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DCモーター用ドライバーを使った制御 その2

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前のページ(→こちら)では、モジュール化されたDCモーター用のドライバーIC「DRV8832」を用いて、アナログ的にモーターの回転数・回転速度を変える使い方ができることを紹介しています。

ただ、多くの小型DCモーター用のドライバーICには、速度調節機能のないものが多く、そして、速度調節機能があっても、小型のDCモーターを超低速回転させたり、起動や停止時にスムーズな動作をさせる動作に対応していないものが多くあります。

下の3つのモータドライバーでは、 DRV8832 を除く2つは、モーターの回転方向変える機能に特化して、速度調節機能はついていません。

手持ちのモータードライバーモータードライバーの例

モータードライバーには、モーター保護回路などがついたものもあって、デジタル的に使うと応用範囲も広がるのですが、このHPはアナログ回路を基本にしていますので、ここでは、写真右の小さなNJU7386 を使って、モーターを使って回路を考えてみましょう。

ドライバーの使用を考える前に

DCモーターの回転方向を変えるには、モーターに加わる電圧の極性を変えればいいので、アナログ回路では、例えば、下図のように、2回路2接点スイッチを使うことで回転方向が変わります。

これだけの機能では、特にドライバーIC を使う必要性も少なさそうです。

回転方向をスイッチで変える回路例

スイッチを使う注意点としては、モーターの回転を頻繁に変えたい場合には、逆転時にモーターに大きな負荷が加わるので、トグルスイッチの中立位置(中点でOFF)のあるものを使って、反転時にインターバルをとるなど「過負荷対策」を頭に入れておいてください。

ただ、無接点動作や小型化を考える場合には、モータードライバーは安価で、突入電流や過電流などに対する安全回路を含んでいる物も多いので、慣れれば、機械的なスイッチ類を使うよりも使いやすくて便利です

ここでは紹介するモータードライバー NJU7386RB1 は、1.8~5.5Vの電源電圧で使用できるので、モーター電圧と電源電圧を3V程度で共通にすると使いやすく、さらに、ブレッドボード上での工作ができるように、秋月電子さんからモジュール化基板が販売されていますので、それらを合わせて使うと便利です。

これを実際に動作をさせてみましょう。

まず、モジュール化基板にモータドライバーICをはんだ付けする

モータードライバーNJU7386RB1 は小さい部品ですから、ブレッドボードなどで使う場合には、最初にモジュール用の基盤にドライバーICをはんだ付けする必要があります。

ここでは、先端の平らなハンダゴテを使って、一度に片側の4本の足にハンダを流し、ハンダゴテを外側にずらせるようにすると、写真のように簡単にうまく仕上がります。

NJU7386RB1のモジュール化 NJU7386RB1とモジュール化基盤

頭の平らなコテを使います

出来上がり拡大

基板のパターンを見ると、4と8の穴が本体につながっていないように見えますが、しっかりと設計されていますので、この状態でOKです。(もともと、NJU7386の3と7はICの内部配線もないので、これらの端子は使いません)

ブレッドボードを使ってつくるアナログのモーター回路の例

今回考えたNJU7386RB1を使った回路

ここでは、説明用に、機械的なスイッチを使用して反転動作がわかるような図にしているのですが、もちろん、普通の使い方では、このようなスイッチを使いません。

使い方は、回路からICの接点に電圧がかかる状態が「スイッチON」の状態なので、電圧をONにするかOFFにするかで反転動作をさせます。

そうしないと、わざわざ、ドライバーICを使う価値がありませんから … 。

ICの端子は次のようになっています。

NJU7386RB1の端子図

ブレッドボードに回路を組み立てました

組み立てた回路の外観

負荷のモーターはタミヤのギヤボックスに付属のFA130(相当品)を使い、上の説明用の回路図のように、2回路2接点のスイッチを2個と、0.1μFのノイズ防止用のコンデンサを取り付けています。

何度か紹介していますが、タミヤさんのHPで、工作に使えそうな楽しい部品類がたくさん販売されていますので、面白そうな「使える部品」が見つかるかもしれません。オンラインショップのHPを紹介しておきます。

回路の拡大

ピンを付けました ピンの加工

ここでは、モジュール化基盤をブレッドボードに挿しやすいように、ピンをはんだ付けしています。また、スイッチも、ブレッドボードのピッチにあったものがなかったので、ジャンパー線をはんだ付けして、挿しやすいようにしました。

そして、ブレッドボードの真ん中の溝を使って、回路を組んでいます。

回路の最終形

回路ができたら運転してみましょう

電圧をかけるロジックは下表のようになっています。 Hは電圧がかかっている状態、LはGNDにつながれて電圧がかかっていない状態です。

ロジック表

この回路では、スイッチが押されていないと、端子はGNDに繋がれている「L」の状態で、スイッチを押すと「H」に状態になります。

実は、NJU7386RB1 のデータシートには、反転時の過電流の防止や、スイッチを押していない状態などが書いてあるのですが、ここでは使いませんので示していません。(新日本無線さんのデータシートはWEBでダウンロードできます)

ここでの使い方のように、単に、回転方向を変えるだけなら、どちらかの端子に電圧をかけるだけなので、非常に簡単です

このように、文字で説明すると難しそうですが、簡単に使うことができます。

小さなDCモーターに用いるモータードライバーICは、安価な部品ですので、いくつかを購入して実験するだけでも楽しいものです。

→Amazonでも、色々なドライバーが販売されています