arduino dcモータ 角度制御 11

November 15, 2020

⑧VS端子(モーター駆動電圧、電池ボックスの+端子と接続) スマホゲーム作って生活しています。 設計、組み込み、演出一通りを自分1人で完結して作るのが得意です。, 大庭俊介(@ohbashunsuke) ちなみにArduino UnoのようにATmega328Pを搭載しているArduinoボードでは、デジタルピン3、5、6、9、10、11でこの機能が使えます。 そして最後にINPUT1~4をすべてLOWにして回転を止めています。 モータにはいくつか種類がありますが、dcモータは最も単純で基礎的なものです。このdcモータの回転速度や回転方向を手軽に制御するために、dcモータの構造やhブリッジ回路、モータドライバl293dを使用した回路やプログラム、tinkercadシミュレーションについて紹介します。 まずはArduino、モータとの接続方法です。 © Copyright 2020. ですが、回転数や、ブレーキなどの制御ができれば、面白く使えそうです。 今回は、 プラモデルなどのおもちゃによく使われている、 dcモータ(1.5v~3.0v程度で動作)を使ってみます。 ・・・乾電池1~2本で動作するものですね。 今回使用するのは、 https://qiita.com/ohbashunsuke ArduinoでモーターをPWM制御する方法. ArduinoでDCモーターを制御するにはどうしたらいいのでしょうか?今回は、PWM出力、MOSFET及びタクトスイッチを使って、簡単なDCモーターの制御にチャレンジしてみたいと思います!ついでにNゲージも動かしちゃいます! こんばんは! 今回はL298Nを使用したDCモータコントローラモジュールを使っていこうと思います。, ・Arduinoメインボード(https://amzn.to/2vkPIUH) ・USBケーブル(https://amzn.to/2UHhntl) ・ジャンパワイヤ (https://amzn.to/39uBU8T) ・電池ボックス(https://amzn.to/2TKNkgB) ・TTモータ(https://amzn.to/2RlhNFr) ・DCモータコントローラモジュールL298N(https://amzn.to/2RrcyUE) ・工具 グルーガン、+ドライバ, TTモータはDC(直流)電源に接続するだけで回転するDCモータです。 電池と接続するだけで回転し始めます。 +と-を入れ替える、つまり極性を入れ替えると逆方向に回転します。 このモータの定格電圧は12V であり、基本的に電圧が高ければ回転速度は上がります。, これは名前の通り電池を入れる箱ですね。 今回使う電池ボックスは単三が8個入るので1.5×8で12Vの電源を確保しています。, 今回使用するDCモータコントローラモジュールはL298NというSTマイクロ社・フルブリッジドライバを使用したものです。 これは2つのモータを独立して駆動でき、回転をするかしないか、また回転方向を制御できます。 そのため正転逆転制御に使用されます。 ピンの配置は下の図のようにOUTPUT1~4、INPUT1~4、ENABLE A,B、5V電源、12V電源、GNDから構成されています。, まずハード側からやっていきます。 下の図のようにTTモータ2つ、DCモータコントローラモジュール、電池ボックス、Arduinoメインボードを接続します。, まず最初にINPUT1~4、ENABLE A,Bのピン番号を宣言します。 そしてsetup()メソッドでINPUT1~4、ENABLE A,Bをすべて出力にします。, 次にrotR()メソッドです。INPUT1,3をHIGHにINPUT2,4をLOWとすることでOUTPUT1,3がHIGH、OUTPUT2,4がLOWになりTTモータを回転させています。 次にanalogWrite(pin,value)メソッドでモータの回転速度を決めています。pinはピン番号、valueはデューティ比(0から255)を示しています。 valueに0を指定すると、0Vの電圧が出力され、255を指定すると5Vが出力されます。ただし、これは電源電圧が5ボルトの場合で、3.3Vの電源を使用するボードでは3.3Vが出力されます。つまり、出力電圧の最大値は電源電圧と同じです。 今回の場合では12V電源を使用しているのでvalueに255を指定すると12Vが出力されます。 ちなみにArduino UnoのようにATmega328Pを搭載しているArduinoボードでは、デジタルピン3、5、6、9、10、11でこの機能が使えます。 