iRobotLab
開始行:
[[ゼミのお話/ロボット工学者養成所]]
#contents
----
*原理・読み物 [#ia27730f]
**モータをスイッチで動かす [#i7aad0d2]
#ref(hand-switch-motor-driven.png,zoom,30%)
-モータをスイッチで制御する場合，(a)か(b)の形となる．ちな...
-(a)と(b)の違いはモータの前にスイッチがあるか後にスイッチ...
**モータを正逆回転できるようにスイッチを考える [#g7820cde]
-モータを正回転および逆回転できるようにするためには，電圧...
***±Vcc使える場合 [#t5811cb1]
#ref(T-bridge-motor-driven.png,zoom,30%)
-モータ駆動電圧として，正負異なる電源を使える場合に上記図...
***+Vccしか使えない場合 [#q266a825]
#ref(H-bridge-motor-driven.png,zoom,30%)
-上記回路は，Hブリッジ回路と呼ばれるものである．モータの...
|SW1|SW2|SW3|SW4|機能|
|OFF|OFF|OFF|OFF|ブレーキ|
|ON|ON|OFF|OFF|ブレーキ|
|ON|OFF|OFF|ON|モータの左から右へ電流が流れ，正回転(とす...
|OFF|ON|OFF|ON|モータの右から左へ電流が流れ，逆回転|
|ON|OFF|ON|OFF|モータの左側のラインが短絡！危険！この設定...
|OFF|ON|OFF|ON|モータの右側のラインが短絡！危険！この設定...
-欠点としては，ちょっと複雑．部品点数が増えてしまう．イコ...
-ただし，最近ではHブリッジ回路に様々な保護回路がくっつい...
**電気信号で操れるスイッチ一覧 [#kc62de02]
-モータの制御を考えると，PC・マイコンの出力ポートをモータ...
-その理由は，「電気の使い方」が違うからである．モータを駆...
-そこで，PC・マイコンからの出力信号をもとに大電流を制御す...
***リレー [#q2b80d33]
***トランジスタ [#yc5c62c3]
-電流-電流制御．ベースに付与した電流(小)によってエミッタ...
-大電流を制御するためには，制御用のベース電流も結構いる．...
***FET [#x67bc361]
-電圧-電流制御．ゲートに付与した電圧によってドレイン・ソ...
-制御対象の回路(ドレイン・ソース関連)と制御用の回路(ゲー...
--とも言えない気がしてきたのでペンディング．
-トランジスタに比べて応答速度がはやい
--ときいた記憶がある．要確認
**FETの理解 [#df1b6ec3]
***理解のために．正孔と電子 [#db181f16]
-(古典物理からの見方)
-電子:原子核の周辺に存在するマイナスの電荷をもった粒子で...
-正孔:元来あるはずの場所に電子がない場合を考える．電子が...
#ref(current-electron-positive-hole.png,zoom,70%)
***アバウトな動作原理 [#s93c9f51]
-FETはゲートにかけた電圧でドレイン・ソース間の電流を制御...
-p型FETは正孔をキャリアとするので，ソースからドレインに電...
-n型FETはその反対で，ドレインからソースへ電流が流れ，ゲー...
#ref(fet-outline.png,zoom,70%)
***MOS FET [#xe616d7c]
-MOS型のFETの図記号は以下のようになる．
#ref(mos-fet.png,zoom,70%)
***MOS FETの使い方・基礎前 [#ea698adf]
-基本的にはドレインに負荷をつなげる．
--起動電圧(Vgs)の安定化のため？
#ref(mos-fet-D-load.png,zoom,70%)
***MOS FETの使い方・基礎 [#ea698adf]
-最も基本的な回路は以下となる．
--R1はゲートに過度な電流が流れないように制限するものであ...
--R2は挙動の安定を図るものである．ゲートが接続されていな...
#ref(mos-fet-D-load-with-R.png,zoom,70%)
***Vgs(信号電圧)の決め方 [#d6bf5cbc]
-スイッチとして使う場合にはオーム抵抗領域で使用する．
--2SJ334の場合には，Vgs=6V以上
---データシートより -20 < Vgs < 20
#ref(ID-VDS.png,zoom,70%)
***R1の決め方 [#te9b1f7c]
-とりあえず 5kΩ
***R2の決め方 [#m65f5d25]
-とりあえず 20kΩくらいで
***放熱設計 [#y8b61e68]
-とりあえずほっとく
**FETによるモータ駆動 [#e3c902fc]
***FETによるHブリッジ回路 [#a319f2b3]
-最終的に作成するHブリッジ回路は以下のようになる．
#ref(H-bridge-circuit-diagram.png,zoom,35%)
*実験・ブレッドボード [#g38200ce]
**Hブリッジ回路の自作 [#x4d4883a]
-参考画像1
--トランジスタのみで実装してみたもの
---製作者:みやざきん
---写真家:北山直樹
#ref(P5100086.JPG,zoom,10%)
***回路の駆動テスト [#re9ec89c]
-モータを繋げ，入力に応じて動いているか確認する．
-たまにICを触って熱くなっていないか確かめる．
--熱くなっていると，短絡などおかしい可能性が高い．
**モータドライバICを使用した回路の作成 [#v569c1d2]
-モータドライバICはHブリッジ回路に加え過電流に対する保護...
