2014年1月2日木曜日

モータドライバをどうするか考える

 
レーザ加工機の形がなんとなく出来てきつつあるので、どうやって動かすかを考えておく必要があります。
使用するモータはML17A2というOKI電気のバイポーラステッピングモータです。詳しいスペックはわかりません。結線も不明です。秋葉原の日米無線電気商会で500円で購入した物。



レーザ加工機のキャリッジとステージは両方ともベルトで動かしますのでベルトプーリーの外周の移動がそのままステージの移動距離になります。
ベルトプーリーの直径がほぼ12mmですので、モータ一回転あたりのベルト移動距離は約33.7mm。仮にモータがこの手の物で標準的な 1.8deg/step、つまり200step/回転だとすると、stepあたりの移動距離は約170umとなります。うまくレーザを絞れるともう少し小さなスポットが出来るはずですが、どうせ私が作る物にそんな精度は出ないと思いますので良いバランスかなとおもいます。問題はモータがstepあたり何度動くかということですが、それはいずれ実験してみる事にします、軸を回した時のカチカチという感じからは1.8か3.6deg/stepだろうという気がしています。
次に電流です。これもわかりません。が、モータの大きさからいっておそらく0.8A~1.2A付近と思います。

ということで、最低2Aくらい流せるドライバでフルステップで十分ではないかとひとまず結論します。
実は設計段階でこのことは考えていて(当たり前か...)すでにドライバを発注していました。
これ


で、なんとこの投稿を書いているまさにそのときにとどきました。郵便屋さん1/2だというのにお疲れ様。Good Jobです。

10個並ぶと壮観です。しかもひとつ $2.68 10個で送料無料。ひとつ300円以下です。秋月でL298を買ったら350円です。秋月ですらこの値段。このモジュールの安さをお分かりいただけると思います。


 L298は2つのフルブリッジを持つ2A定格のドライバです。マイクロステップは出来ませんが、上記のような考察から今回の物にはまずまず使えるのではと思っています。
L298のデータシートはこちら

実に素直なドライバです。


こちらはバイポーラステッピングモータをL297を使って動かす例。


で、現物の拡大がこれ。
例によって何の説明もありません(笑 が、ピンの説明はありますのでおおよそわかります。
基板にはL298の他、ダイオードが8個、7805、電解コンデンサ2個、LED1こ、チップ抵抗1個、そしてジャンパが3個ショートした状態で乗っています。


3つのジャンパのうち二つは下のENAなので簡単。まずイネーブルピンに電圧をかけてEnableにしっぱなしにするための物で間違いないと思います。


その他のピンはパターンを追っていくとわかりました。多層(3層?)基板ですが、光にすかすとなんとなくわかります。
IN1~4はそのまま素直にOUT1~4につながっているというかトリガしています。
んで、3ピンのターミナルの上に見えるジャンパは12Vを7805に流すかどうかを決めている物です。つまり7805使えば12V単電圧でこのモジュールは動くということです。
ダイオードは逆電圧を逃がすためのもの。モータドライバでは良く使われます。チップ抵抗はLEDの電流制限用。ということですべてわかりました。
問題は電流センス抵抗用のピン1とピン15がそのままGNDに落ちているということです。これではPWMによる電流制限がかけられません。(電流制限についてはL297のデータシートのFig16をみてください。)抵抗で制限するしかなさそうです。改造してもいいのですが面倒くさいです。省エネにはなりませんが、セメント抵抗は買いおきがたくさんあるのでどうにかなるでしょう。


あと、7805は500mA品が乗ってますので、ここからPICの電源をいただくことも出来そうです。

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