そして最後にINPUT1~4をすべてLOWにして回転を止めています。, rotL()メソッドはrotR()メソッドとHIGH、LOWにするピン番号を逆にすることでTTモータを逆回転させています。 また、デューティ比を小さくすることでrotR()メソッドよりもTTモータの回転速度を小さくしています。, rotREV()メソッドではINPUT1,2だけのHIGH、LOWを入れ替えることで2つのTTモータを逆回転に回転させています。, loop()メソッドでrotL()メソッドとrotR()メソッドとrotREV()メソッドを0.5秒おきに呼び出しています。, 今回はDCモータコントローラモジュールというものを使って2つのモータを制御してみました。 同時に独立して制御できるということでラジコンなどに使えそうな気がします。 今度はこれを使ってラジコンを作ってみたいと思います。 今回はこれで終わります。, UNOのUSBコードは抜いた場合、3端子レギュレーターの別回路を組んで [Vin]入力ですか?電源が足らなくなることは無いですか?, 記事をご覧いただきありがとうございます ラジコンとかを作るときはUSBコードを抜いて電池ボックスから供給しました ラジコン作成のリンクを貼っておきます https://novicengineering.com/arduino%e3%82%92%e7%94%a8%e3%81%84%e3%81%a6%e3%82%b9%e3%83%9e%e3%83%9b%e3%81%a7%e5%8b%95%e3%81%8b%e3%81%9b%e3%82%8b%e3%83%a9%e3%82%b8%e3%82%b3%e3%83%b3%e3%82%92%e4%bd%9c%e3%82%8b/ 私の方では特に問題はありませんでした, MEGA2560 R3 タミヤ ミニモーター低速ギヤボックス 4速 x2 サーボモーター x1(MEGA2560付録) モータードライバー L293D x1(MEGA2560付録) アナログジョイスティックモジュール x1(MEGA2560付録) で、テストしているのですが、角型9V乾電池では不安定です。 12V必要なんですね。 将来的にはArduino Micro、PS3コントローラーでクローラーロボ製作を目指しているのですが (7-Segment Displayで電圧表示も)12V小型充電池となると安価のモノがあるのかな? ありがとうございました。, とてもわかりやすく、為になる記事でした! 質問なのですが、arduinoのデジタルピンをpwm制御する場合、5番pin,6番pinの周波数が同じなので、 モーターのパワーを個々に設定できないと思っていたのですが、このプログラムでカーブなどの動きができますでしょうか。 自分が今使っているボードではどうしてもそれができないので回答いただけると嬉しく思います!. ④Vref端子(ArduinoのD10端子と接続) 今回は回転する向きを切り替えれる方でモーターの回転数を上げていくプログラムを組みます。 この回路の左側のトランジスタ2つを11ピンに、右側のトランジスタ2つを10ピンに接続しました。 © 2020 エンため All rights reserved. ⑦VCC(+5V端子、Arduinoの+5V端子と共通接続) ・GitHub https://note.com/ohbashunsuke  ロボコン出場ロボットを徹底解剖した紹介資料まで! DCモーターの回転数はモーター端子に加える電圧値で制御可能であり電圧値に比例して回転数が増減する。 そのための制御端子がVref端子で、ArduinoからはPWM信号を送り疑似的に電圧制御をおこなう。 Arduino接続回路. shibuya24.ohba@gmail.com, Unity、UI/UX、ゲーム開発についてつぶやいています。 第11回 Arduinoでモーターを制御する! (その1)モーターの基本を勉強してみる。 前回、簡易百葉箱シリーズを終えて、Arduinoでモノを作る流れをつかむことができましたでしょうか? ・Mail 前回、簡易百葉箱シリーズを終えて、Arduinoでモノを作る流れをつかむことができましたでしょうか?今回からは男のロマン!「モーター」を扱っていきたいと思います。, モーターが使われている製品を思い浮かべてみていただければわかると思いますが、動く・回る動作をする電化製品のほとんどにモーターが使われています。, モーターは単純に回転するだけですが、その回転の動作をギアなどの組み合わせで複雑な動作を実現することができます。