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2009年10月28日 (水)

実験用ロボのモーターとドライバ

モーターはキット付属のFA-130モーターです。3V無負荷で200mAくらい、タイヤを回転が止まらない程度に手で押えると400〜600mAくらいです。パワーに比べて走行抵抗が小さいですから、巡航時の電流は300mA程度、加速時に500〜700mAくらいではないでしょうか。この条件でモータードライバを選定します。

 

手に入り易いのはTA7291Pですね。古くからあるデバイス(15年?ほど前に試作に使った記憶があります)ですが今でもアキバのショップや通販サイトでも良く見かけます。丈夫で使い易いデバイスなのでロングセラーなんでしょうね。
ただし、このドライバはHブリッジの飽和電圧か大きく、データシートを読むとモーターに400mA流したときに1.9Vも電圧が落ちます。このため12Vとか15Vとかの比較的電圧が高いモーターの駆動に向いています。12Vで1.9Vの電圧降下なら16%ほどですが、3Vで1.9Vでは63%もの電圧降下ですからね。今回のように電圧の低いモーターの駆動ではロスが大きくなります。

 

これだけなら、本機のように電圧をちょっと高め(4.5V)にしておけば、ロスが多いものの何とか動くのですが、もう一つ問題があります。それは3Vくらいが定格のモーターでは回生ブレーキがかからないことです。ふたたびデータシートを読むと、回生制動電流のルートでの電圧降下は

(回生電流400mAの場合)Vsat L2(0.9V) + VF L1(0.9V) = 1.8V

と、いうことで1,8V以上電圧がないと、回生電流が流れないことになります。つまり、ブレーキがかからない訳です。ちなみにVsatは200mAでも0.8Vとあまり変わりません。ブレーキ電流が減ればこの限界電圧が下がるという訳ではないようです。

実験用ロボのタイヤを手で回して発電電圧を計ると、かなり回して2.3Vとかです。だいたい1V台なのでほとんどブレーキはかかりません。
念のため、ブレットボードで試してみると、4.5Vで駆動は大丈夫ですが、やはりブレーキがかかりません。

 

と、いうことで今回選定したのはTB6552FNGです。2CHが1パッケージに集積されています。ON抵抗1.5オームということなので、同じくモーター電流400mAの場合電圧降下は0.6Vです。ブレーキ時の電圧降下を推測すると

 (回生電流400mAの場合)Vsat(0.6V)/2 + VF(L)(1.0V) = 1.3V

です。さらにこちらのVsatは、電流に比例して変わるので、ブレーキ電流が小さければそれだけ電圧降下も小さくなりそうです。これならいいでしょう。

 

今回は、Digi-Keyで購入しました。25個だと1個100円くらいです。送料は2000円でした。土曜日の朝オーダーして月曜日には国際宅配便で届いてしまいました。早いです。
あとで調べたら、RSコンポーネントでも扱っていました。こちらの方が送料が安いです。

 

TB6552FNGを使うには一つだけ注意したいことがあります。それはこれが0.65mmピッチだということです。ハンダ付けには注意が必要です。比較的簡単なハンダ付け方法はのちほど書きたいと思います。
もう少しハンダ付けし易いのはサンヨーのLB1836Mです。これも2CH入りです。電流容量は少し小さいですが、パラに接続して電流を増やすことも出来るので同じように使えます。これは1mmピッチです。

 

 

次回は電源周りを説明します。

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