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発行済み 2026-03-30
ねえ、お兄さん、あなたの小さなロボット、車、模型のことが心配ですか？サーボまた？ MG90S を購入したのは明らかですが、「無力」で構造部品をまったく動かすことができないことがわかりましたか?急いで責めないでくださいサーボ。多くの場合、それは強力ではないということではなく、その中核となるパラメータである「トルク」について少し誤解していることが原因です。今日はMG90Sのトルクについてお話します。サーボあなたのクリエイティビティを着実に実現するために、それをどう活用するか。
多くの友人が MG90S を手に入れると、まずパラメータ表を見て 1.8kg/cm (4.8V) または 2.2kg/cm (6.0V) と表示され、それから安全に「ヘラクレス」として使用します。結果？構造物に乗ってみると、箸すら持ち上げられないことに気づきました。実際、この値はサーボアームの長さが 1 cm のときに測定された最大のロックロータートルク、つまり「抑えた」ときにどれだけ強力になるかを示しています。実際に使用してみると、サーボアームが長くなるとモーメントアームが変化し、出力できるパワーが大幅に低下します。例えば、3cmのアームを使用した場合、実効トルクは3で割ると約0.6kgしか残らないので、「つまらない」と感じるのが普通です。
したがって、プロジェクト設計の初期段階でいくつかの計算を行う必要があります。まず、機構に必要な力を見積もる必要があります。たとえば、50 グラムの小さな部品を引き上げたいが、プルロッドの長さが 4 cm の場合、安全のためにサーボは少なくとも 2kg/cm のトルクを出力できなければなりません。このとき、MG90Sの1.8kg/cmを見れば、構造を最適化してモーメントアームを短くするか、よりトルクの大きなサーボに交換するか、というアイデアが浮かぶでしょう。何かが作られてからプッシュできないことが判明するまで待ってはいけません。それは涙なしで泣くようなものでしょう。
電源電圧を過小評価しないでください。MG90S のトルクへの影響は即時であると言えます。先ほども言いましたが、サーボは4.8Vで1.8kg/cm、6.0Vでは2.2kg/cmまで上がります。 20％以上の差がある！サーボが弱いと感じた場合、多くの場合、電源が追いついていない可能性があります。多くの DIY プレーヤーは、マイクロコントローラーの 5V ピンを直接使用してサーボに電力を供給します。そのわずかな電流では十分な栄養を与えることができません。特に複数のサーボを連携させた場合、電圧が低下すると瞬時にトルクが低下し、サーボが「ブレ」たり「怠惰」になったりします。
️ 私の提案は、サーボに個別に電力を供給することです。 2S リチウム バッテリー (7.4V) または 5 セル ニッケル水素バッテリー パック (6V) を使用し、特にステアリング ギアに電力を供給するために、電圧安定化モジュールを通じてそれを 6V に下げます。このトリックは特に効果的です。同じMG90Sでも電源を変更するとパワー感が全く異なり、応答速度も格段に速くなっていることがわかります。もちろん、過電圧にならないように注意する必要があります。メーカーの公称最大値は 6V です。 7.4Vを与えると一時的には良くなるかもしれませんが、チップが焼けやすいので、ゲインが損失を上回ります。
サーボパラメータを見ているだけでは、機械構造という大きな落とし穴を見落とすことがあります。先ほどモーメントアームについてお話しましたが、実はこれは氷山の一角にすぎません。考えてみてください。滑らかでないベアリングの使用など、トランスミッション機構に摩擦や詰まりがある場合、またはコネクティングロッド間の角度が間違っていて大きな力の成分が発生する場合、ステアリングギアのエネルギーのほとんどはそれ自体の抵抗に打ち勝つために浪費され、実際に機能しているのはほとんどありません。以前、友人が作ったメカニカルアームを見たことがあるのですが、高トルクサーボを使っても持ち上げられませんでした。結局、ジョイントのネジがきつすぎることが分かり、少し緩めることで問題は解決しました。
