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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:PWMモーター駆動回路について。)

PWMモーター駆動回路について

2023/10/14 18:23

このQ&Aのポイント
  • PWMモーター駆動回路の基本回路や試作方法について紹介します。
  • DCモーターをPWM回路で制御するためのシンプルな回路や発振周波数の設定方法について調査しています。
  • 74HC00や4011B、抵抗、コンデンサーを使った簡易発振回路やダーリントンパワートランジスターを利用したモーター回転制御方法についてお知らせください。
※ 以下は、質問の原文です

PWMモーター駆動回路について。

2005/01/10 22:38

先日「ゲートICの発振周波数」について質問させていただいた者です。
今回、DCモーター(15V2Aくらい)をPWM回路で制御したいと思い秋葉原の書店でいろいろな本を見てみましたが、「これは!!」と思える回路はみつかりませんでした。DUTYサイクルを連続的に変化させて回転数を変えたいのです。今後も調査は実施していくつもりですが、どなたかPWMモータ駆動回路を紹介していただけませんか?用途は趣味のホビーユースです。勝手ですが、以下の要望があります。
? できるだけ部品点数の少ないシンプルな回路にしたい。
? 本に載っていた「オペアンプ」は使わずに、74HC00や4011B、(可変)抵抗、コンデンサー等で作る簡易発振回路でまずは作りたい。
? IC出力を抵抗を通してダーリントンパワートランジスター(手元にある2SD1793や2SD1572)のベースに入れてモーターを回す。
? 発振周波数は10KHz20KHzにしたい。

要するにPWM制御の基本回路(試作をしたいので、できたら数値も含めて)をご紹介頂けたら大変うれしく思います。参考になるサイトでも結構です。よろしくお願い致します。

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー
2005/01/12 15:48
回答No.2

シンプルな回路と言うのはWeb上には無いようですので描いてみました。
以下のURLで確認してください。
書き方は素人風ですので突っ込み禁止!(かすれてる所もあり)

74HC00を1個だけ使ってPWM回路を作りましたが、値は入っていません。

原理は、先日の発振回路と同じですが、ダイオードでHとLに分離して
VRでそのデューティー比を変えられるようにしています。
トランジスタから2個分のゲートはバッファです。
R1,R2はショートしない程度に小さい物でOKです。

注意
1.検証してませんので動作は保証しません。あくまでもホビーユース
2.トランジスタなどの定格も確認してませんので、自己責任で使用してください。
3.各値は自分で計算してください。
  f=1/2.2RCで計算できますが・・・・
4.モータのon/offが制御に影響しないようにモータ電源は余裕を持つ
  また、大きめのコンデンサ(1000μ程度?)が必要になるかも?

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その他の回答 (6件中 1~5件目)

2005/01/13 18:46
回答No.6

対応が早すぎてビックリ!

> NCでもモータは廻りますが若干出力電圧が落ちました。

これは絶対にだめです。C-MOSでは入力を不定にすることは厳禁です。

ゲートの数の違いは論理の違いになります。
つまり、奇数で論理が反転し、偶数でまた元に戻りますので操作に差が出ます。
また、パルスの形状にも影響します。
バッファーを多くすればきれいな矩形波に近づきますが
無駄にたくさん入れる必要はありません。(1個と2個の差)

計算はピンポン!

動くと楽しいですよね。
頑張ってください!

お礼

2005/01/13 19:47

いろいろありがとうございます。
動くと本当に楽しいし、「電気」というものに感心もします。自分で作った試作回路が動かない場合もあり、その原因がわかった時も、「電気」の素直さに感心します。この頃、電気は川の流れのようだとつくづく思うようになってきました。趣味の電気工作で頑張っていますが、詳しくなるのは「秋葉原のお店情報」だけです!

質問者
2005/01/13 11:53
回答No.5

> ? 図中の「制御」というのはどういう意味ですか?

運転/停止を制御出来ると言う意味です。
Hで運転、Lで停止です。(抵抗は無くてもOK)
試してみてください。

> ? 4つのゲートを使ってありますが、3つではいけないのですか?4つの方がより安定するのですか。

ここは発振器の時と同じですので、少し考えてみてください。
ヒントは、以下を実験する(どれも回ります)
1.発振部(ゲート2個)から直接トランジスタへ
2.3個でやってみる。
3.3つの方法を比較する。
モータだから分かり難いかも知れませんが・・・
折角だから実験を通して勉強してみましょう。

> ? 図で一番左側のゲートの「制御」入力ではない方の入力とVRの中点の間に抵抗(例えば10K)を入れてある回路を見つけましたが入れる必要はあるのですか。

そうですね。その方がプロっぽいですね。
これも実験してください。

と言うことで、回路を提供しましたので実験結果の報告を待ってます。

give and take <ちょっとイジワル

お礼

2005/01/13 16:46

ご回答ありがとうございます。「give and take」はごもっともです。早速実験致しました。以下ご報告致します。(電源15V、モータ消費15V300mA)
◆「制御」できました。+で回転、-で停止しました。NCでもモータは廻りますが若干出力電圧が落ちました。
◆ゲート2つでも、3つでも、4つでもモータは廻りましたが、3つ使用のときはVRの操作が反対になりました。(2つと4つは同じ)
僅かな違いが感じられました。2つの時はモータの振動がほんの僅か大きく感じました。2つと4つの違いですが、VRを回し切った所で2つの時は出力が0,5Vでモータは僅かながら廻っていましたが、4つの時は0.1Vで完全に止まっていました。出力電圧が4つの時の方が若干落ちるようです。
3つと4つの違いはVR操作が反対になる以外は感じられませんでした。
◆10Kの有無の件ですが、これはほとんど差は感じられませんでしたが、10Kを入れた方が出力電圧が約0.1Vほど高くなりました。
 つたない実験で申し訳ありませんが、以上の事より、10K抵抗を入れ、ゲートを4個使用する回路がいいのではと思いました。
なお周波数の計算についてですが、お示し頂いた回路で2MΩのVRを使用しましたが、半分の1Mとして計算するのですね?

