Arduinoでサーボ制御のロボットアーム 「巨大な分度器」

　
本日からお江戸なんですが、まだやってます。

アームプロッタは何がどうダメなのか？
これをより分かりやすく数値で見てみたいと思います。

巨大な分度器を作りました。
ＣＡＤで製図してプリントアウトした分度器ですが、単なる目視よりは分かりやすいかと思います。

実験の方法は、まずサーボで９０度を出してから両サイド０～１８０度でどれだけ実測と誤差があるか調べました。
なんだか昔やった理科の実験みたいですね。

検体は先日から使っている３種類のサーボです。
その中でも特に有望と思えるFP-S143を主眼に調査しました。

ではまずはW-060です。

３０度以下は全く不規則です。測定外ということでチーンです。
無理に０度の指定をするとサーボを壊す可能性が高いです。
ただ３０度程度までは一定の傾斜でズレが見てとれます。
限られた稼働範囲なら矯正は可能かもしれません。

SG-50はこんな感じです。

これも０度の指定はできるものの途中からカーブを描いたズレが発生しています。
元々計測に使っているボリューム（ポテンショメータ）の品質が一定でないのでしょう。タイプＡ？
カーブ部分の矯正は困難なようです。

最後に本命のFP-S143です。
サーボは２つありますので個体調査も兼ねて０～１８０度で別々に調査してみました。

Ａサーボ

Ｂサーボ

両方ともある程度綺麗な直線的なズレがあることが見てとれます。
ただ個体差は大きいようです。

ラジコンやっていると普段はこんな計測はしませんが、やってみる価値はあると思いました。
同じサーボでもこれだけ個体差があれば、ミキシン付きの高級プロポでは十分考慮すべきだと思います。
うちにはそんな高級プロポはありませんが・・・

ラジコンの世界では０～１８０度まで目一杯使うことは少ないと思いますが、ズレは確実にあります。
カタログスペックを鵜呑みにするのは危険ですね。
１個１個性格が違うと思って間違いありません。
エルロンサーボだと左右の舵に微妙なニュアンスのズレとなって表れると思います。

ちなみに、デジタルサーボとアナログサーボの違いは制御信号だけの問題なので精度には変化はありません。
デジタルだから正確ということじゃないです。
駆動系は結局ボリュームを回してるだけなので、A/D変換しようがアナログです。

ただ、若干デジタルサーボの方がモーターが強いので、立ち上がりが早いのと保持力も強くなります。
しかしその分消費電力は大きくなりますのでバッテリーが十分でないとガチャ付きやノーコンになります。
またコアレスとかは精度には全く関係はありません。

これはラジコン用の１個数百円～数万円程度の安価なサーボを対象としたことで、ロボット制御専用に作られた１個数十万円もする高級サーボは別ものです。

アームプロッタの精度向上のためには、まずこのズレをソフト的にキャリブレーションする必要がありそうです。
可動範囲も２０～１６０度に制限すべきだと思います。（描画範囲が狭くなる）
細かなブレを抑えることは出来ないと思いますが、大きく図形が歪むことは少なくなると思います。

しかし１度違えば数ミリの誤差です。
１ｃｍ方眼ぐらいの大きな目で評価してあげる必要があるかもしれません。