桐蔭横浜大学工学部ロボット工学科 箱木研究室 Ｔ２０Ｒ０２２ 山下 晃 ＲＣサーボの製作 桐蔭横浜大学工学部ロボット工学科 箱木研究室 Ｔ２０Ｒ０２２ 山下 晃
目的 ロボットのアクチュエイターやラジコンのステアリング に使われるＲＣサーボと同じ動きをするものをマイコン を利用して製作する。 製作を通してマイコンやＲＣサーボについて学習する。 図１、ＲＣサーボ
サーボについて 制御信号を送ることで軸の回転角を制御することができる。 ○○度だけ右に回転 ○○度だけ右に回転しろ 図２、サーボの動作
仕組み サーボに制御信号として一定周期のパルスを送る。 （一般的な製品では16~20[ms]） この時のパルス幅によって回転角が決定 パルス周期 パルス幅 （一般的な製品０．７～２．３[ms]） この時のパルス幅によって回転角が決定
行ったこと 駆動部の製作 駆動部の角度制御 制御信号からサーボの回転角を求める
駆動部 ギア 市販のギアボックスにポテンショメータを取り付けた。 シャフトの回転角に合わせてポテンショメータが回転 することで角度を検出できる。 ポテンショメータ ギア モータ シャフト 図２、駆動部
角度制御 モータードライブＩＣを使い正転、逆転のみで駆動部の 角度制御を行った。 目標の角度 図３、正転、逆転のみ
ＰＤ制御（比例微分制御） 目標の角度と駆動部のポテンショメータが検出した現 在の角度の差からＰＷＭのパルス幅を求め、速度制 御を行った。 目標の角度と現在の角度の差を30msecで微分し、 式に加えて速度制御を行った。 ：目標の角度 ：操作量（パルス幅） ：現在の角度 ：比例ゲイン ：微分ゲイン ：30ms前の目標の角度と現在の角度の差
結果 図５、ＰＤ制御 図４、正転、逆転のみ 右はKp=４、Kd=9.8の時のグラフ
回転角の検出 サーボとして動作するために、受信した制御信号のパ ルス幅からサーボの目標の角度を調べる必要がある。 パルス幅から角度を計算するために、７００μsの時０ 度、１６００μsの時９０度、２３００μsの時１８０度となる 式を求めた。 :角度 ：パルス幅
動作 制御信号からパルス幅を調べ、目標の角度を検出す る。 目標角を元にＰＤ制御を行い駆動部を回転させる。
今後の発展 基板の小型化