-モータドライバICの有名どころ
--TA7291P
**ユニバーサル基板によるHブリッジ回路の実装 [#i8d46158]
***回路の駆動テスト [#ef88ae4a]
終了行:
[[ゼミのお話/ロボット工学者養成所]]
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*原理・読み物 [#ia27730f]
**モータをスイッチで動かす [#i7aad0d2]
#ref(hand-switch-motor-driven.png,zoom,30%)
-モータをスイッチで制御する場合，(a)か(b)の形となる．ちな...
-(a)と(b)の違いはモータの前にスイッチがあるか後にスイッチ...
**モータを正逆回転できるようにスイッチを考える [#g7820cde]
-モータを正回転および逆回転できるようにするためには，電圧...
***±Vcc使える場合 [#t5811cb1]
#ref(T-bridge-motor-driven.png,zoom,30%)
-モータ駆動電圧として，正負異なる電源を使える場合に上記図...
***+Vccしか使えない場合 [#q266a825]
#ref(H-bridge-motor-driven.png,zoom,30%)
-上記回路は，Hブリッジ回路と呼ばれるものである．モータの...
|SW1|SW2|SW3|SW4|機能|
|OFF|OFF|OFF|OFF|ブレーキ|
|ON|ON|OFF|OFF|ブレーキ|
|ON|OFF|OFF|ON|モータの左から右へ電流が流れ，正回転(とす...
|OFF|ON|OFF|ON|モータの右から左へ電流が流れ，逆回転|
|ON|OFF|ON|OFF|モータの左側のラインが短絡！危険！この設定...
|OFF|ON|OFF|ON|モータの右側のラインが短絡！危険！この設定...
-欠点としては，ちょっと複雑．部品点数が増えてしまう．イコ...
-ただし，最近ではHブリッジ回路に様々な保護回路がくっつい...
**電気信号で操れるスイッチ一覧 [#kc62de02]
-モータの制御を考えると，PC・マイコンの出力ポートをモータ...
-その理由は，「電気の使い方」が違うからである．モータを駆...
-そこで，PC・マイコンからの出力信号をもとに大電流を制御す...
***リレー [#q2b80d33]
***トランジスタ [#yc5c62c3]
-電流-電流制御．ベースに付与した電流(小)によってエミッタ...
-大電流を制御するためには，制御用のベース電流も結構いる．...
***FET [#x67bc361]
-電圧-電流制御．ゲートに付与した電圧によってドレイン・ソ...
-制御対象の回路(ドレイン・ソース関連)と制御用の回路(ゲー...
--とも言えない気がしてきたのでペンディング．
-トランジスタに比べて応答速度がはやい
--ときいた記憶がある．要確認
**FETの理解 [#df1b6ec3]
***理解のために．正孔と電子 [#db181f16]
-(古典物理からの見方)
-電子:原子核の周辺に存在するマイナスの電荷をもった粒子で...
-正孔:元来あるはずの場所に電子がない場合を考える．電子が...
#ref(current-electron-positive-hole.png,zoom,70%)
***アバウトな動作原理 [#s93c9f51]
-FETはゲートにかけた電圧でドレイン・ソース間の電流を制御...
-p型FETは正孔をキャリアとするので，ソースからドレインに電...
-n型FETはその反対で，ドレインからソースへ電流が流れ，ゲー...
#ref(fet-outline.png,zoom,70%)
***MOS FET [#xe616d7c]
-MOS型のFETの図記号は以下のようになる．
#ref(mos-fet.png,zoom,70%)
***MOS FETの使い方・基礎前 [#ea698adf]
-基本的にはドレインに負荷をつなげる．
--起動電圧(Vgs)の安定化のため？
#ref(mos-fet-D-load.png,zoom,70%)
***MOS FETの使い方・基礎 [#ea698adf]
-最も基本的な回路は以下となる．
--R1はゲートに過度な電流が流れないように制限するものであ...
--R2は挙動の安定を図るものである．ゲートが接続されていな...
#ref(mos-fet-D-load-with-R.png,zoom,70%)
***Vgs(信号電圧)の決め方 [#d6bf5cbc]
-スイッチとして使う場合にはオーム抵抗領域で使用する．
--2SJ334の場合には，Vgs=6V以上
---データシートより -20 < Vgs < 20
#ref(ID-VDS.png,zoom,70%)
***R1の決め方 [#te9b1f7c]
-とりあえず 5kΩ
***R2の決め方 [#m65f5d25]
-とりあえず 20kΩくらいで
***放熱設計 [#y8b61e68]
-とりあえずほっとく
**FETによるモータ駆動 [#e3c902fc]
***FETによるHブリッジ回路 [#a319f2b3]
-最終的に作成するHブリッジ回路は以下のようになる．
#ref(H-bridge-circuit-diagram.png,zoom,35%)
*実験・ブレッドボード [#g38200ce]
**Hブリッジ回路の自作 [#x4d4883a]
-参考画像1
--トランジスタのみで実装してみたもの
---製作者:みやざきん
---写真家:北山直樹
#ref(P5100086.JPG,zoom,10%)
***回路の駆動テスト [#re9ec89c]
-モータを繋げ，入力に応じて動いているか確認する．
-たまにICを触って熱くなっていないか確かめる．
--熱くなっていると，短絡などおかしい可能性が高い．
**モータドライバICを使用した回路の作成 [#v569c1d2]
-モータドライバICはHブリッジ回路に加え過電流に対する保護...
-モータドライバICの有名どころ
--TA7291P
**ユニバーサル基板によるHブリッジ回路の実装 [#i8d46158]
***回路の駆動テスト [#ef88ae4a]
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