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はじめに

これもロボットには絶対必要なものですね。 さて、モータにもいろいろな種類がありますが、ここでは、模型用のDCモータを制御する方法を紹介します。

ただ回すだけなら、東芝の"TA7257"を使えば、正・反転と停止の制御が簡単にできるのですが、 さすがにつくばロボコン程度のレベルになると、 最低限必要な廊下をまっすぐ走ることさえ難しいと思います。

今回は、東芝のモータドライバ"TA8429"を使って、正・反転と停止、高速・低速の 切り替えができる回路を紹介します。

今回使用する"TA8429"は、モータの回転数をPWM(Pulse Width Modulation)制御することが可能です。 さらに、H8のTIOxを使えば、プログラムでPWM 制御することも可能です。

ですが、設計当初はそんなこと考えもしなかったので(^^;)、 ここでは、外部でPWM信号を生成し、その出力を切り替えることで二段階の回転数制御をします。

H8のTIOxの使い方が分かる方は、発振回路の部分を取り除いて、H8から直に制御した方がよいでしょう。 (機会があれば、TIOxの紹介もしてみようと思っていますが、あまり期待ははしないでください^^;)

回路図

Vcc=5[V], Motor-Vcc=24[V]Max

dcmotordriver_1.png

実体写真

dcmotordriver_2.png

回路について

"TA8429"は平均3[A]、最大4.5[A]まで流せますので、 少々大きいモータでも安心して駆動できます。 (放熱板は、発熱が指で触れる程度なら不要ですが、なるべく付けておきましょう。(走行中に壊れたら辛いですからね))

出力側の整流用ダイオードは、数[A]程度のものを使用してください。 "TA8429"自体にも保護回路が入っていますが、PWM制御をすると、 結構逆起電力が大きくなりますので、忘れずに付けておきましょう。

NANDゲートで発振回路を組んでいます。 半固定抵抗で、低速時のモータの回転数を調節します。 Speed:Hで低速(発振)、Speed:Lで高速(発進停止で常に"H")です。

In1:H, In2:L で正転、In1:L, In2:H で反転、In1:H, In2:H でブレーキです。 場所に余裕があれば、ここの線はインバータやフォトカプラで、マイコンと分離した方が安全です。 (何処ぞのチームは、これでマイコンを壊したらしい)

補足

何故発熱するのでしょうか? このような話題があったので議論したのですが、とりあえずの結論としては、次の通りです。

モーターの正反転を行う回路を作るときは、大抵、Hブリッジ型回路を用います。通常は、対角に位置するトランジスタ・FETがONとなって、モータを回しますが、 トランジスタにもFETにも応答時間というものがあって、入力信号のH/Lに対してすぐに出力が ON/OFFするわけではありません。

一瞬でも上下のトランジスタがONになっている時間があり、このときは短絡状態になっているのです。 従って、このときに大電流が流れて、発熱の原因となるのではと考えました。 特にPWM制御の時は、高速で入力がH/Lを繰り返していますので、このような状況が起こりやすくなるのではないでしょうか。

とにかく、放熱を舐めてはいけません。マジで火を吹きます(これもロボコンの光景ですね(笑))。

参考:トランジスタ技術(CQ出版社)2000/8

2005-06-05 03:10:28 (日)

Elec/RoboCon



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Last-modified: 2005-12-26 (月) 00:53:18 (4107d)