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 ■ダイソーリューターコントローラー /製作記 その4

☆このエントリーは「ダイソーリューターコントローラー/製作記その3」の続きです。
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だらだらと続いていたこのネタも、今回で本当の終了となりそうです。(^^;)

他の回路を作って遊んでいて、リューターコントローラーに使っている秋月さんの『DCモータ・コントローラキット』のFETを交換すれば、ダイソーリューターも本来の6Vで駆動させる事ができるのでは?と言う事に気が付き、FETを2SK2231に交換いたしました。Test03

タイマーIC555のPWM制御回路で、既にこの2SK2231を使ってダイソーリューターを駆動する事に成功してましたので不安はありませんでしたが、やっぱり6Vで駆動できる事を確認するとホッとしますね~♪

555の回路の調子がホントに良かったので、いっそコントローラーの回路自体も交換しようかと思ったのですが、そのままコントローラーキットを使うことにしました。

秋月さんのDCモーターコントローラーは、モーターの回転数の変化を入力側にフィードバックする構成になっていますので、リューターのように使用中に負荷が変化していくモーターを駆動する場合は、555の回路よりもコントローラーキットの方が負荷がかかっても回転数が安定するのではと思いまして。Dcm001_2
(実際、このコントローラーでリューターを使っていると、電池直結よりもトルクが増したような気がします。)

FETの他にもダイソーリューターコントローラー/その2で9Vで駆動させる為に一部の抵抗を交換してましたので、それらをまた元々の抵抗値のものに戻しました。

抵抗値を変える前に9Vで駆動させた時に低速側でウォン、ウォン、と、うねる様にモーターの回転数が一定しなかった事を思い出し、FETを交換したら後なら同じ条件でどうなるか試してみたところ、モーターのうねりは確認できませんでした。

やはり全ての原因はキット付属のFETだったんですねぇ。
効率の悪いFETに消費電流の多いモーターを繋いだ時、回転数のフィードバック回路が悪い影響を与えていたのかもしれません。


しかし、今から思えば6Vではリューターが動かず9Vでは動く事に気付いた時が分水嶺でしたねぃ(^^;)

この時、9Vで動くようにまとめる方向ではなく、9Vでは動いて何故6Vで動かないのか、その原因を探るべきでした。
そうすれば555の回路作成でFETの事を調べた時のように、FETの性能の悪さを疑う事ができたはずですし、こんなに遠回りする事も無く、このエントリーも無かったはずです。(苦笑)

もし秋月さんのキットを作ってみようと思われた方は、一緒にモータードライブ用のFETを購入されて、キット付属のFETを交換された方が良いかもしれませんよ~

どのFETを選択されるかはそれぞれの判断によるとは思いますが、私と同じような用途を考えられているなら、東芝の2SK2232あたりが1個100円ですので個人的にはオススメです。(参考:2SK2232データシート /PDFファイル)

Dcm011電池ボックスも単三6本のものからキットに付属していた4本のものに交換して、三端子レギュレターの電源回路も取り外しました。

5V出力の三端子レギュレターもあるのですが、12VのACアダプターを使うと電圧差が7Vにもなり、素子がかなり発熱する事が予想されたので、無理してコントローラー内で電圧を変換するより、ACアダプターを使うなら素直に6V出力のものを買ったほうが良いだろうと。

しかし、電池ボックスを小さいものに変えて電源回路も取り外すと、最初に組み込んだ時のような無駄の無いびっちり感から一転してケース内がスカスカです。(^^;)

・・・この構成なら最初に予定してた小型のケースに収められたじゃん!
。・゚゚・(≧д≦)・゚゚・。


私の知識不足からゴールまでにかなり遠回りをする事になってしまいましたが、最終的には充分満足できるものができました。

しかし、このネタを4回も引っ張る事になるとは最初は思いもしませんでしたねぃ。(^^;)

ま、今回の工作ではいろいろな事が学べましたし、リューターの回転数をコントロールするという目的以上に、得るものが多かったので大満足です♪


電子工作はプラモデル作るのとは又ちょっと違った楽しみがあって、今回は久々にその面白さに触れる事が出来ました~
また模型作りと並行して、これからは電子工作も楽しんでいきたいと思います♪

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コメント

こんにちは。
最近、大型のDCモーターコントローラのスピードコントロールに興味をもってネットサーフィンしてるところ、ここにたどり着きました。

RS-380PHと540-SHのコントロールを考えてます。
注意書きを読むと、
DC Motor Controller 2PK2400 をニッスイ電池で使う場合、電圧が足りないかもとのことで、
ニッスイ電池5-6本に増やして使うことを考えています。
この場合、過電流は平気だと思いますか?
fetはキットのままで大丈夫ですよね?
もちろん自己責任で改造します。

投稿: ともとも♪ | 2015年10月16日 (金) 03:40

ともともさん、はじめまして。
最近殆ど更新の無い(^^;)当ブログへようこそ!

