モーターコントロール回路（動きモノ編）

動きモノの制御の素を取り上げます。
モーターなどを動かす原理となる回路の電子制御の基礎回路部分で動作をコントロールするときの回路知識

モーターを回すには

モーターを回すモーターコントロール（モーター制御）には、いろんな部分が含まれています。

動きモノのモータを制御する回路の方法の素（もと）となる回路知識について

動きのモノの原動力はモータです。
力の原動力になるものはアクチュエータなどとばれ、種類により、回転のモータ、磁力、エアー圧で駆動する圧縮空気（コンプレッサー）などが代表的に使われるようですが、一番多用されるのがモータです。

そのモーターの回転制御については

1.ON、OFFさせる: 単純に　回転させる、させない　の制御
2.回転数のコントロール、回転の勢い
3.回転角度制御: ぶんぶん回る回転ではなく回転角度を制御

このうちの　ON、OFFの制御をします。

モーターON、OFF制御

モーターをON、OFFする、回す、やめる、のモーター制御。

モーターを回すには　プラモなどでプラモの小モーターを電池で回すように　このように電池につなぐと回ります。

モーター回路1

モーターをON、OFFして回転させたり、やめたりの制御として、まずは　スイッチでの制御　　（配線の間にスイッチを付ける）

モーターsw回路

　すごくわかりやすい、よくある回路ですが、これもモーターコントロールの回路ですね。

そしてもう１例

トランジスタをて使ったスイッチングのトランジスタの回路です。
すでに出てきたトランジスタの原理を使い、これをスイッチのように使うスイッチング利用の回路です。

トランジスタを使った

スイッチング　モーター制御回路

上のSWの回路とこのトランジスタの回路　２つを見ると　SWの回路は誰が見ても何をするのかわかる。

トランジスタの回路は、原理を知らない人が見ると、途端に　電子回路！　に見えて　難しいように思いますが、単純にスイッチを押したらモータが回るという同様の回路なだけです。
トランジスタの動作を知っているだけでこの回路は単純な回路だとわかる　これだけで回路を恐れなくてもいいですね。

二つとも、単純にスイッチを押したらモータが回るという回路で、全く目的が同じ回路。

でも、同じ動作をさせるこの２つの回路には　決定的な違い　があります。

スイッチとトランジスタスイッチングの違い

それはトランジスタの回路は信号で命令が伝わっていること。

SWの回路は　わかりやすいんですが　よく流れを考えると
モーターを回すエネルギーの電源の接続を遮断しています。動力源のエネルギーがないのではモータは回ることができない　という根本から食料を断って干上がらせる兵糧責めのような原理

トランジスタの回路は　Ｔｒへのスイッチの口火となるベース電流をON、OFFさせていますが、モーターに電源はつながったままです。
ベースはすでに出来てきたように、非常に微弱な電流です。この微弱な電流を送る、断つことでモータをコントロールでしています。

この２つの回路違いは　信号でコントロールする違い　と見えそうです。

電子回路と電気回路の違いは　明確な定義ないみたいです。
（モータ　と　モーター　とかは学会では最後の延ばすのは付けない定義らしい）

　　　回路がわかる本　の　電子回路入門講座の本に
信号の概念があるものが電子回路　と説明されていて　なるほど　と思いました。

これでいくと
SWの回路は　電気回路
トランジスタの回路は　電子回路　　になりますね（いわれてみるとそんな気がするというかんじです）

ドライブ回路

トランジスタのスイッチング回路　のところで　ドライブ回路というものが出てきました。
LEDドライブ回路なら　こんな回路になります。

このベース部に　”働け”の命令（信号）が来るとLEDが働くドライブ回路

ドライブ回路の部分だけ見ると

スイッチング回路部抜き出し　　こんな回路になります。

この回路は　いつも信号入力を待ちかまえている、信号が来るとLEDをドライブさせるというドライブ（駆動）部分だけを取り出したもの。

すると、残りのこっちがドライブさせる信号回路になります。

スイッチング回路-ベース部　単なるスイッチだけになります）

実際のモータードライブ回路

モータードライブ回路の原理

トランジスタでスイッチを入れるとモータが回る回路を作ってみます。

これはトランジスタでLEDドライブ回路

トランジスタでモータードライブドライブ回路にします

このような回路になります

LEDと抵抗（ドライブ対象）がモータに変わった程度です。トランジスタの種類や抵抗値はまだ不明（以前使っていた2SC1815は使えません）

トランジスタのスイッチングでドライブ対象のLEDやモータの電源をON、OFFする回路ですが、ドライブする　モーター　と　LED　では電流がまるで違います。モータは状態によって刻々と流れる電流が変わる扱いにくい対象です。
モーターに流れる電流はプラモデル用の小モータでも最大で１A以上は見ておいた方がいい、確か2SC1815は150mAまでです。こんな小トランジスタでモータ回していると大電流でトランジスタは壊れてしまいます。
（突発的な変化を防ぐのにモータ横にフライホイールダイオードが入っています。　コイルのところ参照）

この回路に、実用できる部品を当てはめ、モータードライブ回路を作る

トランジスタは大電流用が流せるパワートランジスタを使います。

モータードライブ回路

ベース側の抵抗ですが、これもLEDドライブのをそのまま10kΩと安易にはできません。パワートランジスタは流せる電流が大きく代わりに、一般にONするベース電流も大きくなる。
もう少し大きなベース電流を流すように抵抗値を下げる。。

　R=2kΩ

　Tr　：　2SD2012

　ダイオード　：1N4007

　モーター　：　マブチRE140

　Ｖ　:　汎用電源３Ｖ

トランジスタは　３A（ピーク５A）まで使えるので十分余裕があり壊れることはないでしょう

ベース抵抗は　2kΩで

実測は　Ib=1.1mA
Ic=250mA

これでできました。

1.5～2mA程度のベースを流せばモータはいっぱいのフル回転になりそうです。

これで動けの信号を、スイッチをONするとトランジスタに伝える　というモータードライブ回路が出来ましたが、直接スイッチをつないだSWの回路とスイッチを閉じたらON　で動くという意味ではいっしょです。

続いて、モーター回転速度をコントロールする回路を作ります。

モーターコントロール回路（動きモノ編）