今回からは数回に分けてこのモーターの扱い方を勉強していきたいと思います。, モーターと聞いて多くの人が思い浮かべるのがこの形のモーターだと思います。ラジコンやミニ四駆などのおもちゃに使われていて触ったことがある方も多いのではないでしょうか。, このモーターはDCモーターと呼ばれていて、「DC」は直流を示します。直流なので、乾電池等にこのモーターをつなげると簡単に動かすことができます。, モーターの内部の仕組みは内部にエナメル線を何重にも巻いたコイルと磁石が入っていて、コイルに電気が流れて磁性を持つことで、磁石と反発しながら回転をします。モーターに乾電池をつなげた場合、プラスマイナスを逆にすると内部ではコイルの磁性が逆となり、回転も逆回転をします。, 電子工作でよく使われるのがこのサーボモーターです。このサーボモーターは内部にモーターの制御回路などが予め組み込まれているため、回転角度を指定してモーターを手軽に制御することができます。それぞれ動作角度が決まっていて動作角度120度などのような表記があります。, 今回はまずDCモーターを利用してみます。Arduinoでモーターを動かしてみる前に、一度単3電池で動かしながらモーターの基本を把握してみましょう。, 単3電池をモーターのプラスマイナス(赤青の線)にそのままつなげてみて下さい。当たり前ですがモーターが回ると思います。ここで回らない場合、モーターが壊れているか、電池がないのかどちらかです(笑)。そんな時は電池を新しいものに変えてみて試してください。電池を変えても動かない場合、モーターが壊れている可能性が高いです。, 今回使うDCモーターはデータシートを見ると、適正の電圧が1.5V、無負荷で0.2Aの電流が流れると書いてあります。単3電池は電圧が1.5V(乾電池/単3型リチウム電池)、1.2V(ニッケル水素電池/ニッカド電池)ですので、基本単3電池1本でモーターが回るということがデータシートからもわかりました。, モーターを速く回す場合、電圧を高くすることでモーターを速く回すことができます。乾電池で試す場合、乾電池を直列につなげることで電圧が上がりますのでモーターが速く回ります。, モーターが回る時間は電池の容量が関係してきます。電流×時間が電池の容量を示す値です。例えば使っている単3電池の容量が400mAhの時、400mAの電流を1時間流すことができます。上記の例で言えば、1.5Vの電圧の時、0.2A=200mAが流れる場合、400÷200=2hで2時間程度モーターを回すことができます。, モーターの基本を把握したところで、Arduinoでモーターを回す場合はどうしたら良いでしょうか。モーターとArduinoの仕様を比較してみます。, 必要な電圧を比べた場合、Arduinoのデジタルピンの電圧では0〜5Vまで出力できるので、モーターの回転に必要な1.5Vの電圧はクリアしていることがわかります。, 次に電流ですが、モーターに電圧1.5Vをかけた場合、電流は200mAかかることになります。Arduinoの仕様を確認すると、デジタルピンの電流は40mAとなっていますので、モーターで必要な200mAに足りていません。, 足りていないということは、単純にArduinoのデジタルピンにモーターを直接つなげると、モーターからArduinoに対して200mAの電流を引き出そうとして、Arduinoに負荷がかかり最終的に壊れてしまうことを意味しています。ですので、LEDのように、モーターを直接Arduinoにつなげて手軽に制御することができません。, では、どのようにすればArduinoでモーターを回すことができるでしょうか?今回はトランジスタを使ってみたいと思います。, ダイオードは普段電流を逆方向に流さないように利用されたりする整流の役割を果たします。どのような仕組みで逆方向に電流が流れないようになっているのでしょうか。, ダイオードはP型半導体とN型半導体からなる部品です。P型半導体は、簡単に説明すると電子が足りない状態で、N型半導体は逆に電子が余っている状態の半導体です。, ダイオードのA(アノード)側に電池のマイナス、K(カソード)側に電池のプラスをつなぐと、それぞれの半導体の中で電荷が引き寄せられて、ダイオードの中心に空き(空乏層)ができ、電流が流れることができなくなってしまいます。, 逆に、A(アノード)側に電池のプラス、K(カソード)側に電池のマイナスをつなぐと、今度はそれぞれの電荷がダイオードの中心に集まり互いに電荷を打ち消し続けるため、ダイオードでは常に電流の流れが確保されます。, トランジスタは電気の流れを制御することができる部品です。