>DC Motor Controller 2PK2400 ニッスイ電池で使う場合、電圧が足りないかもとのことで、

久しぶりに秋月さんのサイトで2PK2400とデータシートを見ましたところ、キットに使用されているFETが私が買った時の2SK1010ではなく、2N60と言うものに変わってました、

このFETのデータシートを調べてみたところ、on抵抗が3.8~5Ωと、かなり性能の低い2SK1010の1.2Ωより3倍も高い低性能な値でしたので、内部抵抗の低い充電電池ではモーターの始動時に必要な電流量を確保できない為にその注意書きが付け加えられたのだと思われます。

またこの2N60と言うFET、電流容量が2Aしかありません。

DCモーターは停止状態から電流が流れて回転し始める時に、通常回転中の必要電流の3~6倍くらいの電流を必要としますし、さらにモーターの回転中に回転を停止させるほどの強い負荷をかけると10倍くらいの電流が流れます。

このことを考えますと、2Aの電流容量は無負荷時電流が0.3A程度の小型モーターを駆動するのがギリギリだと思います。

キットに付属する小型モーターよりも大きなモーターを駆動させるのであれば、やはりFETは交換された方が良いと思いますし、電池の本数を増やす必要もなくなると思いますよ。

FETをお選びになられる際は、電流容量がご使用されるDCモーターの停止電流量(モーターの回転を停止させるくらいの負荷で流れる電流)を上回るものをお選びになられた方が安心です。

※2N60データシート
http://www.utc-ic.com/uploadfile/2011/1115/20111115100211469.pdf

投稿: ふとん | 2015年10月16日 (金) 23:31

うわ、めちゃくちゃ詳しいですね。
ありがとうございます。
540は運転時の電流が6Aとの事で、今の僕のレベルでは諦めようと考えてます。

RS-380PHの方を使う場合、運転時に3a位みたいなんですが、6vで起動電流が10a以上だそうです。
3.6-4.8vで使う場合、FETのおすすめはありませんか?

投稿: ともとも♪ | 2015年10月17日 (土) 00:35

>3.6-4.8vで使う場合、FETのおすすめはありませんか?

4V以下の電圧ですとFETが正常に動作しなくなっちゃいますので、低電圧で使用されるならパワートランジスタへの交換が必要になりますし、抵抗など回路の定数を変えてやる必要が出てきますので、あまりお勧めはしません。(^^;)

モーターのデータシートに記載されている電流値は、殆どの場合無負荷状態での値だと思います。
ですので実際に使用される際のモーターへの負荷がどの程度(負荷トルク&運転時間)によっても最適なFETは変わってくると思われます。

そういう意味では『小型モーターを低負荷で回転数をコントロール』と言う前提なら、キット付属のFETも、その前提の要求を満たした最もコストパフォーマンスに優れたFETともいえる訳です。(^^;)

無負荷での起動電流が10Aでしたら、負荷のかかった状態での起動ではそれ以上の電流が流れるでしょうし、安全マージンを多めに取って、最低でも2倍以上、20A以上の電流容量があって、RDS(on抵抗値)がmΩ単位のできるだけ小さな値で、高速スイッチングが可能な、あるいは元々モータードライブ用に設計されたNchのパワーMOS FETから、ご自身の使用目的やモーターが受ける負荷を考慮して選んでみてください。

あーだこーだと考えながらパーツを選ぶのも楽しいですよ♪

とりあえず、FETの電流容量が一覧表示でもわかりやすい秋月さんのサイトのパワーMOSFETのページのURLを貼っておきますね~
http://akizukidenshi.com/catalog/c/cpowmos/

投稿: ふとん | 2015年10月18日 (日) 01:07

なんかガンダムのパーツを選んでいる気分です(笑)
ホントに詳しくありがとうございました。

投稿: ともとも♪ | 2015年10月18日 (日) 07:00

楽しんでくださいね~♪

投稿: ふとん | 2015年10月19日 (月) 00:36

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