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モーターの正転逆転時間コントロール方法は？
- 初心者のため、DCモーターを60秒正転させ、60秒逆転させる方法が知りたい。
- 2時間続けてモーターを正転と逆転を繰り返す方法を教えて欲しい。
- 回転数を遅くしても大きなトルクが得られるアクチュエータについてのアドバイスを求めています。
- 電気設計
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おぉ！ なかなか立派に出来ていますね。引き出しではないですが、何か 安定感があります。こうして結果が解ると私も嬉しいです。 お疲れ様でした。
＃３です。 学生さんですか じゃあ 今後のためにもマイコンかPLCでの制御をされてはどうでしょうか。 取り敢えずPLCでしたらアクチュエータ＋リミット（マイクロ）ＳＷ＋PLCで制御可能です。 しかも、反転するときはデッドタイムも取れますし、モータが連続定格でなければ それなりのデューティで運転できて、試験時間も設定できます。 少しがんばれば、PLCでモータの速度制御も可能です。 良いことずくめですよ。
＃４です。 一番安く簡単に作るにはマイクロスイッチ２個とリレー１個くらいで 往復反転する回路を組み、時間はモータ電圧の調整で行うのが良いと 思います。 これだけでは何をどうして良いか解らないと思いますが、これから先は モータの電圧、電流、電源はすでにあるのか、これから用意する必要が あるのか、往復距離、負荷 などいろいろなことが解らないとできません。 おそらく、最初はスピードと距離と力に応じて直動機構の安いものを探す ことになります。 それに、往復終点位置で折り返す回路を組み付けるわけです。 それとも、工作をしない方針ならば、安いコントローラを探して組合わせる ことになります。 とにかく予算がないのであれば直動機構も自作することになりますが、 これも楽しいかもしれません。でも、THKのアクチュエータを使おうと している、ということはそこそこ予算はあるのでしょうか。 ２分かけて100mmを往復ということは解りました。しかし、必要な力は 相当な値になるのでしょうね。30kgf（30キロのことです）とか。 力が大きいとなかなか自作も大変です。お金もかかります。 直径100mm（プラスα）の円盤の端ぎりぎりにシャフトをつけて回すと 円盤の偏心によって、円盤の端位置は100mm変化します。この円盤を2分で 一回転の一定速で回しておけば、あとは、円盤でクッションを押せば良い ・・・というのはどうでしょう。（要はカム機構です） モータは回しっぱなしですから、制御もなにも要りません。 ２分で一回転ならモータ軸を相当ギヤダウンできるので、大きな力が 出せます。 電気の工作というよりメカの作業になりますね。一番難しいのは円盤と クッションをつなぐあたりでしょうか。 ギヤードモータは多分4000円くらいするのを買わなくてはなりませんが あとは大工センターにあるもので工夫すると作れると思います。 いずれにしても、ご専攻とは別の作業ですから、あまり時間もお金も かけられないのでしょうね。このあたりの事情を勘案して自作という 選択肢も考えてもよいかもしれません。 クッションは背中を押すとのことですが、いわゆるマッサージチェアのような イメージで良いでしょうか。 力はどのくらいかかると思われますか？ 例えば、3,000円くらいのモータだと、力は約2kgくらいしか出せず、 １回転は14秒くらいと速すぎです。もう一段ギヤを使えば力も、スピードも ちょうど良くなるのですが、ちょっと大げさ過ぎるように思います。 やはりネジ式の直動往復の方が良いかも知れません。 体裁など全く気にしないのであれば、例えばですが、机の引き出しのような ものをネジで動かす、といった工作ならばそんなに難しくないかも しれません。 その場合、マイクロスイッチ２つとリレー２つで往復させる回路を組む のがよさそうです。これならモータとスイッチとリレーで3,500円くらいで 済みます。そのほかにネジやナットなど大工センターで2,000円くらい 必要かもしれません。 マイクロスイッチとリレーとモータのあたりの回路は下記をごらんください。 