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発行済み 2026-03-16
興奮して小さなプロジェクトを実行したいとき。たとえば、自宅のカメラに「首」を取り付けて、自由に回転して家全体を監視することができます。または、よりインテリジェントな視覚追跡を実現するために、ロボットに 1 対の「目」を追加する予定です。普通であることが分かりましたサーボは一方向にのみ前後に回転できるため、全方位をカバーするニーズを満たすことができません。このとき、二軸サーボコントロールジンバルはあなたが探している答えです。
端的に言えば二軸サーボジンバルは2つのサーボから構成される「関節システム」です。 1 つのサーボは、通常「パン軸」と呼ばれる水平回転を担当し、頭を左右に振る役割を果たします。もう 1 つのサーボは、「チルト軸」である垂直ピッチを担当し、ヘッドを上下にうなずくことを担当します。 2 つのサーボをブラケットを介して組み合わせると、カメラ、センサー、またはその他の機器を搭載して、全範囲の動作をカバーできます。
首と頭と考えることができます。横軸は頭を左右に向けたときのようなもので、縦軸は空と地面を見下ろしたときのようなものです。 2 つのアクションを組み合わせることで、任意の方向を見ることができます。 2 軸サーボ ジンバルも同じ機能ですが、「血肉」がサーボと金属ブラケットに置き換えられ、マシンが柔軟に回転できるようになります。
最も一般的なアプリケーション シナリオは、スマート セキュリティ カメラです。遠隔操作や回転が可能な家庭用カメラを見たことがあるはずですが、10 台中 9 台は 2 軸サーボ ジンバルを使用しています。モバイルAPPをスワイプするだけで、カメラがそれを追跡します。家の隅々から見えますが、死角ですか？存在しません。非常に人気のあるライブ ブロードキャスト パン/チルト プラットフォームもあります。アンカーがどこに行ってもカメラは追跡し、リアルタイムの調整はすべてこれら 2 つの軸に依存します。
例えばスマートカーを作って二軸ジンバルとカメラを搭載したらもっと面白くなるでしょう。コンピューターの前に座って、ハンドルを介して車の動きを制御しながら、カメラの回転角度を個別に制御することもできます。車の下に障害物があるかどうか確認したいですか?ただカメラを下に向けてください。遠くの道路状況を観察したいですか？カメラを上げて左右にスキャンします。この種の柔軟性は、固定カメラにはまったく匹敵しません。
2 軸ジンバル制御の核心は、2 つのサーボに正確な PWM 信号を送信することです。 PWM はサーボの「言語」と考えることができます。パルス幅を変えることで、サーボに「何度回転させたいか」を伝えます。 STM32 などのメイン コントロール ボードは変換器として機能し、ユーザーの命令をサーボが理解できる電気信号に変換し、同時に 2 つのサーボが連携してカメラが目的の位置を正確に指すように指示します。
しかし、光は回転できるだけではなく、安定して回転できなければなりません。サーボを起動した直後に「カチッ」と振動したり、サーボを位置決めした後に数回震えたりすると、画面が読めなくなります。したがって、リアルタイムで偏差を計算し、ステアリング ギアを迅速かつ正確に回転させ、オーバーシュートを回避できる PID 制御などのアルゴリズムが介入する必要があります。自動追跡を行う場合は、ジンバルがフィードバックに基づいて姿勢を調整し、画像を常に安定に保つことができるように、ジャイロスコープまたは視覚アルゴリズムを追加する必要があります。
サーボは主にアナログサーボとデジタルサーボの2種類に分けられます。アナログサーボは安価ですが、応答が遅く、精度も平均的です。これらは要件が低い状況に適しています。デジタルサーボは高速応答、正確な位置決め、小さなデッドゾーンを備えています。ジンバルに使用すると、回転がよりスムーズになり、画像がより安定します。少し高価ですが、エクスペリエンスが大幅に向上します。特に、移動する物体を素早く追跡するためにジンバルが必要な場合、デジタル サーボの利点が反映されます。
トルクやギアの材質によっても異なります。トルクが小さすぎると、カメラを動かすことができなかったり、わずかな外力でカメラが「倒れて」しまいます。荷物の重量を見積もって、ある程度の余裕を持たせる必要があります。歯車に関しては、プラスチック歯車は安価ですが磨耗しやすいのに対し、金属歯車はより耐久性があり、長期にわたるプロジェクトに適しています。また、通常のサーボのストロークは通常 180 度または 270 度であることに注意してください。 360度連続回転できるものは買わないでください。正確に位置決めできず、ジンバルとして使用できません。
実際、その敷居はあなたが思っているよりもはるかに低いです。現在、インターネット上には既製の 2 軸ジンバル ブラケット キットがたくさんあります。数十元で買えます。構造部品はすでに組み立てられています。サーボを購入した後、ネジを使用して固定するだけで済みます。回路はもっと簡単です。サーボの 3 本のワイヤ (電源、グランド、信号) は、対応するドライバー ボードまたはメイン コントロール ボードに接続されます。電源が供給されたら、ハードウェアのセットを数分でセットアップできます。
たとえば、ソフトウェア部分では、内蔵のサーボ ライブラリを使用すると、わずか数十行のコードで 2 つのサーボを作動させることができます。まず 1 つの軸を回転させ、次にもう 1 つの軸を回転させ、最後に組み合わせをテストします。よりスムーズな動きを実現したい場合は、角度の増分をゆっくりと調整できます。プロセス全体は積み木を積み上げるようなもので、やりながら学び、すぐに手動で制御できるジンバルを作成できるようになり、完全な達成感が得られます。
回路をはんだ付けしたりコードを最初から記述したくない場合は、既製のジンバルを購入するのも良い選択です。このとき、いくつかのパラメータに注目する必要があります。耐荷重、つまりどれだけの物を運ぶことができるかです。回転角度、監視範囲を満たすことができるかどうか。単純な PWM 入力であるか、シリアル ポート コマンドをサポートしているかにかかわらず、インターフェイスを制御します。インターフェースが充実すればするほど、後の拡張が容易になります。
さらに、完全な情報と優れた技術サポートを提供するメーカーを見つけることをお勧めします。注文する前に、公式 Web サイトまたはストアにアクセスして、サンプル コード、配線図、および使用方法のチュートリアルが提供されているかどうかを確認できます。優れたメーカーは二次開発 SDK も提供しているため、多くの手間を省くことができます。すぐに使用するために購入したものであることを忘れないでください。手に入れた後にコントロール方法に戸惑うようなものは選ばないでください。
2 軸ジンバル プロジェクトに取り組んでいるときに遭遇する最大の障害は、モデル選択における不確実性や不安定なプログラミングではないでしょうか。コメント エリアで自分の経験についてチャットしたり、「いいね」を押して保存したりして、将来必要になったときに確認できるようにしてください。
更新時間：2026-03-16
