サーボモーターSG90とRaspberry Pi Zero WHで金魚にエサをやる

使用するのは「OSOYOO マイクロサーボモーターSG90」という格安のサーボモーターです。

電子工作のキットに含まれていて、とても小さな実験用のモーターです。それでも多少のことなら実用的に使えそうです。

意外と力もあるので、そんなに重たくない物なら動かせます。

ネットにはこの制御についてたくさん記事があります。

その中から、目的もドンピシャで、一番簡単なコードで紹介されていた記事がQiitaにありました。

今回はそのまま使わせていただきます。

サーボモーターで自動エサやりマシーンを作る（前半） - Qiita

サーボモーターってミニ四駆のモーターくらいしか知りませんでしたがモーターにも種類があるようです。 (電子工作を始めて知らなかった事が次々と出てくる。。) ACモーター　･･･　AC(交流)電源により動きます。　例) 家のコ...

このサーボモーターSG90の制御に関してこちらの記事通りで間違いありません。だから、コピペするだけでOKです。ここではちょっと補足だけしています。詳しくは元のサイトで読んでください。

GPIOとの接続
Pythonプログラムコード
角度を理解する
お手本コードの動き
時間で制御
最後に
1. 設置してみました

GPIOとの接続

このSG90は3本の線が出ています。

サイトによってはGPIOの番号が色々と出てきます。いくつか試したのですけど、やはりこの参考にしたサイトの通り、電源とGND以外のデータ通信については、GPIO14でOKです。

赤色が電源（5V）へ
茶色がGNDへ
オレンジが通信のGPIO14へ

よく冷えたのはヒートシンクを兼ねたアルミケース

メモリー8GBモデルのラズパイ4もアーマードケースでデスクトップPCライクにしてみた

Pythonプログラムコード

Pythonプログラムを用意します。

適当な場所（ユーザーフォルダなど）で新規に.pyファイルを作ります。

sudo nano sg90.py

基本は元のサイトで紹介されているコードをコピペでOKです。

import RPi.GPIO as GPIO
import time

INTERVAL = 0.6
PIN = 14
FREQ = 50

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(PIN, GPIO.OUT)
servo = GPIO.PWM(PIN, FREQ)

#init
servo.start(0.0)

for i in range(2):
  servo.ChangeDutyCycle(2.5)
  time.sleep(INTERVAL)

  servo.ChangeDutyCycle(12.0)
  time.sleep(INTERVAL)

GPIO.cleanup()

これ、思ったのはLチカ同様に非常に簡単なうえ、短いコードなので初心者に最適ですね！感謝！

角度を理解する

電源入れた時にGPIOに接続していたら、勝手に動いてちょっとズレてしまいました。手で無理矢理戻しても良いのですけど、せっかくなのでプログラム部分をイジって試してみましょう。

後半部分のfor文前に角度で遊んでみます。

for文をコメントアウトして、その前に1回だけ動作するようにします。

〜後半部分
#init
servo.start(0.0)

servo.ChangeDutyCycle(2.5)
time.sleep(INTERVAL)

#for i in range(2):
#  servo.ChangeDutyCycle(2.5)
#  time.sleep(INTERVAL)

#  servo.ChangeDutyCycle(10.0)
#  time.sleep(INTERVAL)

GPIO.cleanup()

servo.ChangeDutyCycle(2.5)とある2.5の部分が~~動く角度~~となります。正しくは電流量です。

ちょっと理解しにくいなと思ったのですけど、簡単なんです。

左水平位置が12.0、垂直方向から右水平に向かって数値が小さくなり、右水平位置が2.5です。垂直方向が7.5となります。

範囲は2.5〜12.0で指定すれば、あまり難しく考えなくても動作します。

角度ではないですが、決まった電流量で決まるので、正しくはありませんが座標みたいに考えれば簡単です。

左水平位置にしたいので、12.0を指定してあげれば良いだけです。

〜後半部分
#init
servo.start(0.0)

servo.ChangeDutyCycle(12.0)
time.sleep(INTERVAL)

#for i in range(2):
#  servo.ChangeDutyCycle(2.5)
#  time.sleep(INTERVAL)

#  servo.ChangeDutyCycle(10.0)
#  time.sleep(INTERVAL)

GPIO.cleanup()

書き換えたら保存して実行します。

python sg90.py

このように長い方が左側で水平になりました。

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お手本コードの動き

最初のお手本コードを見てみると、for文で2回動かしています。最初に2.5の位置へ動かして、その後に10.0の位置へ動かし、それを2回繰り返しています。

ただ、2回目の10.0の位置だと結果的に扇形の動きをします。

ここは水平に180度を動かしたいので、10.0ではなく12.0に変更してみました。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import RPi.GPIO as GPIO
import time

INTERVAL = 0.6
PIN = 14
FREQ = 50

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(PIN, GPIO.OUT)
servo = GPIO.PWM(PIN, FREQ)
GPIO.setwarnings(False)

#init
servo.start(0.0)

for i in range(2):
  servo.ChangeDutyCycle(2.5)
  time.sleep(INTERVAL)

  servo.ChangeDutyCycle(12.0)
  time.sleep(INTERVAL)

GPIO.cleanup()

しかし、完全な水平の動きにはなっていませんね？？

概ねこれで良かったのでヨシとしておきます。

エラーが出たので以下を追加しました。

GPIO.setwarnings(False)

sg90.py:11: RuntimeWarning: This channel is already in use, continuing anyway.  Use GPIO.setwarnings(False) to disable warnings.
   GPIO.setup(PIN, GPIO.OUT)

とりあえずエラー出さないようにしただけです。なんでchannelが被っているのか？？
これで一応は問題無く動きます。