動作原理 2002.04.16 vega
2002.04.17
2002.04.18
2002.06.09
TA7257PとADM232AANについて説明します。
1. TA7257P
この素子は、DCモーター用のブリッジドライバーです。DCモーターの制御で回転、ブレーキ、逆回転などができます。
下は、データ−シートから(こっそり)コピーしたものです。BDの先にはモーターが付いていてDCモーターですが、
今回は、パルスモーターの片方のコイルです。
@、A でモーターに流す電流向きを制御します。
Fはロジック用の電源で今回は、5Vで使用します。
Eは、モーター用の電源で、私はここをニッカド電池
を使用しています。
左の回路は、E、Fを共通の電源になっていますが別電源
にしてもかまいません。
モーターに応じて18Vまで高くできます。
今回使用するバイポーラタイプのパルスモーターは、コイルが2組あり、電流の流す方向を制御する必要があります。
これは実際のXYステージの回路図の一部です。
コイルの電流の向きは、@、A の電圧で制御します。今回はここを、マイコンで制御します。
@ピン | Aピン | 電 流 の 向き | モード | 今回の使用 | 備 考 |
0V | 5V | B <- D | 回転で使用 | ||
5V | 0V | B -> D | 回転で使用 | ||
0V | 0V | 流れない | ストップ | 停止中 | モーター軸は、自由に回せる |
5V | 5V | 流れない | ブレーキ | 停止時 | 停止時のブレーキ |
XYステージでモーターの停止中は、@,Aが0Vの状態です。コイルに電流が流れず軸が抵抗なく自由に回せる状態ですから
指で送りネジを回して、セットアップすることができます。
ICを2(ICAとICB)つ使い1相励磁でパルスモーター(コイル1、コイル2)を回す場合は、次の様になります。
Seq | ICAの@ | ICAのA | ICBの@ | ICBのA | コイル1 | コイル2 | 備 考 | |
1 | 5V | 0V | 0V | 0V | + | |||
2 | 0V | 0V | 5V | 0V | + | |||
3 | 0V | 5V | 0V | 0V | − | 1とは逆向きに電流が流れる | ||
4 | 0V | 0V | 0V | 5V | − | 2とは逆向きに電流が流れる | ||
5V | 5V | 5V | 5V | 停止時はブレーキ | ||||
0V | 0V | 0V | 0V | 停止中はモーター軸は、自由に回せる |
1−2相励磁では このようになります。1相励磁の各ステップでいきなり切り替えずに、同時に電流を流す状態が入ります
Seq | ICAの@ | ICAのA | ICBの@ | ICBのA | コイル1 | コイル2 | 備 考 | |
1 | 5V | 0V | 0V | 0V | + | |||
2 | 5V | 0V | 5V | 0V | + | + | ||
3 | 0V | 0V | 5V | 0V | + | |||
4 | 0V | 5V | 5V | 0V | − | + | ||
5 | 0V | 5V | 0V | 0V | − | |||
6 | 0V | 5V | 0V | 5V | − | − | ||
7 | 0V | 0V | 0V | 5V | − | |||
8 | 5V | 0V | 0V | 5V | + | − | ||
5V | 5V | 5V | 5V | 停止時はブレーキ | ||||
0V | 0V | 0V | 0V | 停止中はモーター軸は、自由に回せる |
2. ADM232AAN
RS−232Cは、コンピュータとコンピュータ間を結ぶための約束事です。高速に通信できませんが、距離を長く(数十m)できる
特徴があります。パソコン内は、通常0V、5Vでデータをやりとりしていますが、5Vでは長い距離を伸ばすと電圧が弱くなり伝送で
きなくなってしまします。
そこで、ケーブル間は規格では、−15V又は+15V(差は、30V)と電圧を大きくして、−3、+3Vまで弱くなっても伝送できるよう
にしたわけです。
下の様に 5Vは、トランスミッターで−9Vにし、(ケーブルの間は−9V)、受け取った後レシーバーで5Vに直します。
0Vは、トランスミッターで+9Vにし、(ケーブルの間は+9V)、受け取った後レシーバーで0Vに直します。
( ADM232AANは、±15Vではなく±9Vに変換します)
->->->->->->-> 信号の向き ->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->->
パソコンA | TM | ケーブル上 | RV | パソコンB(マイコン) | |||||||||
5V | -9V | −9V | -9V | 5V | |||||||||
0V | +9V | +9V | +9V | 0V | |||||||||
無接続 | 0V | 5V | |||||||||||
TM:ドライバー(トランスミッター)
RV:レシーバー
要するに、コンピュータ(パソコン)の出口と入口で、変換を行うわけです。
そこを、ADM232AANで行っています。
−10Vと、+10Vは、5Vから作り出す為に、コンデンサをたくさん使います。図の上と中のブロック。昔は、−10V、+10Vの電源を用意したらしいです。
下のブロックのT1、T2は、コンピュータの出口で使用するトランスミッタで、5Vは、−9Vに、0Vは、+9Vに変換します。
R1、R2はコンピュータの入口で使用するレシーバーで、−9Vを5Vに、+9Vを0Vに変換します。
このICは、10、11は内部でプルアップ(注)しています。従って、
接続がない状態は、T1、T2を通ったあとは−9Vになります。
R1、R2は内部でプルダウンしていますから、ケーブルが外れて
いる場合(接続が無い場合)は0Vです。
このためパソコンから来るケーブルの電圧を計れば、信号腺の区別が簡単にできます。
(注) ピン互換でもプルアップ無いものがあるので注意。
今回はXYステージの制御基板では、T2、R2のみを使用します。
No.7、No.8 をパソコンと接続し、
No.9、No.10を基板内でAVRマイコンと接続します。
パソコンのCOMポートにも同様な部品があります。
パソコンと接続する場合は、−9Vと0V同士を接続すればOKです。
[参考]
COMポートの電圧を実際に計ってみると結構違います。
ADM232AAN | パソコンA | パソコンB | SP202ECP | SP3232ECP | |
ドライバーのOUT側 (No.3ピン) | −9.10V | −11.68V | −8.83V | −8.23V | |
レシーバー のIN側 (No.2ピン) | 4.2mV | 160mV | 20mV | +0.03mV |