ここ最近、ブログがソフトウェア的な内容ばかりで飽きてきたので今回は気分を変えてハードウェアのお話です。
「ステッピングモーター」はご存知でしょうか？
「知らないよ」という方はまず使用例をご覧ください↓
ここ近年３Dプリンターブームもあって自作や廉価商品用にステッピングモーターとその制御用モータードライバーが安く量産されているようです。
ステッピングモーターと混同されがちなのがサーボモーターですが、サーボモーターは回転角をモーター内部でフィードバックされて正確な角度制御するのに対し、ステッピングモーターはフィードバック機構が無いので動作は投げっぱなしです。その分コストを抑えられるという大きなメリットがあります。
ステッピングモーターの種類は大きく分けて２種類あります。
まず、理解しやすい１つめのステッピングモーターの基本的な原理です。
このような制御方法を「ユニポーラ制御」といい、ごく単純な回路で動作させることができます。このようなステッピングモーターを「バイファイラ巻きのモーター」と呼び、一般的にステッピングモーターから５本や６本の線が出ているタイプになります。
５本のタイプはGNDが１つ共有で使われており、他４本に＋直流電流を流すことでムービーのように制御が出来ます。
＜↑小型ユニポーラ制御用モーター＞
順番に直流電流を流すだけなのでFETとい部品で順番に制御してあげれば制御可能です。
＜↑FET＞
２つめのモーター。
前述の基本構造を踏まえ、次の動画をご覧ください。
ST ステッピング･モータの基本 (ePresentation - asian language)
こちらは、４つではなく２つの電磁石で制御していますね。
電磁石の極性が変わる、このような制御を「バイポーラ制御」と呼び、モーターは「モノファイラ巻きのモーター」と呼ばれており、一般的にステッピングモーターから４本の線が出ているタイプの物が多いです。
本来の制御は+-が入れ替わる「フルブリッジ回路」と呼ばれる回路を２つ構成する必用があるのでユニポーラ制御より遥かに難しいのですが、そんな制御回路を考えて組まずとも安価な「モータードライバー」が多数出ています（１つ２００円以下）ので３Dプリンターで普及しているものはこちらになります。
＜↑バイポーラ制御用モーター＞
＜↑モータードライバー＞
参考
モーターの内部構造は精密ですが単純ですので６線式のバイファイラ巻きのモーターから出ているGND線を使わずにモノファイラ巻きのモーターとして使用することも可能です。
その逆はモーター線をバラさないといけないので難しいです。
原理を押さえた上で、次回は部品の選択です。
ステッピングモーターの実験もご覧ください↓
