第7章 直流モータを動かすマイコン回路
直流モータ
マイコン回路
●マイコンで大電流機器を扱う。
●必要な素子を学ぶ。
トランジスタ
7.1 直流モータを動かす方法
★端子に直流電圧を与えればよい。
直流モータは電圧を変化させることで,
出力を簡単にコントロールできる。
①乾電池で動かす
プログラム次第で思い通りのコントロー
ルができる?
②マイコン回路で動かす
★マイコン回路で動かす場合の問題点
①直流電流に流れる電流を,そのままマイ
コンに流すことはできない!
直流モータは電圧を変化さ
えると,出力を簡単にコント
ロールできるが・・・
マイコン回路から直接モータを接続すると・・・
②単純なデジタル信号で
はモータの出力制御がで
きない!
7.2 マイコンで大電流を扱う回路
★大電流を流すことができる素子や機器を使う。
①トランジスタ
②専用素子
半導体の特性を利用
③リレー
電磁気力を利用
★直流モータを動かすマイコン回路
トランジスタやダイオードなど
の半導体素子を使用する。
●基本的な部品は,サーボモータを動か
すマイコン回路と同じ。。
7.3 半導体の基礎知識
(1) 半導体とは
●半導体:導体と絶縁体の中間的な性質を持つ導体。
(2) ダイオード
●ダイオード:P形半導体とN形半導体を接触させ,電極をつ
けた素子。
(a) 外観と記号
(b) 内部の構造と原理
★ダイオードの使用例①
交流を直流に変換する!
(a) 簡単な整流回路
●実際にはコンデンサなどを利用
して,出力電圧を平滑化する。
(b) ブリッジ式整流回路
交流電源の整流回路
★整流回路の使用例
信頼性・耐久性・効率の面か
ら交流発電機が使用される。
電気エネル
ギーを貯める
のは直流。
(a) AC100Vを利用した
直流電源
(b) 発電/蓄電システム
●整流回路は様々なところで利用されている。
★ダイオードの使用例②
直流モータの回転変動時や停止時に,大電流
が流れることがある(逆起電力)。
●このマイコン回路で
は,逆起電力から,マ
イコンを保護するため
にダイオードが付けら
れている。
制御回路の保護
(3) トランジスタ
●一般のトランジスタは,三端子
レギュレータと類似した形状をし
ている。
(a) 外観
(b) 基本構造と記号
トランジスタの外観と基本構造
★トランジスタの増幅機能
●トランジスタの基本は,微小電流を増幅できること!
ベース電流に比例
して,コレクタ電流
が増幅される。
★トランジスタの増幅機能
●トランジスタの発明・発展で電子機器は
大幅に小型化できた!
昭和30年代のトランジスタラジオ
真空管を利用したラジオ
最近のトランジスタラジオ
★トランジスタのスイッチ機能
●小さいベース電流(数十mA)の
入力で,大きいコレクタ電流(数
A)の入/切ができる。
●トランジスタには,スイッチの機
能がある。
★ダーリントントランジスタ
2つのトランジスタが内蔵されていて,増幅率が
大きく,大電力を扱うことができる。
(a) 外観
(b) 内部の構造
7.4 マイコン回路の製作
マイコンの出力
端子にトランジス
タ,ダイオード,
直流モータを取
り付ける。
ダイオード,トランジスタ,三端
子レギュレータの極性に気を
つける!
コンデンサによるノイズ低減
基本はサーボモータを動かす回路と同じ!
【演習問題】
★本日の感想?
2度目のマイコン回路製作は?
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