http://photos.yahoo.co.jp/ph/kiyoshisoneartek/vwp?.dir=/80af&.src=ph&.dnm=a4e1.jpg&.view=t&.done=http%3a//photos.yahoo.co.jp/ph/kiyoshisoneartek/lst%3f%26.dir=/80af%26.src=ph%26.view=t 説明が必要かもしれませんが、まずはご自分で考えてみてください。 解らなければ質問してください。 ネジ式の直動機構は写真のもので良いのですが、これはちょっと高級すぎます。 大工センターで売っている長いネジ（多分M10くらい。M10とは10mm径のこと） とナットでできると思います。 例えばですが、いらなくなった袖机かなにかの引き出しにクッションを固定 します。そして、引き出しの一番奥にナットを固定してそこに長ネジをねじ 込みます。 当然ネジの先にはモータをつけます。モータを回すとネジが回り、1回転で 2mmくらいナットが進みます。これにつれて引き出しが出てきます。 このように出たり入ったりさせるわけです。（当然ですが、モータは 動かないように固定します） 引き出しと言ったのは直動のためのレールが備わっているから、簡単に 改造できると思ったわけです。 モータは例えば、日本サーボのDMN29B50G72A (\2,667）などどうでしょう。 50rpmくらいで回りますから１分間に50回転×2mmで100mm進みます。 四角に斜め線で示したのがリレーのコイルです。 スイッチは通電するとオンになるNO接点と通電しないときオンになるNC接点 が必要で、これが二組入っているリレーが良いでしょう。 図の破線がリレーのコイルと接点の関係を示しています。 （どちらのリレーの接点かを示している） 配線は、モータの回転方向と電圧印加の向きとリミットスイッチの位置に 気をつけてください。すべて合っていないと止まらずに暴走します。 リミットスイッチは引き出しが所望の場所にきたら動作する位置に配置 します。 マイクロスイッチとリレーはおっしゃるとおりのものです。マイクロ スイッチは多分\100くらい、リレーは\400くらいかな。 モータスピードを調節しなくてはならない場合は、本来は可変定電圧 電源を使うのが良いのですが、それは高いので、抵抗をいくつかつなぐ ので良いのかと思います。しょっちゅうスピードを変えたいのだと これでは済みません。また、抵抗は動かしてみないと値が決められ ません。熱を持つので大きな抵抗器になります。これは\1000くらいする かもしれません。 電源も何か考えないといけませんね。回路も寿命などを考えるといろいろ 保護が必要なのですが、実験で使うだけならこれで大丈夫でしょう。 実際にはネジとモータシャフトの結合とか、ナットの固定とか、いろいろ 決めなくてはならないことがありますが、このあたりはお得意でしょうか。 もし、苦手だったとしてもちょっと工作の得意な人に手伝ってもらえば できると思います。 絵、お上手ですね。イメージはそのとおりです。配線の具合はさておき その絵のように作れればそれなりに動くと思います。 配線は、実際に部品を手にすると部品上に端子の名前や役目が書いて あるので、回路図と照らし合わせて半田でつなげば出来上がります。 本来は、組み立てる前に全ての事柄を決定しておくのが筋ですが、実際は やってみた方が早いことがあるので、幾つかの点で回路図に盛り込まれて いない事柄があります。 たとえば、 ○モータ軸（ギヤ出力）の回転方向次第でモータの端子極性が決まる ○モータ回転方向とリミットスイッチの関係も合わせる必要がある といったことです。 現物が入手できたら個別に動かしてみて、極性や向きや位置を確認して ください。 スピードの調整は可変抵抗で行うと言って間違いではありませんが そこそこの電流が流れますので、いわゆるボリュームという部品では 無理です。あまり一般的ではありませんがレオスタットという部品が 使えます。これは模型屋さんなどに行くと手に入ります。意外と 車用（計器照明の明暗調節用？）にも使われていてオークションにも 出ているようです。 電源を12Vとすると、約５Ω～10Ωで20Wくらいのものが必要です。 電源はどうするつもりですか？ 上記で12Vと想定したのは車のバッテリ なんかが使えるかもしれないと思ったからですが、もしバッテリを 使うなら、配線ミスや、思わぬショートなどに十分注意してください。 