名称 MIRS1401 モータ制御ボード改良提案
番号 MIRS-DSGN-0002

版数 最終更新日 作成 承認 改訂記事
A01 2014.10.27 眞野 初版
A02 2014.11.10 宇佐美 回路・実装図および一部文章の訂正
A03 2014.12.8 宇佐美 大沼先生 モータドライバを変更した理由を明文化

目次

1. はじめに
2. 主要な変更点
3. 回路図
4. 部品表
5. 実装図
6. 添付ファイル
7. 関連リンク



1. はじめに

本ドキュメントは、新規開発するMIRSに用いるためのモータ制御ボードの改善案について記したものである。

2. 主要な変更点

本チームでは、モータ・モータドライバの選定に際して、MIRS機体を想定した負荷に対する各モータの挙動を調べた。この結果をMIRS1041 標準モータ試験報告書に示す。
これより、旧モータ3633では負荷に対して十分な回転速度を得られないと判断し、新モータ380を使用することを決定した。また、380が消費する電流は定常状態で3A程度であったため、連続電流定格が1Aである現行のモータドライバTA7267BPを使用することはできないと判断した。
これに代わって、新規作成するモータ制御ボードでは、連続電流定格が3AであるモータドライバTA8429HQを採用する。このドライバの特徴を以下に示す。
TA8429HQは、制御側の動作電圧として7V以上を必要とするため、これに合わせて回路を一部変更する。バッテリの定格電圧が7.2Vであることから、バッテリから安定して7Vを供給するのは難しいため、制御側の電源には9Vの角型電池を用いる。一方で、駆動部の電圧は6Vで足りるため、今まで通り電源ボードから直接接続する。
また、モータドライバの発熱および、放熱板の取るスペース、9V電池を置くスペースを考慮して、基板を2枚に分ける。

3. 回路図

基板は2枚構造になっており、CN2から左側を基板A、CN3から右側を基板Bとして分けて実装する。CN2とCN3をフラットケーブルで接続して使用する。なお、9V電池の電池ボックスは配置の都合上基板Bに置くが、電池スナップは基板Aに接続する。これは、破損の可能性が特に高い素子はモータドライバIC3であると予想し、修理の観点からこれを実装している基板Bへ半田付けする部品の数を減らすためである。

図1 改良したモータ制御ボードの回路図

4. 部品表

表1 部品表
記号品名・規格数量備考
IC1オープンコレクタバッファ 74LS071
IC2フォトカプラ TPL504A1
IC3モータドライバ TA8429HQ1
R1・R2330Ω 1/4W 炭素皮膜抵抗2
R3・R41.1kΩ 1/4W 炭素皮膜抵抗2
C110μF 電解コンデンサ1
C2・C347μF 電解コンデンサ2
CN1MOLEX 4pinコネクタ1
CN2・CN3MOLEX 5pinコネクタ2
CN4・CN52pinコネクタ2
-006P 9V角型乾電池1
-9V角型電池用電池ボックス1
-電池スナップ1
-8pin DIPタイプICソケット1IC2取付用
-14pin DIPタイプICソケット1IC1取付用
-ピンヘッダ適宜試験時のプローブ取付用
-放熱板 46×25×17mm1IC3放熱用
-ユニバーサル基板 95×72cm2

5. 実装図

図2における太線部は、基板の表側に導線を取り付けて接続する。図3における破線部は、大電流が流れるため太い導線で直接接続する。


図2 基板A実装図


図3 基板B実装図

6.添付ファイル

7.関連リンク


沼津工業高等専門学校 電子制御工学科