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2021年3月7日(日) 22:32

ドライバーIC再検討

 いまだ TB6600HG 使用ドライバー基板は、来ない。これは、中華メーカーに詐欺られたパターンか?
 ここで改めて考えると、TB6600HG を調達して自作基板を作り直しても、それで解決するとは限らない。作り直し前は脱調しまくりだったのを、電源電圧を上げ平均電流も増やすことで解決しようって目論見だ。一般論として脱調は減るはずだが、実用的なまでに減るかどうかは分からない。仮に実用になったとしても、消費電力は無駄に多くなる。
 もしかして、ドライバー使わず自前でステッピングモーターを制御した方が良いのでは?

 標準的なステッピングモーターは、1回転200ステップである。毎分6000回転まで回す場合、毎秒100回転。すなわち、毎秒2万ステップとなる。つまり、1ステップは50μ秒もの間隔になる。PICの時間感覚からすれば50μ秒は充分に長く、ポーリングだろうと楽に実用になる。
 ならば、自前で発生させたPWM信号を自分でGPIOからモニターし、併せてステッピングモーター内蔵センサーもモニターし、両者を1ステップごとに照合しながら相電流を出力することは間違いなく可能である。ソフトのチューニング次第で、かなりのことができるはず。
 ここで問題となるのは、電流制限。電流制御は非常に厄介な処理であり、例え dsPIC を使おうが電流制御しながらステッピングモーターの制御を行うのは恐らく無理。つまり、電流制御だけは外部ICに任せたい。

 そうなると、ドーザーブレード駆動用に流用した TB67S101 が再浮上する。
 ステッピングモーター制御用としては、いちいちパルスを与えないといけない点が最悪だったが、自前で制御やると決めたら逆にベストである。まさに、やろうとすることとICの仕様がドンピシャである。そして、電流制御はICに任せられる。
 TB67S101 なら秋月でも売ってるし、よし作ってみよう!

 だが、TB67S101 には1つだけ致命的問題がある。それは、モーター出力電流。
 絶対定格は4Aとなっているが、推奨動作範囲は1Aしかない。内蔵FETが上下合計ON抵抗値0.45Ωだから、妥当だ。実際は、25度で1.75A。85度で1Aとなる。ヒートシンクを取り付けることで1.5Aは充分に行けそうなものの、仕様として今一歩足りない。採用すれば、「無理を承知で動作させる」状態になる。
 TB67S101 に限らずステッピングモータードライバーが扱える電流は小さい。これも、定格24Vのモーターなのに30V電源を用意した理由の1つだ。

 ならば、もっと大電流を扱えるICは無いのか?
 TB67S101 は恐らく、ドライバーシリーズの1つ。同じシリーズで上位機種があるのでは?
 そう考えて東芝のサイトを確認。AGC (Active Gain Control)技術はまさにニーズのド真ん中であり、魅力的。製品マップを見ると、AGC 対応でモーター出力電流が一番大きいのは、TB67S128 だ。使用環境を考慮すること、という注釈は付いているが動作範囲「標準」3Aとなっている。それ以外も機能豊富で、最上位機種に相応しい。

 しかし強力ICの例に漏れず、表面実装なのだ。それも、64ピンもある。これではとてもじゃないが、自作基板には採用できない。

 諦めて、他のICを探す。
 とにかく大電流を確保できなければ、お話にならない。予見を入れず検索したら、最終的に TB6600HG が残った。もはや、絶望しかない。
 かくして、TB67S128 の「評価用基板」を買う決断を下した。自分は漫然と「ステッピングモーターを動かしたい」と思っているのではない。具体的に動かしたいSタンクのパワーパックと電源が目の前にある。それを、期待通りに動かせるかどうか?が全てである。TB67S128 は機能が多過ぎて、基板に実装する以前に「使ってみる」までが大騒ぎ。しかも、使い物になる保証はない。
 ならば評価用基板で省力化し、動作確認を早期に行うべきだ。

 評価用基板は、足の多い表面実装ICを自分で実装しなくて済む。STM32系も、評価用基板を買って使用した。
 使い物になると判明すれば、評価用基板の一部を切り出して乗っ取れば良い。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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