FutabaサーボのS.BUS解析１（序章） - 明日は我が身の備忘録（あすびぼ）

　RC用Futabaサーボをマイコンからシリアル通信したくなったのでS-BUSという通信のプロトコル解析をしてみた。（序章）なぜS.BUSか、コマンド方式サーボとPWM方式サーボの違いから。

なぜシリアル通信したくなったか

　RCサーボをマイコンから動かすときに、PWM信号を送って使うことが多い。しかし、PWM方式は配線の数がサーボモータの数に比例し、マイコン基板に配線が集中するため配線がぐちゃぐちゃになってしまう。そのため、RS405CBなどコマンド方式サーボは個々にIDを設定してデイジーチェーンで繋げることでバス型ネットワークを構築して省配線を実現している。（電源をデイジーチェーンで繋げることは電源側の配線とコネクタに電流が集中するため、慎重に行うべき）

双葉電子工業 ROBOT SERVO RS405CB (JPN) 00400043-1

メディア: おもちゃ＆ホビー

ここでコマンド方式サーボとPWM方式サーボを採用することのメリット、デメリットの個人的見解を挙げる。

コマンド方式サーボ（コマンド通信によるデータの送受信できるサーボ）

メリット

取り付け穴の位置が、フレームに対して取り付けられるように配慮されているので設計しやすい
サーボモータの現在角、温度など状態を知れる
デイジーチェーンによる省配線化が可能
通信周期をPWM方式サーボより上げられる（メーカごとに違い、バス上のサーボの数が多い場合は最悪PWM方式より周期が長くなる）

デメリット

高価格
メーカごとに独自のプロトコル、ばらばらの物理層
メーカごとに寸法がバラバラで互換性がない
トルク、速度の選択肢が少ない

PWM方式サーボ

メリット

トルク、速度、価格の選択肢が多い（品質もピンキリ）
信号がだいたい一緒（メーカごとに若干違いがあるがソフトで対処できる範囲）
メーカを変えても取り付け寸法がだいたい一緒（高さ方向は確認したほうがよい）

デメリット

通信周期が20ms程度と遅い（メーカによって、さらに早くてもよい場合はある）
デイジーチェーンできないため配線量が多くなる
寸法が統一されてるので、柔軟な設計が難しくなる（メリットの裏返し）
動作可能な角度が小さい.（RCの用途だと±45 deg.程度で使用するから仕方ないが、最近は動作角度が大きいものが増えている）このように、コマンド方式サーボとPWM方式サーボでは様々な違いがある。

なぜFutaba サーボを選んだか

　前述したメリットとデメリットを打ち消すために、PWMサーボに対しても双方向通信が可能なように独自のプロトコルを実装しているメーカが多い。この通信は、主にサーボモータの設定と受信器との一対一通信で用いられるが、メーカによってはバス型ネットワークに対応していると思われるものがある。　FutabaのS.BUSは三又ハブや6ターミナルの中継ボックスが販売されていることからバス型ネットワークに対応していると思われる。