ＲＣサーボモーターについて

概要

入手容易で安価、制御が簡単である等とても使いやすいため このサイトのいろいろなロボットで使用しています。 このページでは、ラジコン用サーボモーター（通称RCサーボ）について説明します。

ラジコン飛行機の舵や車の車輪等の向きを制御するためのモーターです。 モーター、ギアボックス、センサー、制御回路から構成されている機械です。 見た目は下の写真の様なものです。

同じ見た目ではじめからロボット用として売られているものもあります。それらは 概して高価ですが、マイコンと繋ぎ易いインターフェイス仕様になっており、 出力や内臓ギア、軸受けなどの強度も高くなっています。

RCサーボの例：三和　SRM-102

メーカー	三和電子機器株式会社
速度	0.2 sec/60度
寸法	39.0×20.0×36.0(mm)
トルク	3.0kg・cm(4.8V)
重量	45 (g)

制御信号

図に示すように、ハイレベル部分が1〜2mSec、周波数50Hz前後のPWM信号でコントロールします。 ハイレベルの時間で、サーボモーターが停止する角度が決まります。1.5mSecで中立位置になります。


通常、プロポ(送信機)から動かす場合は90度程度の動作角しかありませんが、信号の加減で機種によって は180度程度の動作角が得られます。

レベル

サーボモータと同じメーカーの受信機が出す信号を、オシロスコープで見たところ3V程度でしたが、 マイコンの端子から出る５Vの信号で問題なく使えます。

備考

• ハイレベルの時間には正確なコントロール要しますが、周波数は あまり神経を使わずとも良いようです。
• この系統のモデルは、信号が供給されている間、保持力を発生するようになっています。 なので、信号を止めると、電源供給を止めなくとも脱力できます。
  

動作特性

目標として設定した角度から外れるほど、大きな電流がモーターに流れます。 目標位置に達した状態で、力がかからなければ、モーターには電流が流れま せん。

リミッターの類は付いていませんので、過負荷にすると壊れます。 （ロボット用に開発された、比較的高価な機種にはリミッターが付いています）

６Ｌ１の脚の下へはかりを押し当てて、サーボ1の消費電流を計測したところ、 荷重300gで45mA程度、荷重1500g(サーボ軸のトルクに換算すると約3kg・cm)で290mA程度でした。 (サーボレイアウト図)

価格

RCサーボの実売価格は、 1個あたりおよそ500〜数万円位まであるようです。サイズが小さい、動作速度が早い、 トルクが大きい、制御精度が高い、ギアが金属製で丈夫、制御特性を変更する機能がある・・・ など特徴があるほど高価になります。

参考資料

Googleで「ＲＣサーボ」に「マイコン」「インターフェイス」「ロボット」「回路」等のキーワードをつなげて検索すると 沢山の資料にヒットするので参考にするとよいでしょう。