Arduino UNOでサーボモータを制御する際、servo.hライブラリを使わずに制御したいという場合、どのようにしてサーボ信号を生成するかが課題になります。特に、モータとサーボモータを同時に制御したい場合、ピンの制約やライブラリの競合が問題になることがあります。この記事では、servo.hライブラリを使わずにサーボモータを制御する方法を解説します。
Arduinoでサーボモータを制御する基本的な方法
通常、Arduinoでサーボモータを制御する際には、servo.hライブラリを使用しますが、このライブラリは特定のピン（例えば9番や10番ピン）を使用してPWM信号を送信します。これにより、モータやセンサーとのピンの競合が発生し、同時に動作させるのが難しくなることがあります。
servo.hを使用しない場合は、独自にPWM信号を生成する必要があります。PWM信号を作るためには、Arduinoのタイマーや割り込みを使用する方法が効果的です。
PWM信号を直接生成する方法
Arduinoでは、タイマーを使ってPWM信号を生成できます。例えば、Arduino UNOには3つのタイマー（タイマー0、タイマー1、タイマー2）があり、それぞれのタイマーに対して独自にPWM信号を設定できます。これを利用して、サーボモータに必要な信号を作ることができます。
例えば、9番ピンを使ってサーボモータのPWM信号を直接制御するには、次のようなコードを使用します。
void setup() {
pinMode(9, OUTPUT);
Timer1.initialize(20000); // 20ms周期で更新
Timer1.pwm(9, 1500); // サーボの位置を設定
}
void loop() {
// サーボを動かすための信号処理
}この方法では、servo.hライブラリを使わずにサーボモータを動かすことができます。
割り込みを使ってサーボ信号を生成する方法
もう一つの方法は、割り込みを使ってサーボ信号を生成する方法です。MsTimer2ライブラリや、Arduinoの標準的な割り込み機能を利用することで、指定した時間間隔でサーボ信号を作成することができます。
割り込みを使うことで、ループの中で他の処理を行いながらサーボ信号を送ることができるため、効率的にモータやセンサーと同時に制御を行うことができます。
サーボモータとDCモータの同時制御
サーボモータとDCモータを同時に制御する場合、ピンの競合を避けるために、PWM信号の生成方法を工夫する必要があります。サーボモータには9番や10番ピンを使い、DCモータには別のピン（例えば11番や12番ピン）を使うことで、同時に制御することが可能です。
DCモータの制御は、通常はH-ブリッジやモータドライバを使って行いますが、サーボモータの制御とは異なり、PWM信号を直接制御して動作させます。これにより、両方のモータを効率よく制御することができます。
まとめ
Arduino UNOでservo.hを使わずにサーボモータを制御する方法として、タイマーや割り込みを使ってPWM信号を生成する方法があります。この方法を利用することで、モータとサーボモータを同時に制御でき、ピンの競合を避けることができます。割り込みを使用することで、サーボ信号をループ内で他の処理と並行して送ることができ、効率的な制御が可能になります。
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