DCモータ速度制御回路 部品説明 |
  PIC16F873 PIC16F873を使用しています。 今回の回路ではCCPのPWM機能を使用してモータの駆動電流の制御を行います。モータの回転数（今回は速度検出用のモータを使用）に応じた電圧をA/Dコンバータに取り込み駆動電流の制御をさせています。また、モータ駆動の状況が分かるようにモニタ用のLED制御も行います。 ３端子レギュレータ ( 7805 ) +5Vの安定した電圧を作るために使用します。モニタ用のLEDは同時に8つ（今回は7つ)点灯するのでギリギリ100mAタイプを使うことができますが、今回は余裕をみて1Aタイプを使用しています。 MOS FETドライブ用トランジスタ ( 2SC1815 ) PICの出力でMOS FETをドライブするためのトランジスタです。PICの出力は0Vから5Vですが、FETを制御するために0V-12Vの電圧に変換しています。 パワーMOS FET ( 2SK3142 ) NチャネルMOS FETです。 ドレイン電流の最大許容値は６０Ａあります。 FETがON状態のときのドレイン−ソース間の抵抗値は４ｍΩです。 ですから、ON状態で１０Ａの電流が流れた場合の電力損失は０．４Ｗです。 今回の回路ではここまで容量の大きなFETを使う必要はないのですが、手持ちであったので使いました。 定電圧ダイオード ( RD5A ) PICの端子にかけられる電圧は最大+5Vです。このダイオードはモータの速度検出電圧が5Vを越えた場合の保護用です。外部から+5V以上の電圧がかかることがなければ使う必要はありません。
速度検出用モータ接続保護用ダイオード・ブリッジ ( W02G ) 速度検出用モータの電極接続が逆であっても問題ないようにシリコンダイオードのブリッジを入れました。接続を間違えることが無い場合には使う必要はありません。 ＩＣソケット PIC16F873はスリムタイプの28ピンです。スリムタイプの28ピンソケットが入手できない場合には14ピンのソケットを２つ使うことができます。今回の回路もそのようにしました。 レゾネータ １０ＭＨｚのレゾネータを使用しています。 レゾネータの周波数を変える場合には、ソフトウェア上の各種設定値を変更する必要があります。 モータ速度設定用可変抵抗器 Ｂタイプのものを使用しました。 今回の回路での端子番号は左の図のようにしています。 左に回したときに低速になり、右に回すと高速になります。 端子の番号は１番と３番を逆に使用している回路もあります。そちらのほうが正しいようです。 抵抗器 １／８ＷでＯＫです。 積層セラミックコンデンサ 電源の高周波雑音をバイパスさせるために使用しました。 プリント基板 １５×２５ホールのユニバーサルプリント基板を使用しました。 LED、モータ速度設定用可変抵抗器接続コネクタ当初、LEDおよびモータ速度設定用の可変抵抗器はケースの蓋の部分に取り付けるためにコネクタを使う予定でした。しかし、ケースに格納できなかったので、配線端子を使うことにしました。 配線端子 電源線および出力線を接続するための端子として使用しています。 スタッド プリント基板の足として使用しました。 主モータ 今回の回路で駆動するモータです。マブチモータ社のRS-380PHを使いました。モータの仕様は以下のようになっています。
速度検出用モータ 今回の回路で駆動モータの速度検出を検出用のモータで行っています。マブチモータ社のRE-280を使いました。モータの仕様は以下のようになっています。
駆動モータと同速度で回転させた場合、上記の仕様を越えます。発生電圧は仕様を超えますが、電流はほとんど流さないので問題はないと思います。厳密には仕様電圧以上になるので絶縁耐電圧の問題がありますが、高電圧ではないので支障ないと思われます。 モータ取り付け金具 モータは円筒形で駆動軸側の面にモータ固定用のネジが開けられています。モータをパネルなどに取り付けるのにはこの穴を利用します。今回はモータを挟み込むタイプの取り付け金具を使用しました。
ギア 駆動モータと速度検出用モータの連結用に使用しています。今回はモータの速度制御の動作確認用なのでモータでは速度検出用モータしか回していません。 モータ駆動状況表示用LED ( GL-107S12 ) ７つのLEDがバー状に組み込まれたバーグラフ表示用LEDです。制御回路は８つのLEDを制御できるようにしていますが、８つ入りのLEDが入手できなかったので７つのものにしました。しかし、レベルメータと使用する場合、７つのLEDでよいことがわかりました。
モータ接続端子 駆動モータおよび速度検出モータを接続する端子です。 電源コネクタ 電源を接続するためのコネクタです。 ACアダプタ 最初は主モータの電源も共用する予定でしたが、モータの種類により必要な電源電圧が違うので制御部専用の電源にしました。 このアダプタは制御部用です。 速度設定用ツマミ 速度調節用可変抵抗器を回すためのツマミです。 ケース モータ駆動用のMOS-FETのために金属製のケースを使用しました。今回駆動するモータの場合、駆動用のMOS-FETでの消費電力はわずかなので小さな放熱器を付けるか駆動電流の大きさによっては付けなくても大丈夫と思います。 テイシン電機社製のTC-4を使用しました。幅75mm、奥行95mm、高さ20mmのアルミ製です。 背面パネル 電源コネクタおよびモータ接続端子の名称を記入するためにパネルを作りました。OHPシートに印刷し、文字がよく見えるようにOHPシートの後ろに白い紙をはさんでいます。
銘板 飾りに銘板を付けてみました。 足 ゴムで出来た足をケースの底に貼り付けます。この足はケースの付属品です。 端子カバー FETのドレーン端子(中央)に端子カバーを付けました。隣の端子との接触を防止するためです。 |
