第8章 直流モータのPWM制御
直流モータを動かすマイコン回路
●直流モータを動かすマイコン回路を完成させる。
●マイコンで直流モータの回転数制御を行う。
●マイコンのプログラムを理解する。
8.1 アクチュエータ制御の概要
★アクチュエータ制御の目的
①回転角度制御(位置制御)
②回転数制御(速度制御)
③トルク制御(荷重制御)
それぞれの目的に見合ったアクチュエータと
制御方法を選定することが重要!
8.2 直流モータの制御
★直流モータの制御方法
①ON-OFF制御:単にモータをON-OFFする。
②リニア制御:モータへの入力電圧を変化させる。
③PWM制御:パルス幅を変化させる。
実際のメカトロニクス機械には様々な制御
方法が使われている!
(1) ON-OFF制御
●単にモータをON-OFFする方法
例:温度を感知してON-OFF制御するパソコンの冷却ファン
●ON-OFF制御のマイコンプログラム
トランジスタを「スイッチ」と
して使用している!
(ベース電流を流せば
モータがまわる)
入力ピンPD0を押すと出力ピンPB0がONになるプログラムを作
成する(動作確認)。
●ON-OFF制御のマイコンプログラム
'
' Sample Program ch06-01.bas
'
Config Portb = Output
Config Portd = Input
'
Do
'
If Pind.0 = 1 Then Goto Motor0
If Pind.0 = 0 Then Goto Motor1
'
Motor0:
Portb.0 = 0
Goto Ledend
'
Motor1:
Portb.0 = 1
Goto Ledend
'
Ledend:
Loop
End
ポートの設定
入力ピンの判断
出力しない
出力する
(2) リニア制御
●可変抵抗などを利用し,アナログ的にモータへの入力電圧を変
化させる方法
抵抗で熱を発生
するため,効率
は低い!
抵抗値を変えるとモータに加わる
電圧が変わる。
トランジスタのベース電圧を変えて
も同じ効果がある。
リニア制御方式の原理
(3) PWM制御
●Pulse Width Modulation制御
●モータに加える電圧のONとOFFの時間比率(デューティ比)を
変化させる方法
ON-OFFを
繰り返す!
パルス幅で
平均電圧を
制御する!
PWM制御の原理
8.3 PWM制御の実際
★PWM制御の基本プログラム
①AVRマイコンの出力端子PB0にパルスを発生させる。
②デューティ比を変化させる。
●PWM制御のマイコンプログラム
'
' Sample Program hosei2-2.bas
'
Config Portb = Output
Config Portd = Input
'
Dim M As Integer
Dim N As Integer
'
Wait 1
'
Do
If Pind.0 = 1 Then N = 2
If Pind.0 = 0 Then N = 10
M = 20 - N
Portb.0 = 0
Waitms M
Portb.0 = 1
Waitms N
Loop
'
End
ポートの設定
変数の定義
8.4 直流モータ制御の応用
★マイコンプログラムの応用例
●一定時間待機した後,運転を開始する(Wait文)。
●スイッチを押すごとに運転・停止が切り替わる(2-3)。
●決められた周期で運転・停止を繰り返す。
●モータを加速・減速させる(2-4)。
●スイッチを押すごとに運転モードが替わる。
●その他・・・
プログラムを作成して,直流モータを思い通りに動かす!
【演習問題】
(1)可変抵抗などを利用するアナログ式の
モータ制御とマイコンなどを利用するデジタ
ル式のモータ制御の特徴をまとめなさい。
(2)デジタル式のモータ制御の特徴を活かした
メカトロニクス機械を考えなさい。
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