「誰でもわかるマイコン入門」パルスモーターを回す

最初は天文工作の基本であるパルスモーターを回すところから始めたいと思います。

マイコンでパルスモーターを回すには、マイコンから4本のパルス信号を出し、それをトランジスタやドライバICで増幅して、モーターを回すのが基本です。
ネットなどで検索するとほとんどこの方法が紹介されています。それとは別に「マイクロステップ駆動」という高度な制御方法があります。

従来はマイクロステップ制御は、専用のモジュールが必要であり、高価で、大きく、よほどの高級機でない限りあまり使われていませんでした。
ただ、最近は事情が異なってきました。半導体の進歩で、驚くほど小さく、低価格なドライバモジュールが出てきたのです。値段もかつては数万円しましたが、今は千円台で購入できます。こうなると、使わない手はありません。マイコンの制御もパルス信号を一本だせばいいので簡単です。

そのようなマイクロステップドライバのうち、写真のようなモジュールを購入しました。

以下のショップで購入できます。
http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=12025

キットですが、ほとんどの部品は実装されていて、ターミナルをはんだ付けするだけです。早速、マイコンにつなげてみます。

今回からは回路図は書きません。写真が回路図の代りです。回路図書くと難しく思われるので。

モーターの電源ですが、8.2Vから45VまでのDC電源です。容量は2A位あれば余裕でしょう。私は、余っていた12VのACアダプタをつなげました。

モーターですが、このマイクロステップドライバはバイポーラ制御なので、バイポーラのパルスモーターが必要です。見分けるのは、モーターから信号線が4本出てたら、バイポーラです。6本出てたらユニポーラです。
試験的に回すだけなら、ユニポーラのモータも使えます。ユニポーラのモータはコイルの真ん中からもう一本線が出てるのですが、それを無視すればバイポーラと同じになります。
また実際にモーターを買うなら、減速機内蔵タイプがよいでしょう。

モータのつなぎ方ですが、マイクロステップドライバの説明書に書いてあります。写真のモータは日本パルスモーター製ですが、オリエンタルモーターとは信号線の色が違うので注意してください。

配線で注意が必要です。マイクロステップドライバ側の9番と10番は写真のようにショートさせて配線してください。

配線ができたら、マイコンのプログラムを作りましょう。

mbedのサイトにアクセスし、右上の[Compiler]のボタンをクリックすれば、プログラムを作れます。

メニュー左上の[new]をクリックします。ここでテンプレートとプログラム名を入力しますが、テンプレートはLED点滅のものそのままでよいでしょう。プログラム名はPulseMotorとします。

そして、main.cppをクリックすれば、プログラムを記述できます。テンプレートのプログラムを消して、次のように入力します。

#include "mbed.h"

PwmOut PulseMotor(p21);

int main() {
    PulseMotor.period_us(83140);
    PulseMotor.pulsewidth_us(83140/2);
    while(1) {
    }
}

たった、これだけでモーターが回ります。プログラムの動かし方は前回説明したとおりです。

たった、これだけのプログラムですが、書くのが面倒な人のために、このプログラムをアップロードしました。以下のサイトにアクセスし、[Import this program]で取り込めば、すぐ動かせます。このように他人のプログラムをすぐ利用できるところがmbedのいいところです。

http://developer.mbed.org/users/Honmaka/code/PulseMotor/

モータが回るのを確認したら、流す電流を制限しましょう。初期状態では1.65Aも流れてしまうので、(定格はモーターの種類にもよるが1.5A以内) 1Aくらいに制限します。写真のようにVREFとGNDの間の電圧をテスタで測り、だいたい1Vになるように、矢印のボリュームを左に回せばOKです。

さて、次回はこのプログラムの説明と、スイッチを２つ付け、回転方向の切り替えと、0.5倍速(星景写真モード)の設定ができるようにしたいと思います。いつになるかわかりませんが、お楽しみに。