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ステッピングモータ って? Stepper motor Pulse motor [ものづくり]

ステッピングモータについてお話していません?でしたので補足です。
(ご存知の方は読み飛ばして下さい。
○リエンタルモーター様が詳しいですね。リンクフリーではありませんのでしたので伏せ字ですみません)


基本原理は、
ステッピングモータ.gif
のように順番に電磁石の起動している位置を動かすことで中心の磁石=軸を回転させます。

以前のブラシモーターとの違いはというと、
ブラシ(整流子)が無いということと、磁石が軸についているということでしょうか?
ですが、ステッピングモーターも外部(内部につけることも可能ですが)にブラシをつけるとにた感じすることは出来ますし、
ホール素子とか磁力でスイッチするとブラシレスモーターとなるのでしょう?


上の図では4個の電磁石で1回転しますから1ステップ90°ということでしょうか?

市販のステッピングモーターは1ステップ1.8°が普通ですから、360/1.8=200で、
200個の電磁石が入っている・・・わけはありませんね。
作るの大変そうですし。

実際のステッピングモーターを分解すると、
ステッピングモータ.jpg
写真のモーターは1ステップ3.6°のものですが電磁石は4個です。

肝心なところは、軸の前後にずれた鉄の歯車と、電磁石の所の出っ張りです。
歯車の間に磁石が入っていて前の歯車がN極とすると、後の歯車がS極になるように作られているのですね。
そして歯の幅分ずれていることで、歯の数の磁石があるのと同じ作用を示すのです。

うまいこと考えたものです。

電磁石とどうやって引き合う(退け合う)か?ですが、

1ステップ3.6°とするためには、
隣り合う電磁石が、3.6°ずれている(この場合90+3.6°)位置に出っ張りを持っていけばいいのです。
そして出っ張りの幅は、歯車1つ分(小さいと効率悪そうです)より大きく、
2つ分より小さいくないといけません?

角度さえちゃんとしていれば構造は意外と簡単なのでした。
そして、結構パワフルです。
写真のモーターは、4×4cm×3cmですが1.5kg/cmものトルクがある?のです。
(12V160mA、静止トルク750g/cm)

ちなみにラジコンでよくある、
RS-380PHは適正負荷100g/cm、
停動トルク=950g/cm、でなんと14Aらしいです???
回転数はステッピングモータは・・・ですが。
なので380K10~380K300 のようにギヤダウンすると・・・


さて、モーターが単純な分、動かすために何かしらの工夫が必要です。

前日のようにモーターどうしを結線すると動かせますが・・・

手動でする場合、スイッチを順番に入れたり切ったりすればできます、
(ロータリースイッチを分解して作ると面白いですよ)
ステッピングモータードライバ.JPG
ですが普通は?こんな風にトランジスター4っつを並べて電気的に切り替えます。

一般的に使う場合には、ドライバICを使うのでしょう。
(PICとかのときにはノイズ対策でトランジスタを並べる方が好みです、
電気もあまり気になりませんしね)

ちょうどジャンク箱にSLA7052Mという石がありましたので、
試作しました。
ステッピングモータードライバ00.JPG
な感じです。
残念ながら10V以上必要なので、望遠鏡のドライバとして使用すると電池が大変そうです。

ついでに、感光基板もありましたので、
ステッピングモータードライバ01.JPG
部品面と、
ステッピングモータードライバ02.JPG
銅箔面です。

ちょっと古い感光基板でしたのでパターンが粗いのはご勘弁、笑

何かの参考になるかもしれませんのでマスクパターンをアップしておきます。
SL7052M_PCB_DSUB9P.png
150×100mm用です。
部品面ですから、裏返すのをお忘れなく。
上の写真とは異なり、Dsubで基板から引き出せるようにしました。

Full/HalfとSyncは使用しないことが多いのでGNDにおとしてあります。
このためノイズに弱いかもしれません。
(この手のトリガークロック動作物は1点アースを守らないと頻繁にエラーが出ますので・・・)
必要でしたらパターンカットで対応願います。

下は部品図で定数はマニュアル等でご確認下さい。
SLA7052M_部品.png

あっ、いつものようにマスクは自由にお使い下さい。
ちょっと古い石ですから入手が大変そうですが・・・(メーカーでは保守品?みたいですね)
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ステッピングモーター を 電池無しで動かしてみよう。 [顕微鏡・機材など]

モーターは発電機になることはご存じだど思います。
ブラシモーターはブラシモーターで動かせるのですね。

そこで、ステッピングモーターにステッピングモーターをくっつけると・・・
モーターガイド用のモーターを電気無しで動かせないかということですね。



ちゃんとまわりますね。
ですが小さい方から大きい方は無理のようです。
逆起電流とか抑制しないといけないのでしょうか?

このパワーではモーターガイドは動かせないですね・・・

何かの遠隔操作には使えそうですが。

(こういった動作をするモーターを、
「何とか○×モーター」というらしいのですが名称を失念してしまいました、
確か、操舵用???でしたでしょうか?ご存知??)

movの動画は下です。

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モーターガイド [顕微鏡・機材など]

モーター部分を忘れていましたので追加です。

ガイド01.JPG
あり合わせの材料で作りましたので、精度は出ていません。
ヘリカルが歪んでます・・・アルミが痛々しい?

ガイド02.JPG
一応、赤経軸(星の日周運動用)と、赤緯軸にモーターを取り付けています。
直結しましたので、大き目のモーターがいいかなっと。
結構パワフルです。

ドライバは、PICで簡単なものですね。
ガイド03.JPG
いつもながらスパゲッティ状態です。
1Aでも、赤経のみの駆動でしたら単三の2000mA/hですと1時間以上(2時間位)はもつ計算です。


赤経軸は1周24時間で、ウォームギア6回転で1時間分でしたので、
24×6=144歯です。

モーターは前出の通り、1ステップ1.8°ですから一周は200ステップです。
なので、10分(600秒)で200ステップ→3秒で1ステップとなるでしょうか?

極軸を合わせるとピタリと止まってくれるのでしょうか?
うーん難しいかなぁ。
ハーフステップとか必要かもしれませんね。
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