Day 7｜身体：サーボモーターで動く

1. 今日やること

• サーボモーター（SG90） を配線する
• Picoから角度（0度〜180度） を指定する
• ワイパーのように行ったり来たりさせる

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2. 使う部品

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Raspberry Pi Pico Hピンヘッダ付き

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ブレッドボード標準サイズ

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マイクロサーボ SG90青い9gサーボ

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ジャンパーワイヤオス-オス

• Raspberry Pi Pico H / ブレッドボード
• マイクロサーボ SG90 ×1
  • ※青い小さな箱に、プロペラのようなアームが付いた部品
• ジャンパーワイヤ（オス-オス） ×3本

3. 完成形（今日のゴール）

モーターのアームが「ウィーン」と動いて、指定した角度でピタッと止まります。 ロボットの腕や首を作るための基礎技術です。

4. 手順

Step 1: サーボモーターを知る

普通のモーター（ミニ四駆など）は「回るだけ」ですが、サーボモーターは 「指定した角度になれ！」 という命令を聞きます。 線は3本あります。

• 茶色（または黒）：GND（マイナス）
• 赤色：電源（プラス）
• オレンジ（または黄色）：信号（命令）

Step 2: 配線する

1. 茶色 → GND
2. 赤色 → VBUS（またはVSYS）
   • 重要！: 今までは3.3Vでしたが、モーターはパワーが必要です。VBUS（USBからの5V電源） に繋ぎます。Picoの40番ピンです。
3. オレンジ → GP15（PWM信号）

注意！ 配線を間違えると、Picoが一瞬で壊れる（ショートする）ことがあります。電源を入れる前に、赤の線が本当にVBUSか、茶色がGNDか、指差し確認してください。

5. コード

import machine
import time

# サーボはPWMで制御します（周波数は50Hzがお約束）
servo = machine.PWM(machine.Pin(15))
servo.freq(50)

# 角度(0-180)を、PWMのDuty値(整数)に変換する計算式
# ※SG90の仕様に合わせて調整しています
def set_angle(angle):
    # 0度=約2000, 180度=約8000 (個体差あり)
    duty = int((angle / 180 * 6000) + 2000)
    servo.duty_u16(duty)

while True:
    # 0度へ
    set_angle(0)
    time.sleep(1)

    # 90度へ
    set_angle(90)
    time.sleep(1)

    # 180度へ
    set_angle(180)
    time.sleep(1)

6. つまずきログ

⚠️ Picoの電源が落ちる / 再起動する

• 原因: 電力不足
  • → モーターが動き出す瞬間、大量の電気を食います。PCのUSBポートの電力供給が追いつかず、Picoごと一緒に落ちている可能性があります。
  • → 基本的には外部電源を使いますが、SG90 1個ならUSB接続位置を変える（ハブを使わず直挿しする）などで改善することがあります。

⚠️ ジジジ...と震えて止まらない

• 原因: 無理な角度
  • → 安いサーボは、本当に0度や180度まで行けないことがあります。「5度〜175度」くらいに範囲を狭めてみてください。

7. 文系への翻訳

• VBUS (5V): Picoを素通りしてきた、USBケーブル直結の強力な電気。「太い水流」。
• 3V3: Picoの中で優しく整えられた電気。「おちょこの水」。計算には使えるけど、力仕事（モーター）には足りない。
• Duty比（サーボ編）: ここでは「右腕をどこまで上げるか」という角度の指示書になります。

8. 今日の達成

「物理的に動く『筋肉』を手に入れた！」

9. 次へ

ここまでで「入力」「判断」「出力（光/音/動作）」が揃いました。 次回はこれらを統合して、「周りの明るさに反応して動く」自律ロボットの原型を作ります。

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