マイコン 工作入門 インドア・プレーン 玄箱PRO   オーディオ工房   100均   イベント

2007年08月13日 アーカイブ

2007年08月13日

制御回路 モータ制御3 連載4-3

制御入力値とモータの回転の様子
 前回のテスト回路について、制御入力の値をそれぞれ変えて、モータの回転の様子を確認した結果を示します。
測定した値
 TA7291Pの制御入力IN1、IN2の設定状態とモータの制御出力OUT1、OUT2およびVS、Vccの電源電圧の様子を測定しました。電源は電池ですので電池の消耗のため測定の開始時期と終了時では電源電圧が変わっています。また、モータ駆動用の電源VSは、モータの稼動状態により停止時の3.1Vから両方のモータが駆動されるときの約2.5Vと大きく変動しています。
測定方法
 動き回ると、測定が厄介なので次の写真に示すように500gの巻きはんだのボビンの上に載せて測定しました。ジャンパで右左の入力値IN1、IN2の設定を行いキャタピラが停止、前進、後退か確認します。その後、右左の出力およびVS、Vccの値を手早くPC5000のディジタル・マルチメータで読み取り、記録します。

本体を浮かせてから測定


記録した結果
 測定した結果を次に示します。
測定結果
 
 入力IN1、IN2が共にGNDに接続され'0'の場合、出力は電源から切り離されます。そのため左右両方が同じようにIN1、IN2が'0'のときは出力電圧が0Vになります。しかし、一方のモータが回転している場合は、モータは回転しませんがノイズのため0Vにはなりませんでした。

IN1、IN2が共に'1'のとき
 IN1、IN2が電源電圧に抵抗を介してプルアップされ'1'の状態のときはOUT1、OUT2にが電力が供給されません。モータ回転している場合、モータへの電力が供給されないのでモータは発電機として動作します。そして、出力が共にGNDに接続されているので、モータに対してはブレーキとして働きます。

TA7291Pが消費している電力
 OUT1、OUT2の電圧は、電圧が高い方ではVSの供給される電圧より低く、電圧の低いほうの端子ではGNDより高い電圧となっています。
 この電圧降下は、TA7291Pのモータ制御を分担しているトランジスタのスイッチ回路によるものです。
 内部で使われるトランジスタのコレクタ-エミッタ間電圧と出力電流の関係がTA7291Pのデータシートに記載されています。電圧が高いほうのスイッチング・トランジスタ(上側)、電圧の低いほうのスイッチングトランジスタ(下側)のデータを抜き出しました。

TA7291Pのモータ制御トランジスタのVce-Ioutの特性
  <TA7291Pのモータ制御トランジスタのVce-Ioutの特性>
 
 測定結果からVceを計算します。出力電圧が低いほうでは測定したOUT1、またはOUT2の電圧がVceですので0.8V~0.9Vの値になっています。出力電圧が高いほうの場合はVS-OUT1、またはVS-OUT2で計算されます。次の表の計算された結果をVceに示しました。

モータの駆動電圧
 実際のモータの駆動電圧を確認するためにOUT1-OUT2を計算し、表に追加しました。3Vの乾電池を用意しましたが、TA7291のロスのため0.8V~1Vくらいになりました。十分な電力を得るためには、この回路を用いる場合は3本の電池ボックスとします。これにより、ニッケル水素電池を3本用いた場合でも1.5V以上のモータ駆動電圧が得られます。
 
実際のモータの駆動電圧を確認するためにOUT1-OUT2を計算し、表に追加
 
TA7291Pはモータの回転方向も変えられる
 今回のテストで確認したようにIN1、IN2の入力を制御することで、モータを(1) 停止(0,0)電源切断、(2) 回転(1,0)、(3) 反転(0,1)、(4) 停止、ブレーキ(1,1)と入力を'1','0'または'0','1'と変えることで、モータの逆転の制御も行えます。

自走車の運転制御
 自走車のキャタピラの走行制御は、左右独立に行えます。それぞれ、前進、後退、停止と制御できるので、自走車は表の自走車の動作に示すようにその場での左右の回転を含めて多様な制御が行えます。



 次回は、TA7291Pの消費される電力量(損失)と放熱対策の必要の有無について考えます。


神崎康宏


投稿日時: 2007年08月13日 09:36 | | コメント (0) | トラックバック (0)

プレゼント企画 当選者の発表

 玄箱PROブログ公開記念として、SCON-KIT/PRO 5個のプレゼント企画を行いました。
 遅くなりましたが、当選者の発表を行います。なお、SCON-KIT/PROはすでに発送いたしました。

-兵庫県 G・リーフ様
-兵庫県 大西T様
-神奈川県 どひゃー様
-東京都  ももすけ様
-宮城県 Gabotto様


エレキジャック編集部

投稿日時: 2007年08月13日 11:09 | | コメント (0) | トラックバック (0)

夏休み電子工作教室

フリースケール・セミコンダクタ・ジャパン(株)アヴネット ジャパン(株)は、小学校高学年から中学生を対象に夏休み工作教室を開催する。
フリースケール主催の「第二回電子工作キット製作コンテスト」で最優秀賞を獲得した「カラーフロッグ」を題材として使用し、東京(8月16日。受付終了)、大阪(8月21日(火)13:30~15:00)で開催する。詳しくはこちら

0813freescaleworkshop07_img01.jpg

タグ:    

投稿日時: 2007年08月13日 16:09 | | コメント (0) | トラックバック (0)