- FutabaのS.BUSプロトコルのデータパケット構造
- ✅ S.BUSの基本仕様
- ✅ パケット構造（25バイト）
- ✅ チャンネルデータのエンコード方式
- ✅ CHデコード例（Arduino等での参考）
- ✅ フラグバイト（Byte 23）の意味
- ✅ UART設定（S.BUS受信）
- ✅ 応用 PWM出力デコーダ
- ✅ まとめ
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FutabaのS.BUSプロトコルのデータパケット構造
FutabaのS.BUSプロトコルのデータパケット構造を詳しく解説します。 S.BUSはRC信号（最大16チャンネル）を1本のシリアル信号線で送信できる革新的なバス方式で、UART通信に準拠しています。
✅ S.BUSの基本仕様
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 通信方式 | UART（TTLシリアル） |
| ボーレート | 100,000 bps（8E2） |
| データ長 | 25バイト（1パケット） |
| チャンネル数 | 最大16ch（11ビット精度） |
| パケット周期 | 約7ms〜14ms（サーボ周期に準拠） |
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✅ パケット構造（25バイト）
| バイト | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| 0 | 0x0F | パケットスタートバイト |
| 1〜22 | チャンネルデータ | 16ch × 11bitのデータを詰めた連続バイト列 |
| 23 | フラグ | フェイルセーフ、ロストフレームなどの状態 |
| 24 | 0x00 | 終了バイト（特に意味はなし。常に0） |
✅ チャンネルデータのエンコード方式
S.BUSでは、11ビット × 16チャンネル = 176ビットのデータを22バイト（176ビット）に詰め込むという複雑なビットパッキングが行われています。
各チャンネル値（CH1〜CH16）は 0〜2047 の範囲（11bit）で表され、**標準の中心値は1024（＝ニュートラル）**です。
🔧 例 CH1〜CH3のデータのビット配置（抜粋）
Byte : CH1[7:0]
Byte : CH1[10:8] + CH2[4:0]
Byte : CH2[10:5]
Byte : CH2[10:8] + CH3[4:0]
...
かなり圧縮されており、ArduinoやESP32などでパースするにはビットシフトとマスク処理が必須です。
✅ CHデコード例（Arduino等での参考）
以下はS.BUS信号をUARTで読み取り、CH1～CH16のデータを取得する処理のイメージです。
cpp
uint16_t channels[16];
void decodeSBUS(uint8_t sbus[25]) {
channels = ((sbus | sbus<<8) & 0x07FF);
channels = ((sbus>>3 | sbus<<5) & 0x07FF);
channels = ((sbus>>6 | sbus<<2 | sbus<<10) & 0x07FF);
channels = ((sbus>>1 | sbus<<7) & 0x07FF);
channels = ((sbus>>4 | sbus<<4) & 0x07FF);
channels = ((sbus>>7 | sbus<<1 | sbus<<9) & 0x07FF);
channels = ((sbus>>2 | sbus[10]<<6) & 0x07FF);
channels = ((sbus[10]>>5 | sbus[11]<<3) & 0x07FF);
// …以下同様にchannels[15]まで展開
}
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✅ フラグバイト（Byte 23）の意味
| ビット | 内容 |
|---|---|
| 0 | フェイルセーフアクティブ |
| 1 | ロストフレーム（通信エラー） |
| 2〜7 | 予約 |
✅ UART設定（S.BUS受信）
・ボーレート 100000 bps
・データビット 8bit
・パリティ Even（偶数）
・ストップビット 2bit
・レベル TTL（5Vまたは3.3V）
・データビット 8bit
・パリティ Even（偶数）
・ストップビット 2bit
・レベル TTL（5Vまたは3.3V）
多くのマイコン（Arduino、ESP32等）では、`Serial.begin(100000, SERIAL_8E2)` で設定可能です。
✅ 応用 PWM出力デコーダ
市販されている「S.BUS to PWM変換モジュール」はこのパケットを解析して、1chずつ従来のPWM出力に再変換します。
✅ まとめ
・S.BUSは高効率なシリアル通信で、最大16chのRC信号を1本の線で送ることが可能。
・UART互換で、マイコンや解析ツールで受信・処理が可能。
・ただし11bit×16chのビットパッキングが複雑なので、しっかりしたデコード処理が必要。
・UART互換で、マイコンや解析ツールで受信・処理が可能。
・ただし11bit×16chのビットパッキングが複雑なので、しっかりしたデコード処理が必要。
名言で締めます 「シンプルなものほど、裏では複雑な技術が息づいている。」 ― RCプロトコル開発者の言葉
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