ステッピングモータの選び方と使い方

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電子工作
さまざまなステッピング・モーター

 ステッピングモーター(パルスモーター)は、電流を流した回数で一定角度回転するモーターで、回転角度を簡単に制御できることから、プリンターの印字キャリッジ、紙送り、3Dプリンター、エアコンの吹き出し口(ルーバー)などに使われています。

3Dプリンターに使われているステッピングモーター
エアコンのルーバー(吹き出し口の風の角度を変える羽)に使われているステッピングモーター(赤丸の場所)

 しかも、電磁石と永久磁石の吸引/反発を利用して回転するため、無理やり止めても空回りするだけで、故障したりケガしたりすることがほとんどないため、ファンヒーターのルーバーなどの物や人が当たる可能性のあるものや、3Dプリンターに囲いがなくても安全性が高いアクチュエーターとして活用できます。

ステッピングモーターについて

 欠点は、あまり高速で回転できないことと、本当に回っているかどうかがわからないことです。そのため、プリンターなどでは文字が変形して印刷されたり、最悪の場合は真っ黒に塗りつぶされたりしますし、3Dプリンターなどでは製作物がグチャグチャになることがあります。

ステッピングモーターの選び方と使い方について

 産業用の工作機械では、それでは困るため、回転角度センサ(ロータリー・エンコーダー)が軸に付いて、回転角度を確認しながら回転する「サーボモーター」が使われます。

産業用サーボモーターの例

 産業用のサーボモーターは「ラジコンサーボ」と原理は同じですが、回転角度に異常があった場合の検出出力を備えているのが基本で、何らかのトラブル(物に当たった/モーターが異常/トルクが足りなかった)などの際は停止して加工材料(ワーク)や加工時間が無駄になるのを防ぐことができます。

ラジコン・サーボの例

ステッピング・モーターの原理

ステッピング・モーターの種類

ステッピング・モーターの選定

  • 必要トルク
  • 使用電圧
  • PM形/VR形/ハイブリッド形
  • 2相/3相/5相
  • ユニポーラ/バイポーラ
ステッピング・モーターの選定
ステッピング・モーター内部のコイル(電磁石)
ステッピング・モーターの励磁(回す方法)
ステッピング・モーターの使い方(駆動方法)
ステッピング・モーター駆動回路の例(ステッピング・モーター・ドライバー)
Arduinoマイコンを使ったステッピング・モーター駆動回路
さまざまなステッピング・モーターと駆動回路(ドライバー)
PICマイコンとパワーMOS-FETを使ったステッピングモーター駆動回路
PICマイコンとMOS-FETを使ったシンプルな駆動回路
PICマイコンとトランジスタ・アレイを使った駆動回路
PMM8703Bとトランジスタ・アレイを使った駆動回路
PICマイコンとトランジスタ・アレイICを使った駆動回路
PICマイコンとMOS-FETを使った駆動回路
ArduinoマイコンとパワーMOS-FETを使ったステッピング・モーター駆動回路(モーター・ドライバー)
ArduinoマイコンとパワーMOS-FETを使ったステッピングモーター駆動回路とモニターLEDとモータードライバーICと圧電スピーカー
機能ごとに分割したステッピングモータードライバー回路(上:電源レギュレーター/左:PICマイコン/右:パワートランジスタ)
XYZ軸の移動にステッピングモーターを使っているCNCルーターの例(GENMITSU Sain SMART 3018-PRO)
3Dプリンターを簡単に実現できるRepRap用モータードライバー基板の例
3DプリンターRepRapに使われているステッピングモータードライバーICの使い方について
ステッピング・モーターを使ったアーム型ロボット(SCARAロボット)の部品

ステッピング・モーターを使った自動加工機(CNCルーター)

ステッピングモータードライバーICの購入先リンク(秋月電子通商)

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