センサでモーターを回す

センサで動けの信号　回路

モーター　コントロール回路　でSWでモータードライブ（駆動）回路はできました。

 

 

SWで送るのはTrのベースをONにする程度の微弱な電流。
これがドライブ信号でモータが回る。。。

 

そのドライブ信号をスイッチからセンサへと電子回路らしく改良するわけですが、
その前に回路図には出てこない隠れた電子部品の種類や知識などについて

モーターコントロール回路　トランジスタ　と　スイッチ

モーターをドライブする回路を、単純にスイッチで　と　Trのスイッチング回路を使う回路がができました。

回路でコントロールする前に基礎的なところも。。

この２つの回路、どっちもスイッチ押したら回る　という同じ動作をする回路

 

　　　

一方は電子回路だとか言えたりするかもしれませんが注意と違いもあります。

 

 

スイッチの種類

 

SWで電力をONする左の回路と、Trの信号でONする右の回路
　SWをONは同じですが、SWに流れる電流は全く違います。

 

SWの回路の場合、エネルギーの電気をつないだり切ったりなので、そして　モータの動力の電気なのでかなりの大きさの電流をON、OFFします。

 

そういう場合にはスイッチ開閉のとき、スイッチの接点に火花が飛んだりする。
プラモ用の小モータでもパチパチやってると小さく火花が見えたりするんです。これは繰り返していると接点に負担がかかり黒くなったりして寿命も短いです。

大電流、、といってもこの場合は数百～１A程度ですが、１Aといえば弱電回路ではなかなか大きな電流で、身構える必要があります。

 

スイッチはON、OFFするだけの役割だと思って、モーターONでもLEDでも同じスイッチを使っているとダメになる。
最初はSWは　ON、OFFするだけなので何でも同じに思える

 

同じ役割の２つの回路ですが、SWの選択も違いを付ける必要がある。

 

電子部品のスイッチにも仕様があり、何Aまでの電流用　と役割が決まっていて、回路を作るにはこのへんの部品の選定も大事です。

 

小さな小信号用のSWでモータなど直接電気送るSWにしているとすぐ壊れます。
（部品でも用途で種類も違いも注意などもあるので、こういうところは電子部品の本とかで行き当たったとき知っといたら役立つ）

 

単に微弱な信号なら、左のタクトスイッチで事足りるし、微弱な電流に大きなプッシュスイッチは必要ない、、、

でも、回路の役割によってスイッチの操作感や使用感、なども考えるなら、あえて大きなSW・・・とか　役割や限界、使用法を知った上で使うのが最適です。

 

スイッチの違い

TrでONにする回路は、このように使えるSWの違いもでてきます。

 

1. 直接モーターをONするなら、１Aは流してもいいSWを使いたいです（大きな容量のSWが必要）
   
   
2. Trでなくて、リレーを使うなら、リレーで動かすようにして考えると。
   スイッチといえばこれがリレーですが。。。
   
   これを使っても　スイッチを押すというのをリレーにさせるだけであんまり変わりはないですが、リレーをONさせるコイル側の回路の電流は　リレーを知る　の例だと３０ｍＡに減ります 30mAなのでこれのスイッチだと、SWに流れる量はだいぶへります。（でも中にSWが入っている・・それはリレーの仕様で）
3. TrならSWには２mAぐらいまで流れそうなので　5mA程度あればいけそう
   

 

こんなふうにSWの選択も変わってくるのも知っておくといいです。

 

ドライブ信号　光センサ

微弱な電流を送れば、モータードライブ回路が受けて回る　ので、SWで　動け　の信号を送っていたのを　代わりに　センサでやります。

 

　　以前出てきた光センサ：CDS　を使います。

 

CDSでLEDを点灯でははTrをスイッチとして使い、簡単に点灯することができた。
これをモーターに換えるわけですが。。単純にはいかないところもあります。

 

ドライブ回路は出来ました。SW部分を取り去るだけ。
これでモータードライブ回路は　動け　の信号を待っています

 

　 1mA程度の　ドライブ信号で回る

 

ドライブ信号

以前の　光センサ回路の　光センサ　：　暗くなると　A　の電圧が上がる　という回路を　Trにつなぎます。

電源電圧を３Vに、抵抗R1を落として５kΩにしました。

 

暗くすると、Aの電圧は１．２V以上はでます。

直接つないでもモータは回りません。

 

トランジスタはベースに　ベース電圧0.65V　ぐらい　以上をかけるとベースに電流が流れ始めます。

LEDをONするのに使ったLEDドライブ回路の2SC1815　は　微弱なベース電流で良かったのですが、
このパワートランジスタは動かない・・・動かないというより、モーターを回せるだけの電力がでません。

 

 

もっと大きな電流を　動け信号　として送る必要がある。

 

信号を大きくする

LED点灯の場合は、直接、センサ回路につないでLEDを光らせるには微弱すぎ。
そして、センサ回路を変更すると、センサの明るさ感知の境までかわるので、微弱な電流のまま、Trをスイッチとして,そしてまたはオペアンプを使った。

また、オペアンプのボルテージフォロアで活力を付けて、LEDを点灯させました。

 

ボルテージフォロアでLED点灯

 

間にオペアンプなどを同様に入れることで
　センサ回路　→　オペアンプ　→　モータドライブ回路　
とLEDの点灯と同様の考えで動かすことはできるハズ。

その変更は、オペアンプ実験などがわかったらもうできると思います。

 

モータドライブ回路は動けの信号を待っている、そして１ｍA程度の信号で回る

LED点灯回路は電源が５Vですが、３Vで反応するように、CDSの分圧の抵抗を調節、
オペアンプからでる出力に抵抗を付けて、モータドライブ回路のTrへ１mA程度のベースを送り込むようにすると動くはずです。

 

こんなふうに間にオペアンプを使ってボルテージフォロアを使ったり、他にもオペアンプをスイッチの代わりのように使うコンパレーターなど、同様の原理でオペアンプの回路などを間に回路を入れたりして、

 

LED点灯では直接LEDに入れたオペアンプの出力を、ドライブ信号としてモータドライブ回路にいれることで転用が可能です。

またはTr使用でも、ウソ発見器のところのダーリントン接続などで、微弱なセンサ回路の出力を大きくすることができます。

 

１mA程度で回るモータドライブ回路は出来ているので、いろんな信号で尻叩いて、いろいろ動きモノ回路でも試してみましょう。

 

トランジスタのエミッタフォロア

エミッタフォロア

今回はちょっと違った回路を使ってみることに。

 

　トランジスタのエミッタフォロアを使いました。

 

役割は　オペアンプのボルテージフォロアと同様です。電圧は同じようでも活力を付けて出すというような回路なので、 ボルテージフォロアで実験して役割を体感した方がわかりやすいです。

 

役割は同様ですが、エミッタフォロアは、オペアンプのボルテージフォロアほどには正確にはなりません。

 

エミッタフォロアを使った回路例

 

　ボルテージフォロアと同様に間に入れているだけです。
（Tr一段目の側をエミッタフォロアにしている）

 

CDSへの光のあたり具合でモータの回転が変わるのが実験できます

これで、光センサ-モータドライブ回路　はでき、ドライブ信号　と　ドライブ回路　に分けて考えたのですが、CDSでLED点灯と較べてもなんか原理はあまり進歩していません。

Trのエミッタフォロアが出てきたけど、ボルテージフォロアと役割はあまり変わりませんが　センサ→ドライブ回路　をつなぐ一例として。

モータドライブ回路は１ｍAと少し大きめの電流になるので、センサ回路でモータドライブ回路を回すことができました。