ステッピングモータをつかってみる♪ EDFCとかのあれ

雪スゲ－（＠0＠　・・・・

お昼にワイパー上げに外でたら、ま～雪がこんこんふってること．
明日も続くみたいですね．こーさむいと、部屋でのんびり．
前回コメントでステッピングモータに関して質問頂いたので、
せっかくなので、挑戦してみました．



ステッピングモータ．概念は知っていますが、実際に使ったこと無い．でもGoogleで調べると、ずらっと使い方から制御方法まで出てきます．水曜に注文していたモータが昨日届いていたのでちょいと試してみました．世の中では至る所に使われているけど、車ではメータやブーストコントローラ、スロットル調整など、機械的に回転を発生させて制御する物に使われてるようです．

ステッピングモータはパルスを１回与えると、決まった量だけ回転させることができるので、オープン制御が可能になります．そして駆動回路に関しても、モータの磁気回路を順番にスイッチングしてくれる専用のICも用意されているので、とても簡単に使えるようです．　ドライバICは色々あって用途に応じて選びます．マイクロステップ制御ができるICなら高精度に角速度をコントロールできますね．

能書きは、Google検索にゆだねるとして黒っ９が試した構成はこんな感じ．秋月で注文しました．

内　容	型　番	購入先／備考
ステッピングモータ	SPG20-1362	ユニポーラ, 1(deg/pulse)
ドライバIC	TA7774PG	バイポーラ用（二相励磁）
マイコン	PIC18F25K22	8bit, 64MHz

このモータは360ステップで１回転するので、１秒間に360回パルスを送ると、１秒で１回転します．とても単純ですね．パルスを変えてあげれば、任意の回転速度と回転角度を制御できることになります．ドライバICは、小型で安かったのでコレにしました（＾＾；

モータのトルク特性は入力パルスの周波数で決まります．負荷をかけた状態で始動できる回転トルクは、グラフの実線を見ると分かります．60Hzでは 36[mN*m]　つまり、0.36[kg*cm]という結構なトルクが得られます．指で本気でぎゅっとつまんでも到底かないません．

任意の角速度（rpm）と回転角を指定して、モータを動かすプログラムを書いてみました．
たったこれだけのプログラムなので、あっという間に完成です（＾ー＾　モータ発熱防止も制御してます．

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モータの状態を表す変数は構造体で定義し、配列にして管理してみました（４個のモータまで可）．


モータドライブは80usec単位で 超正確に駆動させるために割込関数内で制御してみました．
メイン関数では、センサ処理やLCD表示、ユーザからの指令定義などを行えるようにするためです．

※プログラムはド素人です．もっと効率的な方法があるかもしれません（＾＾；

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主となるプログラムはたったこれだけ．あとは、モータ毎の構造体に変数を入れてあげればOK♪　なぜ割込関数内に書いたのか？　もしメイン関数内に書いてしまうと、usec単位での時間管理ができない．そして、１このモータを動かしている間に、別のモータを動かす指令を与えたりすることができない．センサーやLCDと同時に通信できない．といった、残念なことになるからです・・・．

↓動画：いろんなパラメータで自動運転してみた↓


①左回転， 10rpm， 180度，繰り返し：1回
②左回転， 80rpm，1800度，繰り返し：1回
③右回転， 60rpm， 870度，繰り返し：1回
④左回転，110rpm， 90度，繰り返し：5回
⑤右回転， 50rpm， 60度，繰り返し：10回
⑥右回転，130rpm，原点復帰，繰り返し：1回

いとも簡単に動かすことができちゃいました（＾＾

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車高調のバルブをコントロールするEDFC（テイン製）．大きなステッピングモータが使われてますね．この回路で、ユニポーラ、バイポーラなら他のモータでもOK．トルク的には今回のモータでもいけるかな？　制御は超簡単なので、はじめて自作する題材としても良いかもしれませんね（＾＾
このプログラムをちょいと変更すれば良いだけですから♪
車高調への取り付けステイも、簡単に作れちゃいますしネッ．

本家テインのようにGPSと同期させても良いけれど、サーキットのコース長が分かっていれば、フィードフォワードで減衰調整してあげた方が現実的かな．でもEDFCは制御対象としてはつまらない．やっぱり、センシングしてフィードバック制御をつかったアカデミックな物を作ってみたいですね／　複素領域でゴニョゴニョするあれ．