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ＰＷＭモーター駆動回路について
- ＰＷＭモーター駆動回路の基本回路や試作方法について紹介します。
- ＤＣモーターをＰＷＭ回路で制御するためのシンプルな回路や発振周波数の設定方法について調査しています。
- ７４ＨＣ００や４０１１Ｂ、抵抗、コンデンサーを使った簡易発振回路やダーリントンパワートランジスターを利用したモーター回転制御方法についてお知らせください。
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シンプルな回路と言うのはWeb上には無いようですので描いてみました。 以下のURLで確認してください。 書き方は素人風ですので突っ込み禁止！（かすれてる所もあり） 74HC00を１個だけ使ってPWM回路を作りましたが、値は入っていません。 原理は、先日の発振回路と同じですが、ダイオードでＨとＬに分離して ＶＲでそのデューティー比を変えられるようにしています。 トランジスタから２個分のゲートはバッファです。 Ｒ１，Ｒ２はショートしない程度に小さい物でＯＫです。 注意 １．検証してませんので動作は保証しません。あくまでもホビーユース ２．トランジスタなどの定格も確認してませんので、自己責任で使用してください。 ３．各値は自分で計算してください。 ｆ＝１／2.2ＲＣで計算できますが・・・・ ４．モータのon/offが制御に影響しないようにモータ電源は余裕を持つ また、大きめのコンデンサ（1000μ程度？）が必要になるかも？
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対応が早すぎてビックリ！ > NCでもモータは廻りますが若干出力電圧が落ちました。 これは絶対にだめです。C-MOSでは入力を不定にすることは厳禁です。 ゲートの数の違いは論理の違いになります。 つまり、奇数で論理が反転し、偶数でまた元に戻りますので操作に差が出ます。 また、パルスの形状にも影響します。 バッファーを多くすればきれいな矩形波に近づきますが 無駄にたくさん入れる必要はありません。（１個と２個の差） 計算はピンポン！ 動くと楽しいですよね。 頑張ってください！
> ? 図中の「制御」というのはどういう意味ですか？ 運転／停止を制御出来ると言う意味です。 Ｈで運転、Ｌで停止です。（抵抗は無くてもＯＫ） 試してみてください。 > ? ４つのゲートを使ってありますが、３つではいけないのですか？４つの方がより安定するのですか。 ここは発振器の時と同じですので、少し考えてみてください。 ヒントは、以下を実験する（どれも回ります） １．発振部（ゲート２個）から直接トランジスタへ ２．３個でやってみる。 ３．３つの方法を比較する。 モータだから分かり難いかも知れませんが・・・ 折角だから実験を通して勉強してみましょう。 > ? 図で一番左側のゲートの「制御」入力ではない方の入力とVRの中点の間に抵抗(例えば１０K)を入れてある回路を見つけましたが入れる必要はあるのですか。 そうですね。その方がプロっぽいですね。 これも実験してください。 と言うことで、回路を提供しましたので実験結果の報告を待ってます。 give and take ＜ちょっとイジワル
お礼
ご回答ありがとうございます。「give and take」はごもっともです。早速実験致しました。以下ご報告致します。（電源１５V、モータ消費１５V３００ｍＡ） ◆「制御」できました。＋で回転、－で停止しました。NCでもモータは廻りますが若干出力電圧が落ちました。 ◆ゲート２つでも、３つでも、４つでもモータは廻りましたが、３つ使用のときはVRの操作が反対になりました。（２つと４つは同じ） 僅かな違いが感じられました。２つの時はモータの振動がほんの僅か大きく感じました。２つと４つの違いですが、VRを回し切った所で２つの時は出力が0,5Vでモータは僅かながら廻っていましたが、４つの時は0.1Vで完全に止まっていました。出力電圧が４つの時の方が若干落ちるようです。 ３つと４つの違いはＶＲ操作が反対になる以外は感じられませんでした。 ◆１０Kの有無の件ですが、これはほとんど差は感じられませんでしたが、１０Kを入れた方が出力電圧が約0.1Vほど高くなりました。 つたない実験で申し訳ありませんが、以上の事より、１０Ｋ抵抗を入れ、ゲートを４個使用する回路がいいのではと思いました。 なお周波数の計算についてですが、お示し頂いた回路で２ＭΩのＶＲを使用しましたが、半分の１Ｍとして計算するのですね？
速度制御するなら、 ＰＬＬ方式が簡単で 確実です。 モータコントロール用 ＯＫＩ ＭＳＭ５８１４/７９７２ （ちょっと古いので確認は必要） を使い、 外付け可変抵抗で周波数可変します。 小生はパワーオペアンプを使いましたが ＴｒでＯＫです。 モータは１２Ｖ１ＡのＤＣ＋エンコーダ２００パルス です。 設定した基準周波数にたいし、 ゲイン調整だけできれいに制御できます。 基準周波の立ち上がりと、エンコーダのＡ相立ち上がり間だけパルス的に駆動します。 負荷が軽いとパルス幅が狭く、重くなるとパルス幅が広がり、回転サーボロックがかかります。 負荷により駆動パルス幅が自動的に変わる方式です。 ところで、なにを作られるのですか。 興味あるので教えてください。
