モーターシールドからモーターへの出力電圧について

質問

DCモーター(FA-130RA, 1.5〜3.0V)を下記のモーターシールドを使用してArduinoで動かすことを考えています。

https://store.arduino.cc/usa/arduino-motor-shield-rev3

このモーターシールドのVin端子に5Vを印加して、PWM端子へのArduinoからのPWM信号のデューティ比を153(=255/5×3)にすれば、モーターには平均電圧3Vの5V PWM信号が出力されるということでしょうか？それとも3Vの定電圧が出力されるのでしょうか？シールドの電源電圧は9Vにします。

もし前者の場合、平均電圧が3Vであっても瞬間的には5Vがモーターにかかることになるので、3Vのモーターには過負荷になるのでしょうか？

ご教授のほどよろしくお願い致します。

回答No.3

nowane4649 · ベストアンサー

> シールドのVin端子への入力電圧は，ロジック用電源とモータ出力用電源の２つに使用されるのでしょうか？

VinConnectを切断しなければ、ねじ端子のVinと連結ソケットのVinは導通しています。
なので、VinConnect未切断では、その解釈でよいです。

VinConnect未切断、ねじ端子のVinに7~12Vを印加すれば、ArduinoのVinにも電力が供給され、Arduinoに内蔵される5Vレギュレータにより5Vが生成され、連結ソケットの5Vピンを通してモーターシールドのロジック用5Vが供給されることになります。

VinConnectを切断するとねじ端子はモーター電源のみにしか使われなくなります。

お礼

とてもわかりやすい説明をありがとうございました。大変助かりました！

回答No.2

nowane4649

そのモーターシールドの回路図を見てみましょう。
https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/arduino_MotorShield_Rev3-schematic.pdf

まず、ねじ端子のVinはArduino のVinと導通しているとわかります。
裏面にあるVinConnectを切断し、シールドVinとArduino Vinを絶縁しないと5Vと9Vが短絡します。よくて5Vの破損、最悪発火となるので要注意です。

また、モーターはL298PというICで接続され、PWM入力はL298PのEN端子に接続されているとわかります。

そして、次にL298Pのデータシートを見てみましょう。
https://www.st.com/resource/en/datasheet/l298.pdf

EN端子は内部トランジスタのベースにつながり、その導通を制御するだけとなっています。

また、OUT端子につながるコンデンサもないことが確認できます。

以上から、出力されるのは平滑化されないシールド電源の電圧での PWM信号であるとわかります。(おそらく9V)

次にモーターに過電圧をかけてもよいかという話ですが、一般には定格外の電圧印加が行ってはいけません。絶縁破壊で損傷に至ることになります。しかし、モーターのような組み立て素子で、3Vで絶縁破壊する構造は逆に難しいので、3V印加相当の電力投入であれば、5V～9V程度なら、それなりにもつものと推測されます。(あくまで保証外動作です。)

お礼

ご回答ありがとうございます．

＞まず、ねじ端子のVinはArduino のVinと導通しているとわかります。裏面にあるVinConnectを切断

ありがとうございます，そのようにしたいと思います．
データシートを理解しきれていないのですが，シールドのVin端子への入力電圧は，ロジック用電源とモータ出力用電源の２つに使用されるのでしょうか？（シールドのVinに５Vを繋いでおけば，そこからロジック用に５V，モータへの出力電圧として５Vがそれぞれ使用されるのでしょうか？）恐れ入りますが，ご教授頂ければ幸いです．

回答No.1

lumiheart

過負荷とは平均消費電力が定格電力を超えて過熱した状態を呼ぶ
せいぜい１０ｍｓとかの極超短時間で過熱する事は無い
https://electric-facilities.jp/denki4/thermal.html

モータシールド
https://www.switch-science.com/catalog/788/
https://www.marutsu.co.jp/pc/i/744336/

純正にこだわることなく日本語の通じるサイトから購入した方が良いでしょう

お礼

ご回答ありがとうございます。平均消費電力でOKなのですね、勉強になりました。また日本語のサイトもありがとうございます。