テクニカルサポート
発行済み 2026-04-17
このガイドでは、あらゆるもののデューティ サイクルを計算するための正確な式を提供します。サーボモーターにより、正確な角度位置決めが可能になります。標準の PWM (パルス幅変調) 信号を使用すると、デューティ サイクルによって、サーボのシャフト角度です。以下に、検証された公式、段階的な計算方法、および実際の例を示します。ブランド名は含まれず、エンジニアリングの基礎のみが記載されています。
のデューティサイクルサーボは、必要なパルス幅と固定 PWM 周期から導出されます。
デューティ サイクル (%) = (パルス幅 (ms) / PWM 周期 (ms)) × 100%
標準的なアナログおよびデジタル サーボの場合、PWM 周期は次のようになります。20ミリ秒(ms)、50 Hz の周波数に対応します。
これらの値は、ホビーおよび産業用サーボの大部分の業界標準です。
0° ～ 180° の角度 θ が必要な場合、パルス幅は線形補間を使用して計算されます。
パルス幅(ms) = 0.5 + (θ / 180) × 2.0
次に、デューティ サイクルの式を適用します。
パルス幅 = 0.5 + (45/180) × 2.0 = 0.5 + 0.25 × 2.0 = 0.5 + 0.5 =1.0ミリ秒
デューティ サイクル = (1.0 ミリ秒 / 20 ミリ秒) × 100% =5.0%
パルス幅 = 0.5 + (135/180) × 2.0 = 0.5 + 0.75 × 2.0 = 0.5 + 1.5 =2.0ミリ秒
デューティ サイクル = (2.0 ミリ秒 / 20 ミリ秒) × 100% =10.0%
パルス幅 = 1.5 ms (テーブルから直接)
デューティ サイクル = (1.5 ミリ秒 / 20 ミリ秒) × 100% =7.5%
両方のステップを 1 つの式に結合します。
デューティサイクル (%) = [0.5 + (θ × 2.0 / 180)] / 20 × 100
簡略化:
デューティサイクル (%) = 2.5 + (θ × 10 / 180)またはデューティ サイクル (%) = 2.5 + (θ / 18)
検証：
0°の場合: 2.5% → (0.5 ms /20 ms)=2.5% ✓
90°の場合: 2.5 + 5 = 7.5% ✓
180°の場合: 2.5 + 10 = 12.5% → (2.5 ms/20 ms)=12.5% ✓
標準サーボ(0°–180°): 上記の式を使用します。
連続回転サーボ: デューティ サイクルは角度ではなく速度と方向を制御します。通常、7.5% のデューティ サイクルは停止を意味します。値がそれより小さいか大きいと、反対方向に回転します。
拡張範囲サーボ(例: 0° ～ 270°): パルス幅の範囲を適宜調整します (通常、270°の場合は 0.5 ms ～ 3.0 ms)。線形マッピングを再計算します。
デジタルサーボ: 同じ PWM 信号を受け入れますが、より高い周波数 (例: 200 ～ 333 Hz) で動作できます。常にサーボのデータシートを確認してください。指定しない場合、デフォルトは 50 Hz です。
1. 間違ったピリオドの使い方：20ms周期（50Hz）が標準です。 10 ms (100 Hz) を使用すると、すべてのデューティ サイクル値が半分になり、角度が不正確になります。
2. パルス幅制限の計算間違い: 標準サーボの場合は、0.5 ms 未満または 2.5 ms を超えるパルス幅を送信しないでください。これにより、ジッター、過熱、または機械的損傷が発生する可能性があります。
3. 数式を逆にする: デューティ サイクルは (周期 / パルス幅) ではなく、(パルス幅 / 周期) です。後者は値が 100% を超えるため、無効です。
4. 単位換算を忘れる: パルス幅と周期の両方が同じ単位 (両方とも ms または両方とも µs) であることを確認します。 20 ミリ秒 = 20,000 マイクロ秒。
1. サーボの仕様を確認してください– データシートを見つけるか、オシロスコープまたはサーボ テスターを使用して最小および最大のパルス幅を測定します。確認なしに 0.5 ～ 2.5 ミリ秒を想定しないでください。
2. 目標デューティサイクルを計算する直接式を使用すると、デューティ (%) = 2.5 + (希望の角度 / 18) となります。
3. コードで実装する– たとえば、Arduino を使用するアナログ書き込み()またはサーボ.ライト()ただし、低レベル PWM 制御の場合は、比較レジスタ値を計算します。OCR = (デューティサイクル / 100) × タイマートップ.
4. ニュートラル (90°) でテストします。初め。サーボが 7.5% デューティ サイクルの中心にない場合は、式でオフセットを調整します。
5. 極端な角度を徐々にテストする– パルス幅制限を超えていることを示すストールまたはブザー音をリッスンしながら、0° および 180° をコマンドします。
サーボ角度とデューティ サイクルの関係は線形であり、次の 1 つの方程式によって決まります。デューティ サイクル (%) = (パルス幅 (ms) / 20) × 100ここで、パルス幅 = 0.5 + (θ × 2/180)。フィールドの計算を迅速に行うには、次を使用します。デューティ(%) = 2.5 + (θ / 18)。導入前に必ずサーボの特定のパルス範囲を確認してください。この公式を適用して、ロボット工学、オートメーション、および制御システムにおいて正確で再現可能な角度位置決めを実現します。
更新時間：2026-04-17
