ステッピングモーターとサーボモーターの違いは何ですか？

ステッピングモーターとサーボモーターの違いがよくわかりません。誰かが私にこれを説明できますか？

また、これらのモーターは、一時停止またはオフにされたときにどのように動作しますか？何かを所定の位置に保持するのに十分な抵抗力がありますか（たとえば1kg）、それに対して特別な何かをする必要がありますか？

これらの2つのどちらを使用すると、小さなステップでゆっくりと動きたいアプリケーションに適していると思いますか（つまり、非常に小さなステップの後に、その位置で一時停止してから、別の小さなステップが必要になるなど）。そして、私は各ステップがまったく同じ程度に変化することを望みます）。

この質問の背景：DSLRカメラを一定期間パンおよびチルトするタイムラプスリグを作成します。

この質問に対する他の現在の回答は、包括的で十分な回答の礼儀のWikiPediaを引用していますが、ここに簡略化されたTL; DRがあります。

ステッピングモーター：1回転あたりの固定ステップ数でステップ移動します。したがって、ステップサイズのジャンプで、任意の回転数にわたって制御できます。

単方向または双方向の可能性があります。各ステップは、まったく同じ度数です。

保持トルクは（比較的）高く、コイルの電源を切っても保持トルクの低下は持続します。

サーボモーター（具体的には、ホビーサーボ）：「静止位置」から「目標位置」までスムーズに移動し、制御信号が変化するまでこの位置を維持します。手順はありません。

本質的に双方向ですが、本質的に制限された偏差範囲です。純粋なアナログ制御はオプションです。ただし、必ずしも線形制御ではありません。

保持トルクは、ステッパーとは異なり、モーターが通電されているかどうかに依存します。

典型的な趣味のサーボは、例えば-90度から+90度、または-170度から+170度です。マルチターンサーボは、一方向の静止からのx回転の偏差から、反対方向のx回転に移行します。

パン/チルトコントローラーの場合、滑らかなパン/チルトは必須ではないため、ステッピングモーターは質問の説明と一致します。動きの平滑化が必要な場合は、ステッパーで十分に高いギア減速がそれを実現します。

この質問の答えには、さまざまなクローズドループフィードバックサーボシステムの総称としての「サーボモーター」と、基本的にRCモデルコミュニティ内でのみ使用される「サーボモーター」を混同しているように見えるノイズがたくさんあります。

「サーボモーター」は、RCモデルや趣味のコミュニティで使用されているパルス持続時間制御のポテンショメーターフィードバック非連続回転「サーボ」アクチュエーターを特に指しているわけではない ことに注意してください。それは持っている広範な使用をして、さまざまな産業用制御およびCNCアプリケーションの、の大多数は、あなたがRCモデルやおもちゃのロボットに入れささいなこととして、「サーボモータ」の考えの方にどのような方法で認識できないでしょう。

とにかく、基本的に、サーボモーターはモーターとフィードバックメカニズムの組み合わせであり、モーターの位置を制御するためにモーターへの電力を制御するサーボコントローラーと一緒に使用されます。コントローラ、モーター、フィードバックシステムは、サーボシステムを形成します。

さて、ここで理解できることの1つは、これが非常に広い定義であることです。これは本当です。実際、ステッピングモーターにフィードバックと制御要素を追加すると、ステッピングモーターをサーボモーター（の一部）にすることができます。（実際には、フィードバックに光学エンコーダーを備えたステッパーを使用するモーション制御のXYステージがあります。そのため、私が取り組んでいるプロジェクトでは「サーボ制御」されています）。

より一般的なサーボモーター用語とよく混同されるRCサーボメカニズムは、確かに一種のサーボモーターシステムですが、それは用語のサブセットであり、全体ではありません。

おそらく産業オートメーションとコンピュータ制御の99％は「サーボモーター」のバナーに該当するドライブメカニズムを使用していますが、インターネット（専門分野）への露出ははるかに少ないため、趣味の「サーボ」が主流になりました。用語の一般的な使用、およびエレクトロニクスに興味を持ち始めている人々の地獄を混乱させる。

ご質問に関しては、ホビースタイルのRCサーボを具体的に指しているのか、より一般的な「サーボ」を指しているのかを明確にする必要があります。

現実的には、適切に設計されたサーボモーターシステムは、設計の容易さを除いて、すべてのカテゴリのステッピングモーターよりも性能が優れていますが、アプリケーションには追加の労力を価値あるものにするための十分なパフォーマンスが必要ない場合があり、ステッパーシステムはタスクを完全に実行できる場合があります。

