サーボモーターはどのように動作するのでしょうか?

サーボ モーターは、コンパクトでエネルギー効率に優れ、強力なパワーを備えたアクチュエータです。趣味のロボットから産業オートメーションまで、幅広い用途で使用されています。この記事では、サーボ モーターの仕組みと、サーボ モーターを機能させる主要コンポーネントについて説明します。

サーボモーターの内部には何が入っているのでしょうか?

サーボ モーターには、小型の DC モーター、ポテンショメータ、制御回路、ギア付きの出力シャフトが含まれています。モーターは、出力シャフトの移動量と方向を正確に制御できるポテンショメータに接続されています。

シャフトが目標位置に到達すると、モーターへの電力が遮断されます。正しい位置にない場合は、モーターは目標に到達するまで適切な方向に回転します。このタイプの閉ループ制御は比例制御と呼ばれ、サーボの効率を非常に高めます。

サーボはどのように制御されますか?

サーボはパルス幅変調を送信することで制御される （PWM） 制御線に信号を送ります。繰り返しパルスが 20 ミリ秒ごとに送信され、パルス幅によって位置が決まります。

たとえば、1.5 ミリ秒のパルスはシャフトを 90° 動かし、より短いパルスは反時計回りに 0° に向かって回転し、より長いパルスは時計回りに 180° に向かって回転します。外部の力がサーボに加わると、サーボは位置を維持するために動きに抵抗します。

AC サーボモーターと DC サーボモーター

サーボには AC と DC の種類があります。AC サーボは大きな電流サージを処理できるため、産業用途でよく使用されます。DC サーボは安価ですが、大きな電力変動を処理できないため、小規模な趣味のプロジェクトに適しています。

連続回転サーボは、出力シャフトにボールベアリングを備えており、摩擦を軽減します。これにより、サーボはどちらの方向にも連続的に回転できるため、ロボットの動力源として最適です。

サーボモーターの用途

サーボモーターの一般的な用途は次のとおりです。

• ラジオコントロール車両 - 舵、昇降舵、その他の表面を制御します。
• ロボット工学 - ジョイントとグリッパーの正確な位置決めに。
• 製造 – 高い精度と再現性が求められるインライン タスク。
• 食品サービス/医薬品 – 頻繁な高圧洗浄には耐腐食性設計が必要です。

サーボの仕組みを理解すると、プロジェクトの可能性が広がります。エンジニア、愛好家、または単に電子機器に興味がある人にとって、サーボ モーターは小型パッケージで多用途かつ正確なモーション コントロールを提供します。