実験3 PWM による単一サーボモーターの駆動

実験の目的：

1. サーボブロックでパラメーターを設定できるようになる。2. PWM の基本原理を理解する。3. 単一のサーボを駆動できるようになる。

サーボ制御の基本原理：

パルス幅変調（PWM）は、サーボ（サーボモーター）を制御する一般的な方法です。サーボはロボット、ラジコンモデル、自動化機器などで広く使われています。

1. サーボの基本構造

モーター：サーボの内部には通常 DC モーターが入っています。

ギア機構：モーターの回転をサーボの角度に変換します。

位置センサー：サーボの現在位置をフィードバックします。通常はポテンショメーターです。

制御回路：PWM 信号を受信し、モーターの回転を制御します。

2. PWM 信号の定義

デューティ比（Duty Cycle）：PWM 信号の周期に対するハイレベル時間の割合です。サーボはデューティ比の違いによって目標位置を決定します。

周期：サーボでは通常 20 ミリ秒（50Hz）の周期が使われ、PWM 信号のハイレベル持続時間によってサーボの角度が決まります。

3. PWM によるサーボ制御の動作原理

入力信号：コントローラーが PWM 信号を送信します。ハイレベル持続時間は通常 1 ミリ秒から 2 ミリ秒の間です。

1 ミリ秒：サーボは 0 度（または最小位置）に回転します。

1.5 ミリ秒：サーボは 90 度（または中間位置）に回転します。

2 ミリ秒：サーボは 180 度（または最大位置）に回転します。

フィードバック機構：サーボ内部のセンサーが現在位置を検出し、目標位置と比較します。

調整動作：誤差に応じて制御回路がモーターの回転を調整し、目標位置に到達させます。

機能要件：

単一のサーボを回転させます。

ハードウェアの準備：

回路接続：

ハードウェアモジュール

ピンの説明

実物の配線

ソフトウェア設計

ソースコードのダウンロード

3 単一サーボの駆動.rar

ブロックコード

操作手順：

1. グラフィカルプログラムをダウンロードします。ESP32 のバージョンを選択し、ESP32 ボードを PC の USB ポートに挿してから、接続してプログラムを書き込みます。

2. スイッチを入れて実行し、動作を確認します。

実験結果：

サーボが 60°、120° に振れます。

発展演習

1 つのサーボを制御し、90° から 120° への回転を実現してください。