Raspberry Piでサーボモータを動かせるようになると、
・ボタンで操作したい
・角度を手動で変えたい
・より実用的な制御をしたい
と感じることはありませんか？
本記事では、ボタンを使ってサーボモータの角度を変更する方法を解説します。
今回やること
・GPIO22 → サーボモータ（信号）
・GPIO18 → ボタン①（左へ回転）
・GPIO27 → ボタン②（右へ回転）
ボタンを押すことでサーボの角度を変更します。
※GPIO22は汎用的に使用しやすいため採用しています。
準備するもの
・Raspberry Pi 5
・サーボモータ（SG90など）
・ボタン ×2
・ジャンパーワイヤー
・外部電源（5V・2A以上推奨）
配線方法
■ サーボモータ
赤 → 外部電源（5V）
茶（黒） → GND
橙（黄） → GPIO22
■ ボタン①
GPIO18 → ボタン → GND
■ ボタン②
GPIO27 → ボタン → GND
Raspberry Pi 5でサーボモータを制御する方法 の記事と同じ回路構成です。
※外部電源を使用する場合でも、
Raspberry PiとサーボモータのGNDは必ず共通にしてください。
Pythonコード
ファイル名：servo_button_control.py
from gpiozero import Servo, Button
from signal import pause
servo = Servo(22, min_pulse_width=0.0005, max_pulse_width=0.0025)
button_left = Button(18, pull_up=True, bounce_time=0.01)
button_right = Button(27, pull_up=True, bounce_time=0.01)
position = 0
servo.value = position
def move_left():
global position
print("LEFT PRESSED")
position -= 0.2
if position < -1:
position = -1
servo.value = position
print(f"position: {position:.2f}")
def move_right():
global position
print("RIGHT PRESSED")
position += 0.2
if position > 1:
position = 1
servo.value = position
print(f"position: {position:.2f}")
button_left.when_pressed = move_left
button_left.when_released = lambda: print("LEFT RELEASED")
button_right.when_pressed = move_right
button_right.when_released = lambda: print("RIGHT RELEASED")
pause()
コード解説
サーボモータは-1〜1の値で角度を制御します。
・-1 → 左
・0 → 中央
・1 → 右
ボタンごとに値を増減させることで、
角度を変更しています。
※起動時にservo.valueを設定することで、
サーボの初期位置を明示的に指定しています。
動作確認
・左ボタン → サーボが左へ動く
・右ボタン → サーボが右へ動く
正常に動作すれば成功です。
よくある失敗
・電源不足で動作しない
・GNDが共通になっていない
・値が-1〜1を超えている
・ボタンのGPIO番号ミス
チャタリング対策
ボタン入力ではチャタリングにより、
意図せず複数回動作する場合があります。
詳しくは以下の記事を参考にしてください。
▶ Raspberry Pi 5でボタンのチャタリングを防止する方法
ボタンを押しても反応しない場合
サーボモータを使用していると、
ボタンを押しても反応しないことがあります。
この原因は1つではなく、主に以下の2つが考えられます。
①PWM（パルス幅）の設定が合っていない
サーボモータはPWM信号のパルス幅によって角度を制御していますが、
製品ごとに適切なパルス幅の範囲が異なります。
そのため、デフォルト設定のままでは
値を変更しても正しく動作しない場合があります。
Servo(22, min_pulse_width=0.0005, max_pulse_width=0.0025)のようにパルス幅を調整することで、改善するケースがあります。
②電源の影響による不安定動作
サーボモータは動作時に大きな電流を消費するため、
電源が不安定だと電圧が一時的に低下し、
GPIO入力が正しく検出されないことがあります。
以下を確認してください。
・外部電源を使用しているか
・GNDが共通になっているか
・電源に十分な電流容量があるか（2A以上推奨）
※サーボモータの動作は「電源」と「PWM設定」の両方に影響されます。
どちらか一方だけでなく、両方を見直すことが重要です。
ボタンを押していないのに動く場合
サーボモータはPWM信号を常に受信して位置を維持しています。
そのため、ソフトウェアPWMでは信号のタイミングがわずかに変動し、
サーボが微妙に動く（ジッター）ことがあります。
これはある程度正常な動作です。
ボタンの反応が遅い場合
サーボの動作時間やソフトウェアPWMの影響により、
ボタンを押してから動作するまでに
わずかな遅延が発生することがあります。
電源を安定させることで改善する場合があります。
応用
・長押しで連続回転
・カメラの向き制御
・ロボットアーム制御
まとめ
本記事では、ボタンを使ってサーボモータの角度を制御する方法を解説しました。
・ボタンで操作可能
・PWMで角度制御
・実用的な制御が可能
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