質問者
2005/01/13 09:13
回答No.4

速度制御するなら、
PLL方式が簡単で
確実です。

モータコントロール用
OKI MSM5814/7972
(ちょっと古いので確認は必要)
を使い、
外付け可変抵抗で周波数可変します。
小生はパワーオペアンプを使いましたが
TrでOKです。

モータは12V1AのDC+エンコーダ200パルス
です。

設定した基準周波数にたいし、
ゲイン調整だけできれいに制御できます。

基準周波の立ち上がりと、エンコーダのA相立ち上がり間だけパルス的に駆動します。
負荷が軽いとパルス幅が狭く、重くなるとパルス幅が広がり、回転サーボロックがかかります。
負荷により駆動パルス幅が自動的に変わる方式です。

ところで、なにを作られるのですか。
興味あるので教えてください。

お礼

2005/01/13 15:49

ご回答ありがとうございます。本内容、私の現在の実力からしてやや高度な内容であり、もう一つ理解しきれません。
「負荷により駆動パルス幅が自動的に変わる」というのには、すごいな、こんなのできたらいいな、とは思いますが、現在は基本的な事を理解するのに精一杯です。
ところでご質問の利用目的ですが、趣味の模型(プラモデルなど)に使うDCモーター(12V)の制御です。(秘密だったのですが・・・笑)。従ってゆっくり走らせる時のための低速トルクの重視のためPWMがいいと思ったのです。そんな訳であまり高度な回路はかえって必要ありません。それよりいかにしてシンプルな回路にするかが大事です。今後「自動的にモータ回転数を変化させる」という事について、ご教示を賜りたいと思っています。

質問者
2005/01/12 16:10
回答No.3

#2です。
大事なことを書き忘れていました。
参考回路では、デューティー比を完全に0%或いは100%にすることは出来ません。
抵抗値等の都合がありますが、595%ぐらいになるのでは?
ホビーユースなら問題のない範囲かと思います。

お礼

2005/01/12 19:09

いつも教えていただきまして、ありがとうございます。早速試作し、15V電源で実験してみました。
そうしたら、ちゃんと動作しました。感激!です。すごいですね。すぐに回路を作ってしまうなんて!。
R1とR2は共に5Kくらいを使いました。この抵抗値を上げるとモータは廻り出し、VRを回しきっても止まりませんでした。R1とR2の抵抗値を各々別の値に変えたらどうなるかはまだやっていません。どうなるのか興味のあるところです。
ところで、お礼の欄で申し訳無いのですがいくつか質問があります。
? 図中の「制御」というのはどういう意味ですか?(実験では12Vに10Kの抵抗をつなぎましたがいいのですか。)
? 4つのゲートを使ってありますが、3つではいけないのですか?4つの方がより安定するのですか。
? 図で一番左側のゲートの「制御」入力ではない方の入力とVRの中点の間に抵抗(例えば10K)を入れてある回路を見つけましたが入れる必要はあるのですか。(入れても表面上は変わらないように思えました。)
以上の点、ご見解をお聞かせくだされば幸いです。

質問者
2005/01/11 23:27
回答No.1

”PWM回路”でgoogleしてみてホビーユース向け回路を選んでみました
http://yoishot.hp.infoseek.co.jp/tech_rep/000226/
http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/contents/2004/TR200403.htm
http://www.ceres.dti.ne.jp/~kkimpara/robocon/note/circuit-design/pwm.html#e-pwm-select
http://www2.tokyo-ct.ac.jp/users/m/matsu/motoramp/pwmcircuit.html
http://homepage3.nifty.com/WEM/denkiya7.html
http://www.hobby-elec.org/pic6_93.htm
http://www.fsinet.or.jp/~tamuron/F_pwm.htm
http://japan.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/3028
http://www.kikaiken.org/lib/circuit/circuit.html
http://www.fcz-lab.com/d-amp.html

でもオペアンプ無しは無さそうですね
使ったほうが簡単と思いますが嫌な理由は?
やはりプラマイ電源が必要だからでしょうか
探せば片電源オペアンプも色々出てますよ

お礼

2005/01/12 09:57

いつもありがとうございます。たくさんのご紹介をいただきまして、感謝しております。
なぜ、オペアンプ無しかという理由は、
?当方趣味のホビーユースなので、最小限の希望性能(モーターの可変速のみ)が満足できれば、最小部品点数で作ってみたい。(おっしゃるようにオペアンプはプラマイ電源を作る必要があると思うから。)
?以前に4011B、セラコン、抵抗各1個、VR1個でDUTYサイクルを変化できる回路があったような記憶がある。
以上2点が主な理由です。
これからいろいろ勉強してみます。

質問者

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