バッテリをショートすると火傷だけでは済まなくなる危険性があります。 バッテリを使うならヒューズは必須です。 なるほど、良い電源を見つけましたね。これはちょっと贅沢な容量ですが 使えます。 車のバッテリの方がショートしたときのエネルギーは大きいので怖いですよ。 家庭用の電源（コンセント）は元にブレーカが入っているので、とんでもない ことにはなりませんが、車のバッテリはぶっといスパナが一瞬で溶けて 飛び散るほどのパワーを持っているものもあります。（トラック用など） 感電も怖いですが、バッテリは感電しない代わりに火傷と火事が怖いです。 是非このオークションを落札してください。 または、簡易的な電源なら3000円くらい出すと、自作できます。 これだと、配線のつなぎ替えにより３通りくらいのスピードが作り出せ ます。でも何と言ってもオークションが楽ですね。 むしろ、モータシャフトとネジとの結合方法とか、各ユニットの支持方法 とかを考える必要があります。それと、10kgという力は意外と大変です。 頑丈に作らないとすぐ壊れてしまったりあちこち狂ってきて動きが悪く なったりします。 頑張ってください。 配線の具合は合っています。三叉路のような結合は、単に線が交差している のではなく、つながっているという意味です。三叉路では黒丸がなくても 当然つながると解りますが、十字交差だと黒丸が接続を意味し、黒丸なし が非接続を意味します。 実体配線図を描いてみました。 http://photos.yahoo.co.jp/ph/kiyoshisoneartek/vwp?.dir=/39fc&.dnm=9c3b.jpg&.src=ph&.view=t&.hires=t 要は、配線図上でつながっているところは実体でもどこかでつながって いれば良いわけです。どの順につながるかは気にする必要はありません。 （高度な回路ではこのあたりは大きな問題ですが） 使う線を色分けするなどして間違えないようにしてください。接続はやはり 半田付けが良いでしょう。リレーはソケットを使うと半田ではなくネジ締め で行えるので楽ですが、予算と相談してください。 実体配線図の端子の配置はものによって違うのであくまで実物に従って ください。 成功をお祈りしています。
お礼
いやはや、ありがとうござます。自分としましては、大学の予備実験で使おうと考えております。 自分は理系とは少しずれた体育、福祉分野の専攻でして。。 作ろうとしてるものの概要ですが、クッションを背中に当てて６０秒かけて100mmほど前方に動かし、また60秒かけて元に戻す。この繰り返しを１時間～２時間続けてその効果を検証しようとするものです。 こうなると、低回転で少し大きめのトルクが必要になるのか、、、などなどいろいろ自分にとって難しい問題が出てきまして、そのひとつを問い合わせさせていただいた次第です。 恥ずかしながらTHKの製品の個人購入がこれほど高かったとは驚きでした（問い合わせてみましたがウん万円）。 いかんせん予備実験の段階なのでなるべく安く、簡単に作れるものを探してる段階です。 アドバイス有り難うございます。 なるほど、要はこういうことでしょうか？ http://www.dendai.ed.jp/~komine/mecha/cam1.html 確かにこれだとクッションと円盤の取り付けに悩みます。 でも、有り難うございます。本当に。 ありがとうございます。。。なんかすいません、時間割いていただいて。 そうですね、マッサージチェアのようなものです。ゆーっくりと背中を刺激する実験を考えておりまして、最低でも１０キロくらい力が必要かなと考えております。 ネジ式の往復ですが、ねじを使うということで、クッションが一緒にぐるぐる回ってしまうようなイメージが浮かんでしまい、モータの速度コントロールはどうやるのかなど、疑問が浮かんでしまいました。 モーター＋ねじということは、 http://www.kprogetto.com/product/mini/mobo.html このようなものでしょうか。 ご紹介いただいた、モータ往復回路の画像、□に斜線のものがリレーと考えていいのでしょうか。 http://www.asahi-net.or.jp/~uq5k-bb/kensyu_13_inba.htm ↑子ども向けのサイトです。ここにあるリレーとマイクロスイッチの図を参考にしたのですが、モータとリレー、スイッチの接続方法がいまいちわかりません。 