DCモータの駆動

モータを駆動するには，大きな電流を流す必要があるので，PICに直接モータを接続することはできない．(接続しても電流が足らず，回らない)．そこで，モータを駆動する専用のIC（モータドライバ図1）を利用し，モータを駆動する．PICからモータドライバに信号を出し，モータドライバはその信号に従ってモータを駆動する．

図1．使用するモータドライバ(TA8440)(詳細は左のデータシート参照)

モータドライバへの信号は，BRAKE(ブレーキ)，CW/CCW(正転/逆転)，PWMの3つの信号である．それぞれがPICのC0，C1，C2に接続されている(図4.)．

各信号の働きは次の通り．

・モータドライバのBRAKEに0を出力すると，モータが止まる．1を出力すると回る．

・モータドライバのCW/CCWに0を出力するとモータが正転し，1を出力するとモータが逆転する．

・PWM信号は疑似的にモータにかける電圧を調節する．

<<ここでPWMとは？>>

PWMはPluse Width Modulationの略で，パルス幅変調を意味する．パルス信号のONとOFFの幅を調節することで，疑似的に印加する電圧を調節する．

周期一定のパルス波形の1と0の時間を変化させ，パルスが1の時にだけモータに電圧を印加する．1の時間が長ければ(0の時間が短ければ)，モータの回転数は大きく，1の時間が短ければ(0の時間がながければ)，モータの回転数が小さくなる．この周期一定のパルス波形の周期に対する1の時間の割合をデューティー比と呼ぶ(図2参照)．

正論理の場合(1の場合にモータに電圧をかける)，デューティー比が大きいほど(図3参照)モータは早く回転する．負論理(0の場合にモータに電圧をかける)の場合は，デューティー比が0に近くなるほど，モータの回転数が大きくなる．論理の正負はモータドライバの仕様によって異なる．今回使用するモータドライバは，PWMに負論理を採用しているため，デューティー比が0に近くなるほど，モータの回転数が大きくなる．

図2．PWM信号とデューティー比

図3．デューティー比の大小の例

したがって，これら3つのピン(BRAKE，CW/CCW，PWM)の値(0か1)を変えることでモータの動きも変わる．

図4.Servo Zero1の入出力ピンの使用状況

モータ駆動のためのプログラム

１．PWMの初期設定（プログラムの最初に一回だけ記述する）

　　　モータのスピードを調節するためのPWM信号を発生させる準備を行う．PWM信号はPICのC2から出力され，モータドライバへ伝えられる．

// PWMの設定 //

setup_ccp1(CCP_PWM);

setup_timer_2(T2_DIV_BY_16,0xB0,1);

set_pwm1_duty(255);

　　<<解説>>

　　1行目：PICのCCPモジュールをPWMとして使用するための宣言(通常このまま記述．おまじないと考えればよい)

　　2行目：PWM信号を生成するためのタイマの設定(通常このまま記述．おまじないと考えればよい)

　　3行目：デューティー値の設定．デューティー値を255段階で記述．0で最大回転数，255で最低回転数(停止)．安全のため最初は255(停止)を設定

　２．モータ動作の初期設定(回転方向とブレーキの解除) （必要に応じてプログラムの中で記述）

output_high(PIN_C1); //モータの回転方向

output_high(PIN_C0); //ブレーキを解除

　　<<解説>>

　　1行目：回転方向を決定するため，C1に1(high)か0(low)を出力する．C1にモータドライバのCW/CCWが接続されているため．

　　2行目：ブレーキはモータドライバのBRAKEピンが0のときに有効になるので，C0(モータドライバのBRAKEピンに接続されている)を1(high)に設定し，ブレーキを解除した．

　３．デューティー値の変更(モータのスピードの変更) （必要に応じてプログラムの中で記述）

　　set_pwm1_duty(128);

<<解説>>

　　初期設定の3行目と同様．引数の値(カッコの中の値)を変更することで，モータの回転数を変更できる．0が最大で，255が停止．

直接数値を指定するのではなく，変数を用いることができる．

例えば，int型の整数dataに何かの値が入っていたとし，その値を利用し，デューティー値を設定する場合は，

set_pwm1_duty(data);

とすることができる．