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제 목 22. 모터 제어용 콘트롤러
첨부파일

 

                  각종의 모터 제어에 활용할 수 있는 범용의 콘트롤러입니다.
                  PIC16C73를 사용하고 있습니다.


범용 모터 제어 유니트

PIC로 모터 제어를 테스트하기 위한 제어 유니트
그리고, 모터 제어 외에 각종 인터페이스부를
실장하고 있습니다.



【개요】

PIC로 모터의 속도 제어나, PID 제어의 실험을하기 위한 콘트롤러
그리고, PIC16C73를 사용해, PWM 모터 제어, PC와의 시리얼 인터
페이스, 아날로그 센서 입력, 회전수센서 입력, 센스 스윗치 등
의 회로 블록을 함께 한 범용의 제어 유니트 d.


【구성】

전체의 구성은 밑그림과 같은 블록으로부터 구성되어 있어 각각,
PIC16C73가 가지고 있는 기능 블록을 활용하고 있습니다.






(1) PC 인터페이스부
  PIC16C73의 USA RT블록을 사용해, 외부부착에 MAX232A라고 한다
  편리한 IC로 RS232C의 인터페이스 회로를 부가하고 있습니다.
  
(2) 액정 표시기 인터페이스부
  다른 제작예에서도 사용하고 있는, 16 문자 2행 표시의 액정 표시기를
  전제로 한 패러렐 접속 인터페이스로, 제어 써브루틴
  도 다른 것과 공용하고 있습니다.
  인터페이스로서는, 범용이므로, 다른 목적으로도 사용한다
  일도 가능합니다.

(3) 센스 스윗치부
  4비트의 범용 센스 스윗치로서 사용 가능합니다만, 이번은
  4비트의 디지스잇치를 접속해, 0으로부터 F까지의 16 진수가
  입력할 수 있도록(듯이) 했습니다.

(4) 센서 입력부
  2 계통의 아날로그 입력과 역시 2 계통의 디지탈 입력이 있어,
  아날로그는, 범용 앰프로 약 1에서 5배에 증폭되고 나서,
  8비트의 A/D변환에 접속되고 있습니다.
  용도는 모터등의 전류 측정에 사용합니다.
  디지탈 입력은 범용 입력 포토와 타이머 0의 입력 포토에
  접속되고 있어 고속 카운트도 할 수 있고, 단순한 입력에도
  할 수 있습니다. 모터의 회전수검출이나, 위치 검출에 사용합니다.
  
(5) 모터 제어부
  PIC16C73의 2개의 CCP 출력이, MOS FET로 구성된 1조의
  H브릿지 회로에 접속되고 있어, 정회전, 역전, 정지의 제어와
  정/역각각의 회전수제어가 가능합니다.
  좀 더 궁리하면, 2조의 H브릿지로서 2개의 모터의
  회전수를 제어하는 일도 가능합니다.

【전체 회로】

상기의 구성에서의 전체 회로는 밑그림과 같이 되어 있습니다.
조금 큰 회로도입니다. PIC에는 PIC16C73A-JW로 프로그램
갱신 가능한 타입을 사용하고 있습니다.

아날로그 앰프에는 단전원으로 동작해, 0 V로부터 전원 전압까지의
출력이 가능한, LMC662A라고 하는 유효증폭기를 사용했습니다.
단, 입력은 반드시 0 V로부터 플러스의 방향일 필요가 있습니다.

클럭 주파수는, 최대 20 MHz까지는 동작합니다만, CCP의
쓰기상에서, 10 MHz로 하고 있습니다.

모터 제어용의 H브릿지에는, MOS FET의 N형과 P형의 상보형과
해, 모터용 전원을 거의 100%모터 제어에 사용할 수 있도록(듯이) 해
헛됨이 없게 하고 있습니다. 또, MOS FET를 사용하면(자), FET에서의 ON
저항을 낮게 할 수가 있으므로, 발열도 신경쓰지 않아도 됩니다.
이 페어 FET는 부하 전류가 5 A의 타입이므로, 모터 제어 부하
(으)로서는, 여유를 봐, 정상시 1 A정도를 최대로서 주세요.

【조립】

실제의 상기 유니트의 조립에는, 자작 프린트 기판을 사용하고 있습니다.
산하야트의 10 K타입(100×75 mm)의 감광 기판으로 들어갔습니다.
아직 조금 여유가 어느 정도이므로, H브릿지를 2 회로 구성으로 하면
좀 더 다양한 실험에 사용할 수 있을까하고 생각합니다.

【프로그램】

블록마다의 부분적인 테스트용 프로그램 샘플로 동작 확인을
했으므로, 그것을 설명합니다.

(1) 모터 제어 회로+센스 스윗치 회로
  테스트 프로그램의 동작은, 센스 스윗치의 4비트를 바이너리치와
  해 입력해, 홀수, 짝수에 의해 모터의 회전 방향을 반대로 한다.
  또, 동시에 체크용 발광 다이오드의 점등 소등도 반대로 한다.
  게다가 바이너리치에 비례한 모터의 회전수가 되도록(듯이) CCP를 설정
  해 모터를 제어한다.  세치기는 사용하고 있지 않습니다.

  상기 사양의 테스트 프로그램 소스입니다. 다운로드해 MPLAB로
  어셈블(assemble) 해 사용해 주세요.
  
   ★모터 제어 테스트 프로그램 

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