サーボモーターとは
サーボモーターには、用途・構造・制御方式などによってさまざまな種類のものがありますが、ここではラジコンなどに用いられるホビー用途のサーボモーターについて解説します。
サーボモーターの特徴
ホビー用途のサーボモーターは、図3-9-1-1のように主動力となるモーター・トルクを高めるギヤボックスとそれらを制御する基板が一体型のボックスに収められ、上部に動力を出力するためのギヤが飛び出しています。このギヤの回転運動を外部に伝えるため、ギヤにサーボホーンというパーツを取り付けて使います。
サーボモーターは、DCモーターと異なり、連続回転するのではなく、あらかじめ決められた回転角度の範囲内で回転します。例えば、回転角度が0[度]～180[度](中心から±90[度])、0[度]～120[度](中心から±60[度])のように決められています。そのため、ロボットの関節や模型自動車のステアリングなどに用いられます。
サーボモーターには、電源・グランド・信号線の3本の線があり、信号線によって回転角度が制御されます。制御信号はPWM(パルス幅変調/Pulse width modulation)で、デューティー比によって回転角度が決まります。PWMは「3-3.LEDをぼわっと点滅させる【電子蛍】」の「3-3-6.解説【PWM(パルス幅変調)】」を参考にしてください。
制御信号(PWM)により回転角度が制御されている間は、その角度を保持しようとする電気的なブレーキが働きます。ただし、無理な力を加えると、ギヤボックスやモーターを破損するので注意が必要です。
特殊なサーボモーター
特殊なサーボモーターとして、連続回転するものがあります。制御信号はPWMですが、デューティー比によって回転方向・回転速度を制御することができます。
サーボモーターSG92R
この記事で使用するサーボモーターSG92R(Tower Pro)の仕様です。
回転角度：0[度]～180[度](±90[度])
PWMサイクル：20ミリ[秒]
制御パルス幅：0.5ミリ[秒]～2.4ミリ[秒](中央：1.45ミリ[秒])
電源電圧：4.8[V]
トルク：2.5[kgf・cm]
動作速度：0.1[秒]/60[度]
配線：茶(グランド)・赤(電源)・橙(信号線)
micro:bitで使用するときに注意する点は、サーボモーターSG92Rの動作電圧が4.8[V]であるということです。サーボモーターSG92Rを駆動するための電源が別途必要になります。この記事では、1.2[V]の充電式ニッケル水素電池4本を使ってサーボーモーターを駆動します。また、充電式ニッケル水素電池4本からmicro:bitの駆動に必要な3.3[V]を作ります。
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