電子工作でよく利用されるサーボモーターSG90ですが、micro:bitで使用するために動作電圧を調べたところ、3Vで動作する、という情報があったり、いやいや、4.8Vが必要、という情報があったり。micro:bitのエッジコネクタ3V端子から電源供給している例もあったりで、一体どれが正解かわからくなったので、調査しました。
3Vでも動作する説
- 秋月電子のマイクロサーボ9g SG-90のページには、電源最低3.3V～最高6.0Vと、定格4.8Vの記載があります。
- リンクされているデータシートによると「Operating voltage: 3.3 V (~6V)」と書かれています。
- 定格電圧とは、製造メーカーのおすすめ電圧のようです。例えばSG90のストールトルク(停止した状態で発生するトルク)は「4.8Vのとき1.8kg/cm」というように、SG90の性能を表すときの電圧としても利用されています。
- 一方、360°連続回転サーボ(ローテーションサーボ) SG90-HVのページには、電源最低4.8V～最高6.0Vの記載があります。
- データシートには「Operating voltage: 4.8v-6V」となっています。
- 定格電圧については記載がありません。
- MakeCodeでスケッチを作成する際、サーボモーターを利用すると、画像のように表示されます。この画像を見る限り、SG90は3V端子に接続すればよい、と思ってしまいますよね。
- micro:bitのこのページによると「micro:bitはSG90マイクロサーボを動作させるのに十分な電流を供給します。」とある一方、「サーボがカクカクして特定の位置で動かなくなった場合は、十分な電力が供給されていない可能性があります。接続が弱いか、バッテリー残量が少ないことが原因である可能性があります。各接続が良好であること、そしてバッテリー残量をご確認ください。」とあります。
- micro:bit ヘルプ＆サポートによると、「ほとんどのサーボモーターの動作電圧は約5Vであり、micro:bitは接続された回路に少ない電力（micro:bit V1は3V/90mA, V2は3V/190mA)しか供給できません。micro:bitが安全に供給できる以上の電力を消費しようとすると、デバイスが損傷する可能性があります。」と記載されています。
製造メーカーであるTowerProの情報を確認
- SG90 Analogの商品ページによると、動作電圧は4.8Vとのこと。
- SG90 Digitalの商品ページによると、動作電圧は同じく4.8Vとありますが、Reviewsの中で管理者が「The operation current for our SG90 is about 0.5A – 2A. Voltages from 4.8V – 6V are fine.」と記載されており、4.8V～6.0Vで問題ないと思われます。
- SG90 360 Degree Continuous Rotation Servoの商品ページによると、「動作電圧は4.8V～6.0V」と記載があります。
結論
製品紹介ページやデータシートごとに細かな違いはありますが
- SG90の動作電圧は4.8V～6.0V
- 定格電圧は4.8V
で間違いないと思われます。
3V端子からSG90に給電するのはよくない。
micro:bit公式が3Vで動作させてるくらいですから、動作はしますが、トルク（モーターの回転力）は弱いでしょう。また回転中に障害物にあたるなどSG90に予想以上の負荷がかかった場合、micro:bitが供給可能な電力を超過し、micro:bitが故障する危険があることを、知っておくべきです。
micro:bitで使用する際は、電池BOXからSG90に直接給電するのが正解のようです。その際、電池は1.5V×3本で4.5Vにするのか、4本で6.0Vにするのかですが、動作電圧を守るなら6.0V必要ですが、トルクに問題ないなら、4.5Vでもよいと思います。