基本的な使い方としては、回路上でスイッチの役割をしたり、電流を増幅する役割として使われます。, ダイオードではN型P型半導体がそれぞれ1つずつから構成されていましたが、トランジスタはNPN型やPNP型というように3つの半導体から構成される部品です。特徴としては真ん中に挟まれている半導体が両端にある半導体に比べとても薄く、その特性を利用しています。, NPN型を例にとる場合、両端にN型半導体、そして真ん中にP型半導体があり、エミッタ(E)、コレクタ(K)、ベース(B)の3本の線がそれぞれに接続されています。, トランジスタのしくみを知るために、まずはじめにE(エミッタ)とC(コレクタ)に電池をつないでみます。このとき、電荷の状態は図のようになり、ダイオードでも説明した、ベースのP型半導体とコレクタのN型半導体の間に空きができてしまうため、電流は流れることができません。, 次に、グレーの電池よりも微弱なオレンジの電池をベースにもつなげてみます。そうすると、ベースとエミッタ間に電流が流れるため、P型半導体にはプラスの電荷が常に供給される状態になります。先ほど空きがあったベースとコレクタ間の空きが埋まる形で電流が流れます。そして、この状態でエミッタからコレクタに電流を流すことができます。, 最初に説明したように、トランジスタのベースに利用される半導体はものすごく薄いため、微弱な電流を流すだけで、電荷が満たされてエミッタとコレクタ間に電流を流すことができます。そのため、微弱な電流(オレンジの電池)で大きな電流(グレーの電池)を制御することができる、というわけです。, 今回は、このトランジスタの仕組みを利用してスイッチ(このスイッチを電子回路ではリレー回路と言います。)として利用してみたいと思います。トランジスタの仕様としてはモーターに流れる電流を考慮して800mA~1A程度許容できるものであれば問題ありません。, このプログラムでは、モーターを1秒ずつ回して止める動作を行っています。これにより、11番品から出力された電流がトランジスタを通った際に、一緒に単3電池からモーターに電流が流れ込んでモーターが動きます。, この回路ではモーターの手前にダイオードを入れています。ダイオードは電流の流れを整えたり、電圧を一定に保ったりする役割を持っています。ダイオードは一定方向にしか電流が流れない性質を利用して、電流の逆流を防ぐことが可能です。このダイオードを入れることによりモーターに負荷がかかった場合でも、電流が逆流することがないのでArduinoなど回路を壊してしまう危険がなくなります。, 今回はトランジスタのリレー回路を使った簡単なモーター制御の方法を試してみました。ただ、今回は手動でON/OFFするスイッチがArduinoになっただけですね。Arduinoを利用するのであればやはりモーターの回転速度や向き等を調整して、複数のモーターを扱いたいですね。次回からはモーターの制御を深く掘り下げていきたいと思います。, 電子工作や新しいデバイスをこよなく愛するエンジニア。日常生活のちょっとしたことを電子工作で作って試して、おもしろく過ごしたいと日々考えています。, Raspberry PiやArduinoを使った電子工作から、 本記事はLesson 26 【DCモーター編】です。DCモーターはミニ4駆やラジコンなど、おもちゃに使われています。モーターそのものですので制御回路などは組み込まれていません。本Lessonでは、DCモーターを制御することでミニ扇風機を作成します。 ホーム » Arduino » 表示中 » DCモーターを使う[拡張その①] マメゴロー3号 2018年7月23日 DCモーターを使う[拡張その①] 2018-07-28T16:45:50+09:00 定期的に執筆したいArduinoのパーツ調査記事シリーズです。 今回はDCモーターを使ってみます。 またサブテーマとして娘のために扇風機おもちゃを作るというクエストが発生しています。 というのも、今年の夏は梅雨明けから、とても暑く手持ち扇風機を持って街中を歩く人が多いです。 娘のための扇風機づくりの第一歩が踏めたような気がします。, 渋谷のUnityエンジニア。 ⑤IN1端子(ArduinoのD12D11端子と接続) ⑥IN2端子(ArduinoのD11D12端子と接続) DCモーターをArduinoを使って駆動(回転)させてみます。まずはDCモータ駆動の基本的な事を知ることと、それと回転させることです。 マブチモーター製のRE-260RAを使用。 モーター駆動用のドライバーICは東芝製TA7291を使用。 ②OUT1端子(モーター接続端子のどちらか一方と接続) ・note DCモーターをArduinoを使って駆動(回転)させてみます。まずはDCモータ駆動の基本的な事を知ることと、それと回転させることです。, 今回使用するのはマブチモータ社製のホビー用ブラシモーター「RE-260RA」、同社のWebサイトには「モーターのしくみ」について詳しく説明が書かれているのでそちらを参照してください。また仕様に関しては同サイトのこちらに記載してあります。, DCモータにはその他の種類として「ブラシレスモーター」、「ステッピングモーター」などがありますがこれらについの説明等はここでは省略します。, DCモー=タードライバーICと言えば定番のICですArduinoとの組み合わせた応用例もネット上にたくさんありますので情報入手にも困りません。パッケージ形状の違いと許容出力電流の違いから3種類リリースされてますが、ここではTA7291Pを使用。(ちなみに価格は秋月で150円で販売), Arduinoボードのデジタルピン(D1~D13)からモータを直接駆動するには能力不足。, モーター「RE-260RA」の適正電圧は3.0V、適正電流は700mAに対し、Arduinoデジタルピンは電圧5.0V、電流は最大40mAと全然足りません。, ということで、モーターとArduinoボードとの間にこのドライバーICを介在させて適正電圧、電流を供給させます。, TA7291Pは10ピンのICで正面(名称記載面をから見て左から1ピン、2ピン ・・・・10ピンをと数えます, ①GND(ArduinoのGND線と共通接続) Device Plus – デバプラ - Powered by ROHM. というのも、今年の夏は梅雨明けから、とても暑く手持ち扇風機を持って街中を歩く人が多いです。, それを見てか5歳の娘がお店に並ぶ手持ち扇風機を見る度に「欲しい欲しい」と嘆くので、一旦父ちゃん(僕)が作ってみるということになり、本記事はその制作途中段階における検証記事となります。, このようなプロペラをDCモーターに取り付けてArduinoで回転を制御してみます。, こちらのサイトに丁寧に説明されており、とても勉強になりました。ありがとうございます。, DCモーターが必要とする電流は200mAですが、Arduinoの出力電流は40mAと足りていません。そのため、DCモーターがArduinoから無理やり200mAを引き出そうとするため、Arduino本体が壊れてしまう可能性があります。, こちらの記事の通り、トランジスタの端子の順は型番によって様々で、今回僕が使用しているトランジスタはマイナーなタイプっぽいです。, ということで、トランジスタの型番とデータシートを確認した方が良いという事がわかりました。, ダイオードはアノード(プラス側)からカソード(マイナス側)にしか電流が流れません。この性質を使って、電流の逆流を防ぎます。, 前述したDCモーターがArduinoから無理やり200mAを引き出そうとする電流の逆流を防いでくれます。, 以前からやりたかったArduinoでDCモーターを動かすということがやっとできました。 今回はDCモーターを使ってみます。, またサブテーマとして娘のために扇風機おもちゃを作るというクエストが発生しています。 Arduino & micro:bit勉強会の電録簿. 読者よりいただいたお問い合わせを元に、ロボット製作者、エンジニアのみなさんに役に立つ技術解説を発信していきます。, http://www.switch-science.com/catalog/789/, http://www.switch-science.com/catalog/313/, http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-06437/, http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-13829/, http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00941/, 第10回 Arduinoで作る簡易百葉箱(その4)ケースの作成、ハンダ付けに挑戦、そして完成へ!, 第9回 Arduinoで作る簡易百葉箱(その3)湿度センサーの習得、そして電池で動かしてみる。, 第8回 Arduinoで作る簡易百葉箱(その2)。電光掲示板(7セグメントLED)を使って数値を表示。, Device

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