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2015年12月13日 (日)

Propeller始めました(13) ステッピングモーターの制御

安価なステッピングモーター28BYJ-48をいじってみました。

Dscn4568

このモーター、amazonでも制御ボード(実際には単なるトランジスタアレイ)とセットで
送料込みで289円で販売されているようです。

01

このモータはユニポーラ型です。あまり詳しくはないのですが、
現在主流のバイポーラ型に比べると性能が劣る(特に低速でのトルク)ようですが、
制御が非常に簡単です。

ステッピングモーターの制御関連の情報を調べてみると、
TekuRobo工作室さんの解説記事「ステッピングモータを動かす」 で
"手動でパルスを与えて動かすことができる"という面白そうな実験が紹介されている
ので私もやってみました。

Dscn4573

結線しボタンの赤黄緑青の順番で押して次のような「1-1相励磁」のパルス信号を
作ってみると、1ステップ分、モーターが動きました。順番を逆にして押すと、
逆回りします。

03

このパルスをマイコンで生成するのは簡単ですね。だだし「1-1相励磁」は
トルクが小さくあまり使われていない駆動方法のようです。

いくつか、駆動方法があるようですが「1-2相励磁」は「1-1相励磁」よりも
回転が安定し、高いトルクが得られるようです(下記の8パルスで1ステップ)。

04

さすがに、これを人間がボタン操作で再現するのは難しいので、
プロペラでパルスを生成してモーターを駆動させてみました。

Dscn4578

実際の動作の様子です。


簡単なプログラムで制御出来ました。

モータ的には1ステップで5.625度(1/64回転)回転します。
「1-2相励磁」の1ステップのパターンは8パルスで生成するので、
1回転するには512パルスを与えることになります。

このパルスを早めると回転数が早くなります。早すぎると脱調という現象が起きて
回らなくなります。このモータの限界は1回転 4.9秒が限界でした。

回転は遅いですが、精度の高い数値制御が出来そうです。
モーターを2つ使って、2次元的な動きをさせようと考えています。



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