電子なページ ☆第4回

 ひさしぶりに更新した第4回。
 
 今回はRCサーボのドライブについて考えてみたいと思います。
 
 まず、RCサーボとはどういったものかというと、主にラジコンカーなどのステアリングに用いられているモータで回転角度を制御することが出来るものです。
 一般にRCサーボはバックラッシュはほとんどなく、4.8Vで3〜10kg-cmくらいのトルクを発生させることが出来ます。
 中にはデジタル制御で高速な応答や入力信号を保持したり、コアレスモータにより大きいトルクとこれまた高速な応答性を実現しています。

 ところで双葉電子工業(以降Futaba)製のRCサーボにはコードが3本あり、それぞれ赤が電源+、黒が電源−、白が信号線となっています。Futaba製以外のRCサーボもコードの色が違っていても同じ配列で互換性があります。

 さて、RCサーボにはどのような電源を供給して信号を出力してやればよいのでしょうか。
 まずは電源ですが、これはサーボの種類によって違います。一般的なS3003は4.8〜6.0Vです。
 信号線には下図のような信号を出力(サーボから見たら入力)します。

ぱるす
 
 上図の説明ですが、信号が立ち上がったところから次の立ち上がりまでの時間は8〜20ms程です。
 この辺は経験での値なので全てのサーボがそうであるという保障はありません。
 アナログサーボではこの時間を狭めたり長くしてやることによって保持トルクをコントロールできます。
 (デジタルサーボはよくわからないのですけど、多分、一定トルクになると思います。)
 
 また、Hレベルになっている時間がモータの角度の情報を持っています。
 一般に1〜2msで中心を0としたとき60度ずつ振れるようになっているようです。
 実際はもっとパルスを短くしてみたり長くするともっと動くようです。
 
 やっとここで電子回路に入るわけですが、マイコンを使うと極端に回路が簡単になります。
 しかし、今回はあえてアナログ回路で実現したいと思います。
 
 構成は下図の通りです。



 まずはじめにマルチバイブレータで約50Hz(20ms)程度の方形波をつくります。
 その方形波を微分回路とクランプ回路を組み合わせたような回路を通します。
 その信号を使ってワンショットマルチでサーボ信号を出力するようになっています。
 
 それらをまとめて書いた回路図は下記の通りです。



 2つあるICはタイマーICの555です。
 左側の555でマルチバイブレータをつくり、左上のコンデンサ→抵抗、ダイオードの部分が微分クランプです。
 右側の可変抵抗とその下のコンデンサの時定数でパルスの長さが決まります。

 この回路は実際に作った回路なのでそのうち写真を載せたいと思います。

 
2005 4.25 7700(ちっち)

第4回 おわり









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