PWM Servo Calculator

PWM Servo Calculatorの仕組み

PWM servo calculatorは、サーボ角度（0°〜180°）、パルス幅（1〜2 ms）、および標準50 Hzサーボ制御周波数のデューティサイクル間の変換を行います。また、STM32タイマーのタイマー比較レジスタ値（CCR）と、ArduinoおよびESP32用のanalogWriteまたはマイクロ秒値も計算します。RCロボット、ジンバル、CNCプロジェクト開発中の手動PWM計算を不要にします。

RCサーボは50 Hz PWM信号（周期20 ms）で制御されます。パルス幅が位置をエンコードします：1 ms（1,000 µs）は0°（完全左）、1.5 ms（1,500 µs）は90°（中央）、2 ms（2,000 µs）は180°（完全右）に対応します。一部のサーボでは拡張トラベル用に0.5〜2.5 msの広い範囲を受け付けます。このツールでは特定のサーボのデータシートの範囲に合わせて最小・最大パルス幅をカスタマイズできます。

50 Hzでは周期は20 msです。1 msのパルスはデューティサイクル1/20 = 5%、2 msのパルスは10%になります。Arduino ServoライブラリはwriteMicroseconds()を通じてこれらの変換を内部で処理しますが、生のPWM（490 Hzまたは980 HzチャンネルでのanalogWrite）を使用している場合は値が大きく異なり、このツールは8ビット（0〜255）および16ビット（0〜65535）タイマー解像度の両方に対する修正値を提供します。

STM32マイクロコントローラーでは、サーボPWMはPWMモードのタイマーチャンネルを使用して生成されます。ARR（オートリロードレジスタ）が周期を設定し、CCR（キャプチャ比較レジスタ）がパルス幅を設定します。72 MHzクロック、プリスケーラ71（1 MHzタイマークロック）、ARR = 19999（50 Hz）の場合、1 msのパルスにはCCR = 999、2 msのパルスにはCCR = 1999が必要です。このツールは任意のタイマークロック周波数と目標角度に対してCCR値を出力します。

ブラシレスモーター用のESC（電子スピードコントローラー）はサーボと同じ50 Hz PWMプロトコルを使用しますが、パルス範囲の解釈が異なります：1 msは最小スロットル（停止）、2 msは最大スロットル（全速）です。ESCキャリブレーションでは電源投入時に2 msのパルスを送信（アーミング）し、その後1 msのパルスでキャリブレーションを完了させる必要があります。このツールのESCモードでは、完全なキャリブレーション手順の正確なマイクロ秒値とArduinoコードスニペットを提供します。