M5stack Core2でサーボモーターSG90を動かす

はじめに

前の記事でM5stack Core2をノーコードプログラミングで動かすUiFlowの開発環境を構築しました。

今回はこの環境を使いながらサーボモーターSG90を動作させてみます。

サーボモーターSG90は、こちらから購入しました。

このサーボモータは、１８０度まで回転（０度を起点に±９０度）ができPWM制御５０Hz（２０ｍｓ）でデューティが０．５ｍｓから２．４ｍｓまでの値をとります。

０．５ｍｓ（デューティ２．５％）の場合、－９０度、１．４５ｍｓ（デューティ７．２５％）、２．４ｍｓ（デューティ１２％）となります。

動作速度は、０．１２ｓ／６０度となっています。１８０度回転する場合、０．３６秒なので、プログラムでは４００ｍｓのウエイトを入れます。

入力電圧とPWM信号は４．８V～５．０Vとなっています。PWM信号はM5stack Core2のポート出力（３．３V）でも動作しましたが、仕様上は、レベルコンバーターを入れて５Vの信号ラインをつくりました。

実験的にー９０度、０度、９０度の動作をしてみます。

M5stack Core2のタッチボタン３つをそれぞれの角度に割り当てて、タッチイベントが発生したらモーターを動かすプログラムを実行するようにします。

UiFlowの中に高度なブロックというものがあります。その中にPWM出力というブロックがあるので、こちらを使います。

Setupには、初期化処理を書きます。起動時は、０度の位置にもっていくようにプログラムしました。

PWM出力ピンは、PWM0として、PWM信号を出力するポートは２６番としました。ピン番号を２６で設定します。周波数は５０Hzで０度のデューティ７．２５％、使用タイマーをタイマー０とします。

PWM０の出力を再開するというブロックでPWM出力をします。

０．１２ｓ／６０度を考慮すると最大でも４００ｍｓあれば動作が完了するので、各処理ＰＷＭ出力後、４００ｍｓ待つことにします。

４００ｍｓウエイト後、出力を停止します。

出力停止後、念のためポート出力をLOWにします。これは、動作確認で波形を見たところボタンBとボタンCを押した後の信号ラインがHIGHとなったままだったので、強制的にLOWとしました。

初期化処理ができたところで、ボタンA、ボタンB、ボタンC、それぞれのボタンが押されたときに実行される処理を書いていきます。

ボタンのイベントは、左側にあるM5stack Core2のモデルのボタン部分をダブルクリックすることでブロックが自動生成されます。

ここでは、Aをー９０度、Bを０度、Cを９０度としてそれぞれのボタンが押された時の処理を書いていきます。

動作処理は、初期化のものと同じで、初期化処理のデューティの部分を変えます。

ここでは、画面表示用にラベルを使って現在の角度を表示するようにしているのでその部分も各イベントにあった表示に変えています。

PWMのデューティは、Aのとき２．５％、Bのとき７．２５％、Cのとき１２％に設定します。

これによりモーターの角度が変わります。

プログラムを実行してみます。

初期化後は、０[deg]となっています。

他の位置の状態で真ん中（Bボタン）を押すと０度の位置に戻ります。

０度の時、２０ｍｓ周期の波形が４００ｍｓ続きます。波形のＨＩＧＨの期間はデューティを設定した１．５ｍｓになっています。波形の１ｃｈは、レベル変換前の３．３Ｖライン、２ｃｈはレベル変換後の５Ｖラインで、モーターは５Ｖライン側に接続しています。

次に左側のー９０度のボタン（Aボタン）を押してみます。

モーターが９０度回転します。波形を見ると設定したデューティ０．５ｍｓが確認できます。

最後に右側の９０度のボタン（Cボタン）を押してみます。

ー９０度の位置から１８０度回転します。

デューティは２．４ｍｓになっていることが確認できます。

M5Stack core2でサーボモーターSG90を動作させてみました。

プログラムはUiFlowを使ったこともあり、簡単に動作確認ができました。

サーボモーターはロボット制御などいろいろと使えるので今回の実験をもとにこれからのモノづくりに組み込んでいきたいと思います。