お礼
ご回答ありがとうございます。本内容、私の現在の実力からしてやや高度な内容であり、もう一つ理解しきれません。 「負荷により駆動パルス幅が自動的に変わる」というのには、すごいな、こんなのできたらいいな、とは思いますが、現在は基本的な事を理解するのに精一杯です。 ところでご質問の利用目的ですが、趣味の模型（プラモデルなど）に使うDCモーター（１２V）の制御です。（秘密だったのですが・・・笑）。従ってゆっくり走らせる時のための低速トルクの重視のためPWMがいいと思ったのです。そんな訳であまり高度な回路はかえって必要ありません。それよりいかにしてシンプルな回路にするかが大事です。今後「自動的にモータ回転数を変化させる」という事について、ご教示を賜りたいと思っています。
＃２です。 大事なことを書き忘れていました。 参考回路では、デューティー比を完全に０％或いは１００％にすることは出来ません。 抵抗値等の都合がありますが、５９５％ぐらいになるのでは？ ホビーユースなら問題のない範囲かと思います。
お礼
いつも教えていただきまして、ありがとうございます。早速試作し、１５V電源で実験してみました。 そうしたら、ちゃんと動作しました。感激！です。すごいですね。すぐに回路を作ってしまうなんて!。 R1とR2は共に５Kくらいを使いました。この抵抗値を上げるとモータは廻り出し、VRを回しきっても止まりませんでした。R1とR2の抵抗値を各々別の値に変えたらどうなるかはまだやっていません。どうなるのか興味のあるところです。 ところで、お礼の欄で申し訳無いのですがいくつか質問があります。 ? 図中の「制御」というのはどういう意味ですか？（実験では１２Vに１０Kの抵抗をつなぎましたがいいのですか。） ? ４つのゲートを使ってありますが、３つではいけないのですか？４つの方がより安定するのですか。 ? 図で一番左側のゲートの「制御」入力ではない方の入力とVRの中点の間に抵抗(例えば１０K)を入れてある回路を見つけましたが入れる必要はあるのですか。（入れても表面上は変わらないように思えました。） 以上の点、ご見解をお聞かせくだされば幸いです。
”ＰＷＭ回路”でgoogleしてみてホビーユース向け回路を選んでみました http://yoishot.hp.infoseek.co.jp/tech_rep/000226/ http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/contents/2004/TR200403.htm http://www.ceres.dti.ne.jp/~kkimpara/robocon/note/circuit-design/pwm.html#e-pwm-select http://www2.tokyo-ct.ac.jp/users/m/matsu/motoramp/pwmcircuit.html http://homepage3.nifty.com/WEM/denkiya7.html http://www.hobby-elec.org/pic6_93.htm http://www.fsinet.or.jp/~tamuron/F_pwm.htm http://japan.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/3028 http://www.kikaiken.org/lib/circuit/circuit.html http://www.fcz-lab.com/d-amp.html でもオペアンプ無しは無さそうですね 使ったほうが簡単と思いますが嫌な理由は？ やはりプラマイ電源が必要だからでしょうか 探せば片電源オペアンプも色々出てますよ
お礼
いつもありがとうございます。たくさんのご紹介をいただきまして、感謝しております。 なぜ、オペアンプ無しかという理由は、 ?当方趣味のホビーユースなので、最小限の希望性能（モーターの可変速のみ）が満足できれば、最小部品点数で作ってみたい。（おっしゃるようにオペアンプはプラマイ電源を作る必要があると思うから。） ?以前に４０１１Ｂ、セラコン、抵抗各１個、ＶＲ１個でＤＵＴＹサイクルを変化できる回路があったような記憶がある。 以上２点が主な理由です。 これからいろいろ勉強してみます。
お礼
いろいろありがとうございます。 動くと本当に楽しいし、「電気」というものに感心もします。自分で作った試作回路が動かない場合もあり、その原因がわかった時も、「電気」の素直さに感心します。この頃、電気は川の流れのようだとつくづく思うようになってきました。趣味の電気工作で頑張っていますが、詳しくなるのは「秋葉原のお店情報」だけです！