ステッピング・モータ駆動回路　回路説明

モータドライブ回路 ステッピングモータのコイルを駆動する回路です。コイル、コイル、コイル、コイルを駆動する回路がそれぞれあります。駆動する順番はＰＩＣのソフトで制御されます。 コイルの駆動にはダーリントン接続タイプのトランジスタを使っています。ダーリントン接続とは回路図を見て分かるようにトランジスタが２段接続されています。それによりトランジスタの増幅率はそれぞれのトランジスタの増幅率のかけ算になります。今回使用した2SD1209Kの場合、電流増幅率(hfe)は4000以上という値です。と言うことは入力が少し変化しただけで出力（コレクタ電流）が大きく変化することになり、制御信号の立ち上がり、立ち下がりを速くすることができます。 コレクタと電源の間に入れているダイオードはトランジスタの保護用です。トランジスタがＯＮからＯＦＦになるとモータのコイルには電流を流し続けようとして高電圧が発生します。その電圧による電流をダイオードに流すことによりトランジスタに高電圧がかかるのを防いでいます。 速度制御回路 モータの回転速度を制御する回路です。 RB7をＨレベルにするとTR1がＯＮ状態になり、コンデンサＣ１の電荷はトランジスタを通して流れ、コンデンサの両端の電圧はほとんど０Ｖになります。 RB7をＬレベルにするとトランジスタはＯＦＦ状態になり、コンデンサＣ１にはVR1およびR4を通して電流が流れ、コンデンサに電荷が貯まり始めます。電荷が貯まるにつれてコンデンサの両端の電圧は徐々に高くなります。この電圧の変化については「積分回路」を見て下さい。 コンデンサの電圧をRB5で検出します。ＰＩＣのソフトではRB7をＬレベルにした後、RB5をチェックし、RB5がＨレベルになるまでモータの制御を中断します。ですから、VR1を小さくしてコンデンサに電荷が貯まる時間を短くするとモータの制御は速く行われ、VR1を大きくするとモータの制御が遅くなります。コンデンサの値を変えることにより速度変化できる幅を変えることができます。 スタート／ストップ回路 モータを右回転、左回転または停止するための回路です。ノンロックのタクトスイッチです。スイッチがＯＦＦの時、ポートがＨレベルになるようにプルアップ抵抗器を使っています。RBポートには内蔵のプルアップ機能があるのですが、コンデンサの電圧検出にRB5を使っているので、内蔵のプルアップ機能は使っていません。コンデンサの電圧検出をRAポートで行えば、RBの内蔵プルアップ機能は使えます。今回の回路ではパターンの関係で、このようにしました。 発振器 高速動作は必要ないので４ＭＨｚのレゾネータを使用しています。 電源回路 この回路の目的はステッピングモータの電源が５Ｖ以上の場合、PICの電源電圧を５Ｖに抑えるためです。 今回使用したステッピングモータの動作電圧が約５Ｖなので電源電圧は＋５Ｖにしています。この場合、ＰＩＣに加わる電圧はレギュレータでの電圧降下（約１Ｖ）のため５Ｖ以下になります。PIC16F84Aの場合、動作電圧は２Ｖから５．５Ｖの範囲なので電源が３Ｖ位まで下がっても動作可能です。 100mAタイプで十分です。