テクニカルサポート
発行済み 2026-02-19
ロボットを作成したり、メーカー プロジェクトに参加したり、自動的に追跡して写真を撮るガジェットをいじったりする場合、サーボジンバルは間違いなく避けられないハードルです。多くの友人が興奮して材料を購入しましたが、山積みのネジとモーターを前にして混乱していました。これをどうやって組み立て、素直に回転させることができるのでしょうか?心配しないでください。今日はそれを分解し、粉砕して話します。読めば理解できると保証します。
取り付けには時間がかかりましたが、電源を入れるとすぐにジンバルがパーキンソン病のように震え始めました。これはなぜでしょうか?バランスが適切に調整されていない、または重心が離れすぎていることが問題である可能性が高くなります。ステアリングギアは非常に強力ですが、長時間アンバランスな荷重を「乗せる」と振動するだけでなく、寿命も短くなります。荷物を運ぶときと同じように、安定して歩くには両端に同じ重さが必要です。片方が軽くてもう片方が重いと歩くときに左右にふらふらしなければなりません。したがって、最初のステップは、カメラまたは荷物がジンバルの幾何学的中心にほぼあるかどうかを確認することです。また、取り付けネジをきつく締めすぎて、本体が動く余地を残さないようにしてください。サーボただし、緩すぎてはなりません。緩めすぎると隙間が大きくなり、振動が発生します。
タオバオを閲覧すると、次のことがわかります。サーボ数十元から数百元まであり、金属製の歯、プラスチック製の歯、デジタルサーボ、アナログサーボなど、どれも巨大です。実際、携帯電話や小型カメラのセットアップなど、初心者向けのジンバルの場合は、通常の金属歯付きアナログ サーボで十分です。金属製の歯は耐久性があり、掃除するのは簡単ではありません。結局のところ、ヘッドは回転し、プラスチックの歯は長時間使用すると簡単に壊れてしまいます。デジタルサーボは応答性が高く、精度も高いですが、価格も高くなり、制御回路への要求も高くなります。コアはトルクと重量の 2 点で決まります。トルクが十分でない場合、ジンバルが回転しなかったり、反応が遅くなります。トルクが大きすぎると重くなり、電力を消費します。まずジンバルの負荷重量を推定し、次にサーボ パラメーター テーブルに移動して、20% のマージンを残した対応するトルクを見つけます。
3D プリントまたは完成したブラケット パーツを大量に入手し、ねじって組み立てるだけです。まずベースから始めて、水平回転を担当するサーボ (一般に PAN サーボと呼ばれます) をベースに固定し、その後そのロッカー アームと最初のブラケットを取り付けることをお勧めします。ここで重要なポイントがあります。ロッカーアームとサーボ出力軸の固定ネジは最初からロックしない方が良いです。取り付け後は電源を投入し、サーボを中立位置に戻してから締め付けてください。なぜ？コントロールの左右の回転範囲が対称になるように、サーボの中心位置と機械構造の中心位置を一致させる必要があるためです。次にピッチングを担当するTILTサーボを取り付けます。同様に、ブラケットとサーボを固定し、手動でカメラを水平かつ前向きの位置に調整してからネジを締めます。この手順を完了すると、後でプログラムを調整するときに多くの手間が省けます。
安価なジンバルキットはベアリングを無視してサーボを直接搭載できると考えているものが多いです。実際にはそうではありません。ステアリングギヤの出力軸自体は、ラジアル方向の力、つまり軸心に対して垂直方向の力に耐えることが苦手です。たとえば、カメラのブラケットが比較的長く、重心が前方に移動する場合、サーボ シャフトには常に一定の力がかかることになります。このとき、ブラケットの他端にベアリングを追加するとシェルに力を伝えることができます。サーボは回転の駆動のみを担当し、重量を運ぶことはありません。ベアリングの取り付けはそれほど複雑ではありません。ベアリングシートとブラケットのシャフトが同心であることを確認するだけです。取り付けたときに回転がおかしい場合は曲がっている可能性がありますので、すぐに調整しないとサーボが破損する可能性があります。
回路接続は簡単そうに見えますが、実は故障が発生しやすい箇所です。サーボには通常、プラス (通常は赤)、マイナス (茶色または黒)、および信号線 (オレンジ、黄色、または白) の 3 本のワイヤーがあります。接続するだけで十分だと考えないでください。電流が重要です。サーボの瞬時起動電流は非常に大きくなります。複数のサーボを使用し、すべて 5V ピンから電力を供給すると、マザーボードがフリーズし、数分で再起動します。正しいアプローチは、サーボ用に信頼性の高い電源モジュール (降圧モジュールなど) を別途用意してバッテリーから電力を取り出し、サーボの正極と負極をこの電源に接続し、信号線をマザーボードの PWM ピンに接続することです。すべてのデバイスの負極 (GND) は同じグランドに接続する、つまり一緒に接続する必要があります。このようにして、信号には統一された基準点があり、電源は十分であり、ジンバルは安定しています。
ハードウェアはインストールされ、プログラムは焼き付けられましたが、ジンバルはまだぎくしゃくしていて滑らかではありません。このとき、ソフトウェアのパラメータを調整する必要があります。既製の PTZ ライブラリまたは PID コントロールを使用している場合、中心となるのは P、I、D の 3 つの値を調整することです。P は比率であり、現在発生している誤差の量を反映します。 P が小さすぎると、ジンバルに力がなくなり、押すことができなくなります。 Pが大きすぎると目標位置で前後に振動してしまいます。 I は積分であり、静的エラーを処理するために特別に設計されています。たとえば、押し続ける外力がある場合、その力を補うことができます。 Dはディファレンシャルで、ダンピングの役割を果たし、傾向を事前に予測してショックを抑えます。最初に I と D を 0 に設定し、ジンバルがわずかに振動するまで P のみを調整し、次に D を少し追加して振動を抑制し、最後に I を少し追加して小さな静的な差を除去することをお勧めします。このプロセスにはある程度の忍耐が必要ですが、一度うまくできると、そのスムーズさは独特の達成感をもたらします。
最後に、この記事を読んでいる皆さんに聞きたいのですが、サーボ ジンバルの組み立てやデバッグの過程で遭遇する最も厄介な問題は何ですか?メカ構造がうまく取り付けられていないのか、それともプログラムの調整がスムーズに出来ていないのか。コメント欄にメッセージを残して、混乱や成功体験を共有してください。一緒にコミュニケーションをとりましょう。ちなみに、「いいね！」をして、それを必要とするより多くの友達と共有してください。
更新時間：2026-02-19