もしよろしかったら、教えていただけるとありがたいです。 有り難うございます。なるほど、とてもわかりやすいご説明に感謝感激です。確かにネジとモーター軸の結合とかは、ちょっと考えなくてはなりませんね。 なかなか回路図でイメージできず、絵に描いてみたのですが、やっぱりこれでは間違ってますよね。。。 http://photos.yahoo.co.jp/ph/kjffghsdg/lst?.dir=/aee8&.src=ph&.order=&.view=t&.done=http%3a//photos.yahoo.co.jp/ 速度の制御は、使うとしたら可変抵抗器（ボリューム）というやつでしょうか。（でもあまり使いたくなかったりしますが） 回路というと、＋ーがあって、それを線でうまく繋ぐという感覚しかないので恥ずかしながらこんな絵になってしまいました。叱咤激励いただけるとありがたいのですが。。。 本当にありがとうございます。やはり、配線はむちゃくちゃですよね。 実際に現物の購入準備はじめようかと思っています。 レオスタット、、。勉強になります。（これはひとまずおいて置くことにしようかと） 電源ですが、当然家庭用コンセントに、ぶすっと刺すわけにはいかないですよね。 安定化電源というものは使えないでしょうか。例えば http://page9.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/k53618740 （モータの定格が0.4Aくらいだから、この電源では電流が大き過ぎる？？いや、そんなことはない、、？） 確かにショートで感電が一番恐いとこです。（以前、家で照明機器ショートさせて恐い思いしました） 車のバッテリーという選択肢が一番でしょうか。 ありがとうございます。 丁寧にご指導いただいて、本当に感謝です。 モータシャフトとネジの結合はなんとかなりそうです。どうやらカップリングという部品を使うようです。組み立てなどは、これでもかと言うくらい頑丈にするべきですね。 ご迷惑おかけします、、最後の質問、させていただいてよろしいでしょうか。 今考えてるのは、配線です。自分にとっては難関です。 http://photos.yahoo.co.jp/ph/kjffghsdg/vwp?.dir=/aee8&.src=ph&.dnm=25f6.jpg&.view=t&.done=http%3a//photos.yahoo.co.jp/ph/kjffghsdg/lst%3f%26.dir=/aee8%26.src=ph%26.view=t 参考にさせていただいた回路そのままに、このような配線を考えてみたのですが、いかがでしょうか。やはり実物を触らないとわからないものがあるのでしょうか。 それと回路図中の黒丸ですが、三叉路のようになっている結合は、基盤などにハンダ付けをするのが一般的なのでしょうか。 初心者な自分にここまでつき合っていただいて、本当にすいませんが、教えていただけると幸いです。 何から何まで有り難うございます。 ここまで丁寧にアドバイスいただけるとは思いませんでした。 何かお礼がしたいです。。せめてものお礼は自分がこの製作を成功させること、と勝手に判断させていただいてよろしいでしょうか。。 長い間、お手数かけた部分多々あったと思いますが、ご容赦いただけると幸いです。 製作の成果は随時ここに載せていこうかと考えております。 本当に有り難うございました。
補足
だいぶ時間が経ってしまいました。ご覧になってないかも知れませんが。。。 なんとか出来上がりました。 本当にありがとうございました。 http://photos.yahoo.co.jp/ph/kjffghsdg/lst?.dir=/aee8&.src=ph&.order=&.view=t&.done=http%3a//photos.yahoo.co.jp/
オリエンタルモータさんのカタログを観て、使用方法を確認して下さい。 ＊ インダクションモータ <主に、一方方向の回転に使用> ＊ レバーシブルモータ <主に、正逆回転に使用> 正逆転の時、発熱や電気＆力の負荷が考慮されています。 <切り換えの定格もあったかな？？>
お礼
ありがとうございます。知らなかったです。。 オリエンタルモーター製のモータも選択肢に入れて考えてみます。
