テクニカルサポート
発行済み 2026-03-27
Raspberry Pi に取り組んだことのある友人は、Raspberry Pi を動かしたい場合、特に制御を行う場合は、次のことを知っています。サーボ、プログラムが数日間停止することがあります。チュートリアルに従ってケーブルを接続し、プログラムが実行を開始したにもかかわらず、サーボただ動かなかったり、ふるいのように揺れたりしませんか？心配しないでください。今日は、Raspberry Pi を明確に記述して調整する方法について説明します。サーボ目の前にある革新的なプロジェクトが着実に「進む」ことができるようにプログラムします。
実際、市場には主流のソリューションはわずかしかありません。 1 つは、RPi.GPIO ライブラリを直接使用して、ソフトウェアを通じて PWM (パルス幅変調) 信号をシミュレートする方法です。マニュアルトランスミッションの車を運転するようなものです。コントロールは可能ですが、精度や安定性はあまり良くありません。特に複数のサーボを同時に制御する場合、CPUがビジー状態になると信号が不安定になり、サーボが暴れ始めます。
もう 1 つのより推奨される方法は、次のようにハードウェア PWM を使用することです。この図書館。これは、Raspberry Pi に自動ギアボックスを取り付けるのと同等で、CPU リソースを占有することなく、正確なパルス信号を生成するという繊細な作業を基盤となるハードウェアに処理させます。このようにして、ロボット アームを制御する場合でも、ジンバルを作成する場合でも、サーボの動きが非常にスムーズになり、ジッターがほとんどなくなります。これは、正確な位置決めが必要なアプリケーションにとって非常に重要です。
まったく難しいことではなく、電子エンジニアである必要もありません。サーボの仕事の核心は、パルスの幅を調べることです。 「ハイレベルが1ミリ秒続いたら0度、1.5ミリ秒続いたら90度、2ミリ秒続けたら180度」という指示をサーボに与えると考えることができます。それはとても簡単です。
プログラムを書くときに行う必要があるのは、20 ミリ秒ごとに 1 ～ 2 ミリ秒の幅のパルスを生成することです。このパルスを GPIO (汎用入出力) ポート経由でサーボに送信すると、サーボはどの位置に回転すべきかを認識します。これを理解すると、サーボを制御するということは本質的にはパルス幅数を制御することであることがわかり、明確に理解できるようになります。
最も一般的に使用されるものを取り上げましょうRPi.GPIOそして比較してみましょう。の利点RPi.GPIO始めるのが早いということです。いたるところにチュートリアルがあります。わずか 2 行のコードでサーボを開始できます。ただし、その PWM はソフトウェアによってシミュレートされます。 Raspberry Pi が画像認識などの他のタスクを処理する必要がある場合、生成される PWM 波形は正確ではありません。
インストールは少し複雑ですが、利点は明らかです。ハードウェア タイミングをサポートし、最大数十のサーボを同時に正確に制御でき、サーボのフィードバックの位置をリアルタイムで読み取ることができます。プロジェクトに精度、安定性、拡張性の要件がある場合、または 6 脚ロボットの作成など、複数のサーボの連携が必要な場合は、それは間違いなくあなたの多くの心配を軽減します。
安定性の第一の重要性は、「配線が安定していること、プログラムが正確であること」です。配線するときは、特にサーボが大きなトルクを必要とする場合、サーボの赤いワイヤ (電源) が Raspberry Pi の 5V ピンから直接電力を取得しないことが最善であることに注意してください。 Raspberry Pi の電流が十分ではないため、電力によって Raspberry Pi が再起動されてしまいます。正しい方法は、外部 5V 電源を使用してサーボに電力を供給し、Raspberry Pi の GND と外部電源の GND を接続するだけです。
プログラムを作成するときは、プログラムの最初と最後でクリーンアップすることを忘れないでください。たとえば、次のように使用します。図書館、必ず電話してくださいpi.stop()プログラムが終了する前にリソースを解放します。そうしないと、次回プログラムを実行したときに GPIO ポートが占有されており、エラー メッセージを制御できない場合があります。これらの詳細を設定すると、プログラムを 24 時間年中無休で安定して実行できます。
問題 1: サーボが振動したり、ブザー音を鳴らしたりします。これは通常、不安定な PWM 信号または不十分な電源供給が原因です。解決策は、前述したように、ハードウェア PWM ライブラリ (例) の使用に切り替え、外部電源を接続することです。それがうまくいかない場合は、信号ラインとグランドラインの間にコンデンサを並列に接続してノイズを除去できます。
質問 2: サーボは一方向にしか回転できません。パルスレンジの設定が間違っている可能性が高くなります。プログラム内のパルス幅の最小値と最大値を確認してください。サーボのブランドが異なると要件が若干異なる場合があり、0.5 ミリ秒から 2.5 ミリ秒の範囲を必要とするものもあります。簡単なテストプログラムを作成し、パルス幅値をゆっくりと調整することで、サーボに対応する正しい範囲を見つけることができます。
デバッグは 3 つのステップで実行できます。まずは「印刷方法」です。制御コマンドを送信する場合、送信される最終パルス幅値を出力して、それが希望の範囲内にあるかどうかを確認します。たとえば、中央に移動したいのに、出力された結果が最大値である場合、プログラムのロジックが間違っているはずです。
2つ目のステップは「隔離方法」です。サーボプログラムを別途取り出して、それを回転させる最も単純なループを作成します。正常に動作する場合は、メインプログラムとサーボ制御の間に競合があるか、タスクが多すぎて制御信号が遅延していることを意味します。現時点では、マルチスレッド プログラミングを考慮し、サーボ コントロールを別のスレッドに配置して、サーボ コントロールが時間通りに応答できるようにする必要があります。
質問したいのですが、あなたが設計している製品の中で、複数のサーボを連携させて複雑な動作をさせるシーンはありますか？コメント エリアであなたの考えを共有し、Raspberry Pi を使用してこれらの「ダンス ステップ」をよりエレガントに振り付けする方法を見てみましょう。
更新時間：2026-03-27
