サーボモーター
「モーター」というとミニ四駆やラジコンの心臓を連想します。
電源をＯＮにすると走行する玩具ですが、今回利用するのは「サーボモーター」と言われる電材です。
「モーター」と付くだけあって、通電すると軸が回ります。普通のモーターとの違いは、角度付けができる点でしょう。 右４５度、左９０度のように、決められた角度へ回転させる事が可能です。 この電材の使い道ですが、私はカメラの台座に取り付けて、撮影時のカメラの首振りに使ってみました。
Raspberry で良く利用されているサーボモーターと言えば、安くて、パワーが無くて、低電力で動作する「SG-90」でしょう。
SG-90
仕様は概ね同じだと思うのですが、購入時のデータシートは大事に保管しましょう。
① 赤：電源電圧：3.3～6.0ｖ （5v電源を利用しましょう）
② 茶：GND
③ 黄：DATA（PWM）
の３本が用意されているはずです。 それぞれ、
① ２番：5V電源
② ９番：Ground
③ １１番：GPIO17
で、RaspberryのGPIOへ接続します。
データシートで重要な情報は、
・可動域（180度）
・ニュートラルポジション（1.45ms）
・周波数（50Hz）
・周期時間（20ms）
・サーボに指定可能な最小＆最大時間（0.5ms～2.4ms）
の把握が必要です。
角度付けの計算方法
＜0度に角度付けする場合＞ ＝ ２．５
可動域（180度）に対する割合 ＝ 0度 ／ 180度 ＝ ０
サーボに指定可能な時間範囲（2.4-0.5） ＝ 1.9 ms
※ この二つをかける ＝ ０ ＊ 1.9 ms ＝ ０
更に、サーボに指定可能な最小時間を足す ＝ 0.5 ms ＋ ０ ＝ 0.5 ms
周期時間との割合を計算します ＝ （ 0.5 ms ／ 20 ms） ＊ 100 ＝ ２．５
＜180度に角度付けする場合＞ ＝ １２
可動域（180度）に対する割合 ＝ 180度 ／ 180度 ＝ １
サーボに指定可能な時間範囲（2.4-0.5） ＝ 1.9 ms
※ この二つをかける ＝ １ ＊ 1.9 ms ＝ １．９
更に、サーボに指定可能な最小時間を足す ＝ 0.5 ms ＋ １．９ ＝ 2.4 ms
周期時間との割合を計算します ＝ （ 2.4 ms ／ 20 ms） ＊ 100 ＝ １２
以上の計算から、０度（２．５）～ １８０度（１２）の間で値を指定して角度付けしましょう。
プログラムなどの準備
Raspberry PI 4 を OS Lite で準備しました。
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BCM) # GPIOモード設定
servo_pin = 17 # GPIOピン番号
GPIO.setup(servo_pin, GPIO.OUT) # GPIO出力モード
pwm = GPIO.PWM(servo_pin, 50) # 周波数50Hz
pwm.start(1.45) # パルス幅1.45ms＝ニュートラルポジション
try:
while True:
pwm.ChangeDutyCycle(12) # パルス幅12msで、角度は約180度
time.sleep(2)
pwm.ChangeDutyCycle(2.5) # パルス幅2.5msで、角度は約0度
time.sleep(2)
except KeyboardInterrupt:
# Ctrl+Cで終了（PWMを停止）
pwm.stop()
プログラムが出来たら実行してみましょう。
python test.py
サーボモーターが、180度行ったり来たりしたら完了です。
お疲れさまでした～
注意点
サーボモーターの角度付けですが、微妙に角度がずれる事があるようで、そんな時はプルプルとモーターが震えます。
カメラの角度付けに使った時は、このプルプルでピンボケ画像が大量作成されて参りました…（笑）