この記事の結論
- モーターはDC・サーボ・ステッピングの3種類、「角度を止められるか」「連続回転できるか」で使い分ける
- ステッピングモーターの定番は28BYJ-48、専用ドライバボード(ULN2003)とセットで扱うのが一般的
- センサー選びは「何を知りたいか」で決まる、温度湿度・人の気配・距離・角度制御の4パターンに整理できる
- 予算300円以内で1つ試す・1,000円前後で検知系を組み合わせる・1,300円前後でモーターまで挑戦する、という3段階で揃えられる
センサーやモーターは種類が多く、どれから買えばいいか迷いやすい部分です。
この記事では、温湿度センサー・人感センサー・超音波距離センサー・サーボモーターを目的別に選べる早見表として整理し、あわせてステッピングモーターの基本操作も紹介します。
「結局どれを買えばいいのか分からない」という人は、この記事から先に読んでも構いません。
モーターの種類と違い(DCモーター・サーボモーター・ステッピングモーター)
3種類の比較表
Arduinoでよく使われるモーターは、DCモーター・サーボモーター・ステッピングモーターの3種類です。
「角度を指定して止められるか」「連続でぐるぐる回せるか」という違いで見ると、それぞれの得意分野が分かりやすくなります。
| 種類 | 回転の特徴 | 角度の正確さ | 向いている用途 |
|---|---|---|---|
| DCモーター | 連続回転のみ | 正確な角度は苦手 | タイヤ・ファンなど回り続けるもの |
| サーボモーター | 指定角度で停止(多くは0〜180度) | 得意 | 腕・首・舵など角度を作りたいもの |
| ステッピングモーター | 連続回転も細かい位置決めも可能 | 非常に得意 | 正確な位置決めが必要なもの |
サーボモーターの使い方はすでに個別記事で紹介したので、ここではステッピングモーターの基本操作を見ていきます。
ステッピングモーター(28BYJ-48)の基本操作
Arduino入門で使われるステッピングモーターの定番は、28BYJ-48という製品です。
28BYJ-48は、内部に細かい歯車(ギア)が組み込まれた小型のステッピングモーターで、単体ではなくULN2003という専用ドライバボードとセットで使うのが一般的です。
配線は、モーター本体のコネクタをドライバボードに差し込み、ドライバボードのIN1〜IN4をArduinoのデジタルピン4本(例としてIN1→8、IN2→9、IN3→10、IN4→11)につなぎます。
制御には、Arduino IDEに標準で入っている「Stepper」ライブラリを使うと、少ないコードで動かせます。
28BYJ-48でもっともつまずきやすいのが、Stepperライブラリのコンストラクタに渡すピン番号の順番です。
配線がIN1→8、IN2→9、IN3→10、IN4→11の場合、コードは「Stepper myStepper(2048, 8, 10, 9, 11);」のようにIN1・IN3・IN2・IN4の順(9番と10番を入れ替えた順)で書く必要があります。
物理的な配線順とコンストラクタの引数順が一致していないと、モーターは回転せずに振動するだけになるので注意してください。
28BYJ-48が出力軸を1回転させるのに必要なステップ数は、一般的なチュートリアルでは2048ステップとして扱われることが多いです。
制御方式によっては4096という数字で紹介されている場合もあり、この差はステップ数の細かさ(制御モード)の違いによるものなので、コード中のサンプル値をそのまま使えば問題ありません。
回転速度を上げすぎると、モーターが「脱調」といって指示についていけずに止まってしまうことがあるため、まずはゆっくりめの速度で試すのがおすすめです。
28BYJ-48はULN2003経由で動作時に約240mAの電流を消費するため、Arduinoの5Vピンからの給電だけでは電圧降下やリセットが起きやすい部品です。
動作を安定させるため、外部の5V電源を用意し、Arduinoと共通のGNDでつなぐようにしてください。
紹介した商品:ステッピングモーターセット(28BYJ-48+ULN2003)
28BYJ-48 ステッピングモーター+ULN2003ドライバボード 2セット
本文で紹介したモーターとドライバの組み合わせがそのままセットになっています。
Amazon ￥749(2セット)
※価格は記事執筆時点のものです。購入前に最新価格をご確認ください。
目的別センサー選び早見表
ここからは、これまで紹介したセンサー・モーターを「何を知りたいか」という目的別に整理します。
| 知りたいこと | 選ぶセンサー・モーター | 価格帯の目安 |
|---|---|---|
| 気温・湿度を知りたい | 温湿度センサー(DHT11・DHT22) | 300〜500円程度 |
| 人の気配を知りたい | 人感センサー(HC-SR501) | 150〜400円程度 |
| 対象物までの距離を知りたい | 超音波距離センサー(HC-SR04) | 150〜350円程度 |
| 角度を制御して止めたい | サーボモーター(SG90など) | 300〜500円程度 |
| 連続回転させたい(タイヤ・ファンなど) | DCモーター(単体、別途ドライバICが必要) | 150円程度〜 |
| 正確な位置決め・連続回転をしたい | ステッピングモーター(28BYJ-48セット) | 400〜800円程度 |
迷ったら「何を知りたいか」を先に決めてから、表の右側で価格感をつかむという順番で選ぶと、選択肢が絞りやすくなります。
価格は購入する店舗や時期によって変動するため、あくまで目安として参考にしてください。
予算別の組み合わせ例
最後に、先ほどの早見表の価格で組み合わせると、どのくらいの予算になるかを3パターン紹介します。
まず1つ試す(予算300円以内)
初めての1個としてなら、価格が手ごろで配線もシンプルな超音波距離センサー(目安250円程度)から試すのがおすすめです。
この場合の合計は250円程度で、予算300円以内に収まります。
検知系を組み合わせる(予算1,000円前後)
人感センサー(目安300円程度)・超音波距離センサー(目安250円程度)・温湿度センサー(目安400円程度)の3つを組み合わせると、合計は950円程度になります。
「検知する」「測る」の両方を体験しながら、予算1,000円前後に収めることができる組み合わせです。
動かす系にも挑戦する(予算1,300円前後)
サーボモーター(目安400円程度)・ステッピングモーターセット(目安600円程度)・超音波距離センサー(目安250円程度)を組み合わせると、合計は1,250円程度になります。
センサーで検知した結果をもとにモーターを動かす、という一歩進んだ工作にも挑戦しやすい組み合わせです。
そもそもどのスターターキットを選ぶか迷っている段階の人は、Arduinoスターターキットの選び方の記事も参考にしてください。
工具まわりの費用感とあわせて確認したい場合は、電子工作に必要な道具リストと予算別の早見表の記事もあわせてご覧ください。
まとめ:目的に合わせた選び方チェックリスト
センサー・モーターを選ぶ前に、以下の点がなんとなくつかめているか確認してみてください。
- 「何を知りたいか」を先に決めてから、価格帯を確認する順番が身についている
- DC・サーボ・ステッピングの3種類のモーターの違いが、なんとなく区別できている
- 28BYJ-48はStepperライブラリの配線とコンストラクタの引数順が異なる点に、注意する意識ができている
- 今の自分の予算感が「まず1つ試す」「検知系を組み合わせる」「動かす系にも挑戦する」のどれに近いか、見当がついている
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