パルス幅をゆっくりと 1500 に戻します。
通常の PWM で十分ですが、重要なのは周波数と分解能を確保する必要があることです。ほとんどのサーボは 50Hz の周波数、つまり 20ms の周期で動作します。このサイクル内で、出力するハイレベル時間はマイクロ秒レベルまで正確である必要があります。
マイクロコントローラの PWM 分解能が十分でない場合、たとえば、8 ビット分解能 (0 ～ 255) しかない場合、速度調整の精度は制限されます。現時点では、タイマー割り込みを使用して自分で PWM をシミュレートするか、8 ビット AVR よりもはるかに正確な STM32 などの 16 ビット分解能のマイクロコントローラーに直接切り替えることができます。
また、主に電源の問題や干渉が原因で、速度が不安定になることもありました。サーボ起動時の電流は非常に大きくなります。電源が十分に強力でない場合、電圧が低下すると制御信号が不正確になります。サーボ用に別の電源を用意し、マイコンと電源を共有しないことをお勧めします。
また、信号線はできるだけ短くしてください。シールド線を使用するか、磁気リングを追加するのが最善です。ソフトウェア上で速度変動が見つかった場合は、いくつかの速度の平均を取って出力するなど、簡単なフィルタリング アルゴリズムを追加できます。もう 1 つのコツは、プログラムに遅延補正を追加して、パルス幅の変化をよりスムーズにし、急激な加速と減速を避けることです。
これは確かに高度なゲームプレイであり、その効果は非常に優れています。 PID アルゴリズムは、設定した目標速度と実際の速度測定フィードバックに基づいて出力パルス幅を自動的に調整し、設定値付近の速度を安定させます。これを実現するには、速度を測定するためにエンコーダまたはホール センサーをサーボに追加する必要があります。
ただし、ほとんどの初心者レベルのプロジェクトにとって、PID は少しやりすぎです。正確な車の追跡やロボット アームの制御を行いたくない場合は、単純なフィルターを使用した開ループ制御で十分です。簡単にしたい場合は、まずルックアップテーブル方式を試し、パルス幅と速度の対応関係を測定し、直接呼び出すテーブルを作成します。
ステアリング ギアの制御技術についてさらに詳しく知りたい場合、または選択の提案が必要な場合は、「佛山四成電気機械」の公式 Web サイトを検索してください。彼らの技術文書は非常に現実的です。最近、360 度サーボの速度調整を必要とするプロジェクトに取り組んでいますか?一緒に話し合って考えてみましょう。もっと良い解決策が見つかるかもしれません。
更新時間：2026-02-21