また、あなたは電動要素としてステッピングモータを使用することができるでサーボシステム（一般的にある種のエンコーダを介して）、モータの周囲に閉ループフィードバックを追加することにより、。
ただし、ステッパーは通常、閉ループフィードバックがなくても十分に機能し、追加のエンコーダーを必要としないことでシステム全体のコストを削減できるため、通常使用されます。

エンコーダを入手したら、ステッピングモーターの代わりに同等の価格のブラシ付きDCサーボモーターを使用して、より良いトルク特性を得ることができます。制御ループは、ブラシ付きサーボモーターの使用によって失われる必要な精度を提供します。

グーグルはあなたの友達です。https://www.modmypi.com/blog/whats-the-difference-between-dc-servo-stepper-motorsから

サーボモーター

サーボモーターは通常、DCモーター、ギアリングセット、制御回路、および位置センサー（通常はポテンショメーター）の4つの要素のアセンブリです。

サーボモーターの位置は、標準のDCモーターの位置よりも正確に制御でき、通常、3本の線（電源、接地、制御）を備えています。サーボモーターへの電力は常に供給され、サーボ制御回路はモーターを駆動するためのドローを調整します。サーボモーターは、ボートのラダーを制御したり、ロボットアームやロボットの脚を特定の範囲内で動かしたりするなど、位置を正確に定義する必要がある特定のタスク用に設計されています。

サーボモーターは、標準のDCモーターのように自由に回転しません。代わりに、回転角度は前後に180度（またはその程度）に制限されます。サーボモーターは、出力位置を表す制御信号を受け取り、シャフトが位置センサーによって決定された正しい位置に回転するまで、DCモーターに電力を供給します。

サーボモーターの制御信号にはPWMを使用しています。ただし、DCモーターとは異なり、サーボシャフトの速度ではなく位置を決定するのは、正のパルスの持続時間です。サーボに依存するニュートラルパルス値（通常は約1.5ms）は、サーボシャフトを中心位置に保ちます。そのパルス値を大きくするとサーボが時計回りに回転し、短いパルスではシャフトが反時計回りに回転します。サーボ制御パルスは通常20ミリ秒ごとに繰り返され、それが同じ位置に留まることを意味する場合でも、本質的にサーボにどこに行くべきかを伝えます。

サーボに移動を命令すると、外力が加わってもその位置に移動してその位置を保持します。サーボは、その位置からの移動に抵抗します。サーボが発揮できる最大抵抗力は、そのサーボのトルク定格です。

ステッピングモーター

ステッピングモーターは、本質的には異なるモーター方式を使用するサーボモーターです。サーボモーターが連続回転DCモーターと統合コントローラー回路を使用する場合、ステッピングモーターは、中央ギアの周りに配置された複数の歯付き電磁石を利用して位置を定義します。

ステッピングモーターには、各電磁石を個別に励磁してモーターシャフトを回転させるための外部制御回路またはマイクロコントローラー（Raspberry PiやArduinoなど）が必要です。電磁石「A」に電力が供給されると、ギアの歯が引き付けられて整列し、次の電磁石「B」からわずかにずれます。「A」をオフにして「B」をオンにすると、歯車はわずかに回転して「B」と一致し、円の周りを回転します。歯車の周りの各電磁石が順番に励磁および非励磁して回転します。電磁石から次の電磁石への各回転は「ステップ」と呼ばれ、したがって、モーターは完全な360度の回転を通じて、事前に定義された正確なステップ角度で回転させることができます。

ステッピングモーターには2種類あります。単極または双極。バイポーラモーターは最も強力なタイプのステッピングモーターであり、通常は4本または8本のリード線があります。内部には2組の電磁コイルがあり、これらのコイル内の電流の方向を変えることでステッピングが実現されます。単極モーターは、5、6、または8本のワイヤーを持つことで識別でき、2つのコイルがありますが、それぞれにセンタータップがあります。ユニポーラモーターは、コイル内の電流の方向を逆にする必要がなく、ステップを踏むことができるため、電子機器がより簡単になります。ただし、センタータップは一度に各コイルの半分だけを励磁するために使用されるため、通常、バイポーラよりもトルクが低くなります。

ステッピングモーターは物理的に事前に定義されたステーションを備えているため、ステッピングモーターの設計により、モーターに電力を供給する必要がなく、一定の保持トルクが得られます。また、モーターがその制限内で使用される場合、位置決めエラーは発生しません。

エネルギーを節約したいが、トルクを長時間保持している場合は、これらのモーターのいずれかを購入することをお勧めします。通常はNC（ノーマルクローズ）であるEMブレーキ（電磁ブレーキ）を使用します。ブレーキ電流をオフにして希望の位置に到達すると、機械が自由に動き、機械が作動します。