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Arduinoを使ってプッシュボタンでサーボを制御する

このチュートリアルでは、2つのプッシュボタンを使ってサーボモーターを制御する方法を学びます。1つのボタンはサーボを左に動かすため、もう1つは右に動かすためのものです。右ボタンを押すとサーボは右に10度動き、左ボタンを押すと同じ量だけ左に動きます。ボタンを押し続けると、離すまでその方向に動き続けます。

このプロジェクトは、Arduinoを使ってボタンとサーボモーターを連携させる方法を理解するのに最適です。必要なハードウェア部品、配線手順、そしてすべてを動作させるためのコードを説明します。より分かりやすくするために、このチュートリアルに付随するビデオ（動画の01:00）を参照してください。

ハードウェアの解説

このプロジェクトでは、Arduinoボード、サーボモーター、2つのプッシュボタンが必要です。サーボモーターが動作を担当し、プッシュボタンはその動きの方向を制御するための入力として機能します。Arduinoはこれらの入力を処理し、サーボに適切な信号を送ります。

サーボモーターはパルス幅変調（PWM）信号に基づいて動作します。異なるパルス幅を送ることでサーボの角度を制御できます。プッシュボタンはArduinoのデジタル入力ピンに接続され、配線を簡素化するために内部プルアップ抵抗を使用します。

データシートの詳細

• サーボが電源電圧に対応していることを確認してください。
• 高電流で動作させる場合は、適切なヒートシンクを使用してください。
• ボタンをプルアップ構成でグラウンドに接続してください。
• 誤動作が発生している場合は、ボタンにデバウンス処理を行ってください。
• デバッグのためにシリアル出力を監視してください。

配線手順

部品を配線するには、まずサーボモーターを接続します。サーボの赤い線をArduinoの5Vピンに、黒い線をGNDピンに、黄色または白い信号線をArduinoの9番ピンに接続します。このピンがサーボの位置を制御します。

次に、プッシュボタンを配線します。右側のボタンの一方の端子をピン2に、もう一方の端子をグランドに接続します。左側のボタンは一方の端子をピン12に、もう一方の端子もグランドに接続します。この設定により、ボタンが押されていないときに内部プルアップ抵抗がピンを高い状態に保ちます。

コード例とウォークスルー

まずは、単一のプッシュボタンでサーボを制御するためのコードから始めましょう。コードはサーボオブジェクトを初期化し、初期角度を設定します。以下はその短い抜粋です：

int angle = 90;    // initial angle for servo
int angleStep = 10; // step size for movement

このスニペットでは、angleサーボの現在の位置を表し、一方でangleStep各ボタン押下ごとにサーボがどれだけ動くかを定義します。このコードはサーボの位置を追跡するために不可欠です。

次に、サーボを取り付けて入力ピンを設定する setup() 関数があります:

void setup() {
  Serial.begin(9600);          // setup serial
  myservo.attach(9);  // attaches the servo on pin 9
  pinMode(2, INPUT_PULLUP); // configure button pin
}

setup()ではシリアルモニタを初期化し、サーボをピン9に接続します。ピン2のボタンはプルアップ抵抗を使った入力に設定されており、配線が簡素化され外部抵抗が不要になります。

最後に、ボタンの押下を処理する loop 関数を見てみましょう:

while(digitalRead(2) == LOW) {
  angle = angle + angleStep; // increment angle
  myservo.write(angle); // move servo
}

このループはボタンが押されているかを継続的に確認します。ボタンが押されると角度は定義されたステップ分増加し、それに応じてサーボが動きます。サーボの損傷を防ぐため、角度が0〜180度の範囲内に収まるようにすることが重要です。

デモンストレーション / 何が期待できるか

右のボタンを押すと、サーボは10度ずつ右に動き、最大の180度に達するまで移動します。同様に、左のボタンを押すと左に動きます。ボタンを押し続けると、離すまでその方向に動き続けます（ビデオの01:00参照）。

よくある落とし穴には配線の問題（接続ミスやフローティング入力など）が含まれます。接続が確実であることと、コードで指定された正しいピンを使用していることを常に確認してください。

画像

Arduinoを使って、単一の押しボタンでサーボを制御する

SG90_servo_motor-1

SG90_servo_motor-0

Arduino wriing for Sevo motor with 2 push buttons

Arduinoを使って、単一の押しボタンでサーボを制御する

SG90_servo_motor-1

SG90_servo_motor-0

Arduino wriing for Sevo motor with 2 push buttons