モーターのPWM制御

PWMとは

PWMとは、Pulse Width Modulationの略でパルス幅変調という。一定周期の中で出力がHIGHの長さとLOWの長さ比(デューティ比)で出力が決まる。

出力が5Vでデューティ比が25%であれば、出力は1.25Vになる。出力電圧は以下の式で求められる。
(出力電圧) = (最大電圧) × (デューティ比)
そのため、デューティ比が小さすぎると素子によってはデューティ比0％とあまり変わらない結果が得られるものもある。各素子の最低電圧などを確認すること。

モーターを回す

回路的には以下のようになっている。

モタドラICの動作電圧が12Vでマイコンからの信号の電圧が5Vか3.3Vなので電圧を上げる必要がある。それをフォトカプラ基板で信号のやり取りを行っている。また、PWMの周期を83[μs]に設定する。これはモタドラICの周波数が12[kHz]あたりがいいらしいからだ(モタドラICHIP4081AIPZ)。

フォトカプラによる動作の違い

フォトカプラ	部品	用途	向き
'TLP621'		ディジタルの変換	左下にある◯がマイコン側
'TLP521-2'		ディジタルの変換×2	左下にある◯がマイコン側または、角が削れている方がマイコン側
'PS9513'		PWMの変換	左下にある◯がマイコン側
'TLP250H'		PWMの変換	左下にある◯がマイコン側または、角が削れている方がマイコン側

注意点

• TLP521-2はPWMの変換と同じような大きさだが内部の配線ではTLP621が2個あるような配置になっている。PWMの変換には使用できないので注意。
• PS9513を標準とするとTLP250Hは出力が反転している。例えば、入力に0が入っている場合PS9513では出力が0だが、TLP250Hでは255が出力される。使用するフォトカプラに合わせてコードを書き換える必要がある。

左回りと右回り(正転と反転)

出力波形

参考

• Arduino（アルディーノ）電子工作の基本④ LEDの明るさを調節する
• STM32 HALを使ってPWM出力してみる