直動アクチュエータを往復させたいのでしょうか。 そうだとすると、時間で管理する（60秒ごとに反転）という制御は注意が 必要です。 もしも、正転と逆転でわずかでも時間に差があったり、時間が同じでも 速度に差があると、アクチュエータの位置は１往復ごとに少しずつずれて しまいにはどちらかの端に行き着いてしまいます。 ２時間の間続けると60往復ですから、１往復の位置再現性（起点に戻る 度合い）が60倍されることになります。 これを防ぐには＃３さんの回答のようにマイクロスイッチを設けて往復の 位置を確定するのが良いと思います。
お礼
ありがとうございます。専門家の方にアドバイスいただけて、なんか畏れ多いです。 またお聞きしてしまいますが、、、。 当方学生でして、なるべく安く一式作りたいと考えているのですが、何かメーカなどアドバイスいただけないでしょうか。 もしよろしかったら教えていただけると幸いです。
コントローラは要らないと思います。 速度制御を電圧で行えるのならストロークが最少から最大までを60秒に調整し ストロークの最少位置と最大位置にリミット（マイクロ）スイッチを取り付けて それぞれのスイッチで極性を切り替えれば、いつまでも正逆転を繰り返します。 ただし、モータが反転する際にデッドタイムが必要でしたらもう少し工夫が必要です。 余談ですが、小４の息子が理科の時間にモータの正逆転を利用した おもちゃの車を作って持ち帰ってきました。 その車は、前後のバンパーが壁などにぶつかると極性が切り替わり モータが反転し動き続けるという物でした。 ホントに偶然ですが・・・ 注意：モータが連続定格か確認必要です。でないと焼けますよ。
お礼
ありがとうございます。偶然ですね、、息子さん。。 http://www.thk.com/jp/products/class/actuator/index.html こちらのロッドアクチュエーターならリミットスイッチ内蔵でいいかなと思ったのですが、この場合は停止してしまうような感じでしたので、考え直しました。 アドバイス有り難うございます。
毎度ＪＯです。 >>http://robot.tsukumo.co.jp/goods/4900474018999/702015030000000/ このコントローラは接点入力に対して、正転・逆転をさせる事が出来ます、 しかし６０秒間隔で切り替える機能は有りません、 そこでタイマーリレーなどで、上記の基板に正転・逆転の信号を入れなければなりません。 コントローラ http://www.technobase.jp/eclib/WONDERKIT/MANUAL/boso8.pdf
お礼
大変参考にになりました。 有り難うございました。 先の方のお礼にも書きましたが、 http://www.thk.com/jp/products/class/actuator/index.html こちらのロッドアクチュエーターでやろうかと考えておりましたが、無理な気がしてきました。 考え改めて考えてみたいと思います。
詳細判りませんが，制御入力端子に正転信号と逆転信号を６０秒毎に印加すればいいと思います。 コントローラの仕様が判れば，もう少し具体的なコメントができると思います。
お礼
早速のご回答ありがとうございます。 制御入力端子に正転信号と逆転信号を６０秒毎に印加する。この方法すら分からないのです。 自分としましてはここにあるロッドアクチュエータたるもの http://www.thk.com/jp/products/class/actuator/index.html これを使って、モーターを６０秒直線運動させる（押す）、６０秒かけて（戻す）この動作を繰り返したいと考えておりまして、、。 モーターの回転数は電圧を返れば変えられると思い、質問中のURLにあるDCモーターコントローラたるものを使えるのではと考えた次第なので。コントローラの仕様はよくわかりません。すいません。 電圧の制御（回転数の制御）は手動でいいのですが、時間の制御がどうやればいいのか困っている状態でして、その制御には何を使えばいいのか、こんなことすら分からない自分です。
お礼
ありがとうございます！ そうですね、今後のため役に立つのかも知れません。 PLCを頑張ろうと思いましたが、挫折してしまいました。いかんせん理系とは少しずれた専攻なので。。。 マイコンも、浅草ギ研の本を読んで学んでるような、そんな現状です。 アドバイス感謝です。シーケンスの講座学ぼうかという気になりました。