Controlling SG90 Servo Motor

製品の概要

安価で制御の簡単なサーボモータ。3.3Vの信号で制御出来るので自作に便利なサーボモータです。

基本性能

マニュアルが秋月さんのHPに有りました=> SG90

SG90 SPEC

Weight	9 g
Dimension	22.2 x 11.8 x 31 mm
Operating speed	0.12 s/60 degree
Operating voltage	3.3 V (~6V)
Dead band width	1 µs
Temperature range	0 ºC - 55 ºC

制御方法

茶色: GND / 赤色: VCC / 橙色: 制御信号

PWM制御。20ms周期パルスのHigh時間の長さで角度を制御。

角度とパルス幅

角度	パルス幅 (ms)	パルス幅 (μs)
0° (左端)	0.5ms	500μs
90° (中央)	1.45 ~ 1.5ms	1450 ~ 1500μs
180° (右端)	2.4ms	2400μs

１度あたりのパルス幅 P = （2.4 - 0.5）/ 180 = 0.01055 ms。希望回転角がX度の場合パルス幅は P = X * 10.55 + 500 us。
希望角度を受け取ったモータは内部の「ポテンショメータ」の値（現在の回転角）がその角度になる様にモータを制御する。

動作確認

ESP32のGPIO33を信号ラインとして下記の様に配線しました。

専用のライブラリーESP32Servoを使えば簡単に制御出来ます。主な関数は以下の通り。

int attach(pin)：制御信号用GPIOピンの割当。
void write ()：回転角度指定（０から１８０度を指定）
void writeMicroseconds()：回転角度指定（引数としてパルス幅を指定）
int read()：指定した角度を０から１８０度の角度で返す。
int readMicroseconds()：指定した角度をパルス幅で返す。
bool attached()：ピン指定されていれば真。
void detach()：制御用に使用しているピンを開放する。

サンプルプログラム。

sg90.ino Arduino

                                #include "Arduino.h"
#include <ESP32Servo.h>

// Pin definition for Servo Motor
#define sg90_pin             33

void setup()
{
  Servo sg90;
  int a;

    Serial.begin(115200);

    sg90.attach(sg90_pin);
    Serial.print("Attached PIN: ");
    if(sg90.attached()) Serial.println("GPIO33");
    else Serial.println("None");

    for(a = 90; a > -1; a -= 10){
      sg90.write(a);
      Serial.println(String(a) +  " / " + String(sg90.read()));
      delay(1000);
    }
    for(a = 90; a < 181; a += 10){
      sg90.write(a);
      Serial.println(String(a) +  " / " + String(sg90.readMicroseconds()));
      delay(1000);
    }

      sg90.detach();
      Serial.println("Detach GPIO32");
}

void loop()
{
  delay(500);
}
                                
                            

Pythonコードです。PiGPIOFactoryを使用するのでpigpiod デーモンが必要です。ターミナルで以下のコマンドを実行しておいてください。
sudo systemctl enable pigpiod
sudo systemctl start pigpiod
信号ラインにはGPIO21を使用しています。

サンプルプログラム。

sg90.py Python

                                from time import sleep
from gpiozero import AngularServo
from gpiozero.pins.pigpio import PiGPIOFactory

factory = PiGPIOFactory()
servo = AngularServo(21, min_angle=-90, max_angle=90, min_pulse_width=0.0005, max_pulse_width=0.0024, pin_factory=factory, initial_angle=0)
    
time.sleep(1) 

try:
    while True:
        print("0度へ")
        servo.angle = -90
        sleep(1)

        print("90度へ")
        servo.angle = 0
        sleep(1)

        print("180度へ")
        servo.angle = 90
        sleep(1)

except KeyboardInterrupt:
    print("終了します")
    servo.detach() 
                                
                            

最後に

使って見ての感想。

動作範囲が製品によって違いフルレンジ（０から１８０度）動くとは限らない

動作範囲の端に行くとジージと音がして指定角度にならない事が有る。
個々に合わせて動作範囲を調整する必要がある。

位置決め精度は荒い。
移動時の速度は調整出来ない。かなり速い。
音がちょっとうるさい。

が有りますが、値段を考慮するとかなりお得な便利Goodsです。