したがって、多くの場合、適切なサーボを選択することに加えて、時間をかけて機械構造を最適化することが、「トルクを向上させる」ための最も費用対効果の高い方法となります。 ️ いくつかの提案: サーボの出力シャフトで負荷を直接駆動して中間リンクを減らすようにしてください。直接摩擦の代わりにベアリングを使用します。すべての可動部品の動作スペースがスムーズであり、それらが互いに「衝突」しないようにしてください。場合によっては、高価なサーボに変更する必要さえなく、構造を調整するだけで済み、MG90S のトルクで十分です。
MG90S には実際には 2 つの共通の兄弟があり、1 つは MG90S (金属歯)、もう 1 つは SG90 (プラスチック歯) です。迷ったり迷ったり、値段ばかり見てしまう人も多いです。トルク要件がある場合、特にロボットの脚ジョイントやクアッドコプターのジンバルなど、衝撃荷重がかかる状況では、金属歯付きの MG90S を選択する必要があります。プラスチック製の歯を備えた SG90 が外力によって衝撃を受けたり、失速したりすると、内部のギアが簡単に「スイープ」して直接廃棄されます。金属製の歯は耐衝撃性に優れており、より大きな瞬間トルクに耐えることができます。
️ しかし、金属歯にも特徴があります。比較的「ハード」であり、バッファーがありません。負荷が大きすぎたり固着したりすると、すべてのトルクがギアやモーターに作用し、最悪ドライバーチップが焼損したり、最悪モーターが焼損する可能性があります。したがって、金属歯を使用する場合は、プログラム内でストール検出を設定し、異常電流が発生した場合は直ちに電源を遮断するなど、ソフトウェアまたは回路に追加の保護層を追加する必要があります。一般的に、耐久性と強度を追求する場合、金属歯が第一選択となります。ただし、コストを追求し、適用シナリオの負荷が非常に軽い場合は、プラスチックの歯を使用することもできます。
この質問は非常に興味深いです。マイクロコントローラーをプレイしたり使用したりする多くの初心者は、「正しい PWM 信号を与え、サーボ角度に達しました。なぜトルクが違うように感じられるのですか?」と疑問に思うでしょう。実際、PWM 信号はサーボがどの角度に回転するかを決定するだけです。この角度を維持するために、サーボは現在の電圧下で提供できる最大トルクを「自動的に」出力します。言い換えれば、あなたが正しい信号を与えている限り、その位置を維持するために最善を尽くします。したがって、トルク不足を感じた場合、基本的には信号の問題ではなく、前述したように電源や負荷の問題となります。
ただし、例外が 1 つあります。つまり、ジッターやノイズなどの制御信号が不安定で、サーボが「躊躇」し、常に微調整を行っている場合、サーボは実際に「弱っている」ように見え、深刻な発熱が生じます。したがって、信号線の安定性を確保することも重要です。電磁干渉を避けるために、シールド線を使用するか、信号線と電源線を分離するようにしてください。クリーンで安定した PWM 信号により、サーボは邪魔されることなくフルパワーを出力できます。
理論についてはここまで述べたので、少し実践的な話をしましょう。以前に作成した卓上レベルの小型ロボット アームを考えてみましょう。コストを抑えるために、いくつかのジョイントには MG90S 金属歯バージョンが使用されました。最初は上腕関節のサーボが全く上がらず、腕全体が震えていました。上記の考えに従って検証してみました。まず、電源を 5V から独立した 6V BEC モジュールに変更しました。これにより、強度が大幅に向上しました。そこで、ビッグアームのモーメントアームを2cm短くし、コネクターを再設計し、サーボを持ち上げやすいようにしました。最後に、すべての関節のネジの締め具合を再調整して、スムーズに動くようにしました。最終的に、この小型ロボットアームは正常に動作しただけでなく、小さな部品を着実に掴んで配置することができ、予想をはるかに上回る効果が得られました。
したがって、MG90S サーボは、正しい方法で使用する限り、小型ロボット、模型、DIY ガジェットの分野において非常にコスト効率の高い選択肢となります。そのパワーは一流ではありませんが、サイズが小さく、手頃な価格で、応答性が優れています。私たちが製品のイノベーションや個人的なプロジェクトを行う場合、構造、電源、制御をもっと考えれば、そのポテンシャルを 120% 最大限に引き出すことができます。
この記事を読んで、あなたも自分が取り組んでいるプロジェクトについて考えてみませんか? MG90Sのトルクは十分だと思いますか？または、同様の問題に遭遇したことがありますか?コメント欄であなたの経験についてチャットしてください。あなたの共有が、心配している別の友人を助けるかもしれません。
更新時間：2026-03-30
