2013-01-04
モーターを制御している所。この写真のarduinoは互換機です。このキットは部品のレイアウトの見直しが主要な改善点なので旧バージョンと回路、ソフトに互換性があります。
（2015/03/23変更）DIPスイッチは赤い物に変更しました。タクトスイッチは黒い物が入っている場合があります
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使い方
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・各ピンの機能については表を参照
・各軸の区別
－端子名のシルク印刷に ．がついているほうがＩＣ２の制御端子
－ＩＣ１用の部品
電流制限抵抗 Ｂ相用 Ｒ３、Ｒ４
電流制限抵抗 Ａ相用 Ｒ５、Ｒ６
ディップスイッチ Ｓ１
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２
－ＩＣ２用の部品
電流制限抵抗 Ｂ相用 Ｒ１１、Ｒ１２
電流制限抵抗 Ａ相用 Ｒ１３、Ｒ１４
ディップスイッチ Ｓ２
ＬＥＤ３，ＬＥＤ４
・ＤＣジャックＶＭ
モーター電源を接続するためのもの
arduinoから供給されロジック電源以外にモーター用の電源が必要
定格は５～２４Ｖ
ステッピングモーターは１２もしくは２４Ｖで使うことが多い
・モーター用端子
Ａ＋：モーターのＡ相につなぐ
Ａ－： 同上
Ｂ＋：モーターのＢ相につなぐ
Ｂ－： 同上
ステッピングモーターには２つのコイルが入っていてそれぞれＡ相、Ｂ相と呼ばれる
Ａ＋とＡ－、Ｂ＋とＢ－はコイルなのでテスターで計測すると低い抵抗値になる
Ａ相とＢ相は絶縁されているのでテスターで両相間の抵抗値を計測すると∞Ωになる
Ａ＋とＡ－を入れ変えるとモーターは逆転する。Ｂ相も同様。逆転するだけなのでどちらが＋でどちらが－か気にする必要は無い
・ディップスイッチ
Ｍ１、Ｍ２でモーターの駆動モードを変更する
Ｍ１＝ＯＦＦ，Ｍ２＝ＯＦＦ ２相
Ｍ１＝ＯＮ， Ｍ２＝ＯＦＦ １－２相
Ｍ１＝ＯＮ， Ｍ２＝ＯＮ ２Ｗ１－２相マイクロステップ
Ｍ１＝ＯＦＦ，Ｍ２＝ＯＮ ４Ｗ１－２相マイクロステップ
ＤＣＹ１，ＤＣＹ２でモーターに流す電流の制御モードを変更する
通常両方ともＯＦＦにする
オシロスコープがないと設定すべき最適値はわからない
詳しくはデータシートを参照
・ＲＥＳＥＴスイッチ
arduinoのリセットスイッチをシールド上に増設した物
・タクトスイッチＳＷ２、ＳＷ３
特にモータードライバーとは関係の無い回路
・ＬＥＤ
ＭＯ：電源ＯＮで点灯。モーターが回ると点滅
ＰＲＯＴＥＣＴ：モータードライバー過熱時に点灯
ＬＥＤ５：arduinoのＤ１３ポートのＬＥＤを増設した物
基板裏面
完成したらarduinoの部品との干渉が無いかチェックして下さい。ＡｒｄｕｉｎｏＤｕｅｍｉｌａｎｏｖｅもどきは干渉しませんがarduinoおよびその互換機では干渉するかもしれません。干渉する場合は部品の足を基板ギリギリのところで切り落として下さい。
ICの近くにある抵抗は重ねると干渉します。裏面に半田付けしても問題有りません。R5,R6合わせて１Ωの抵抗を４本取り付けてありますが仕様上は合計３本までです。（大電流を流したときの安全マージン確認のため４本にしてあります）
・赤丸の部品は取付向きがあります。
・黄色丸側の部品の足が長くなっています。向きが分かり難い電子部品はプラス側の足が長くなっています。黄色丸がプラスです。
「１」と書いてある物は電流制限抵抗です。
キットには電流制限用の１Ωの抵抗が１２本入っています。
モーターの各相と抵抗の関係は以下の通りです。
－ＩＣ１
電流制限抵抗 Ｂ相用 Ｒ３、Ｒ４（Ｒ３，Ｒ４は並列接続されています 以下同様です）
電流制限抵抗 Ａ相用 Ｒ５、Ｒ６
－ＩＣ２
電流制限抵抗 Ｂ相用 Ｒ１１、Ｒ１２
電流制限抵抗 Ａ相用 Ｒ１３、Ｒ１４
各相に流す電流の計算式は
電流[A]＝０．５×取り付ける１Ω抵抗の本数
となります
例）
ＩＣ１で制御するモーターの電流を１．５Ａにしたい場合は
１．５[A]＝０．５×３本
となり各相３本の１オーム抵抗を取り付けます
結果は
Ｒ３に２本、Ｒ４に１本
Ｒ５に２本、Ｒ６に１本
です。Ｒ３に１本、Ｒ４に２本という組み合わせでもかまいません。
モーターの各相それぞれ２本しか取り付ける場所がありませんが、取付穴はかなり大きくなっているので複数本の抵抗を取り付け可能です。
電流は１．５Ａ／相以下になるようにして下さい。ＩＣの定格はＡ相、Ｂ相それぞれ３．５Ａですがプリント基板のパターンが細いので最大電流を流し続けるとパターンが発熱してしまいます。
もっと細かく電流を設定したいときは別途抵抗を購入して下さい。厳密な計算式は
電流[A]＝０．５[V]／電流制限抵抗値[Ω]／取り付ける抵抗の本数
です。これは同じ抵抗値のものを複数本使う場合です。
電流はトルクを変更することでも変更出来ます。トルクはソフトで設定可能です。
取り付ける抵抗の本数とモーターに流す電流の対応表
回路図。もっと大きな回路図がこのページの一番下に添付してあります
部品表
ステッピングモーターシールド 各ピンの機能。ステッピングモーターは「止まっている＝電流が流れていない」では有りません。止まっていても電流が流れているかもしれません。電流を止めたいときはENをLowにします。停止時に高い保持トルク（＝強いブレーキ）が必要なときには電流を流します。
0001 /*---------------------------------------------------------------*/
0002 /* arduino stepper motor shield 2 axis Ver1.00 */
0003 /*---------------------------------------------------------------*/
0004 #define MOTOR1_CLK 5 // D5
0005 #define MOTOR1_RESET 3 // D3
0006 #define MOTOR1_ENABLE 4 // D4
0007 #define MOTOR1_CWCCW 19 // A5
0008 #define MOTOR1_TQ1 6 // D6
0009 #define MOTOR1_TQ2 7 // D7
0010
0011 #define MOTOR2_CLK 10 // D10
0012 #define MOTOR2_RESET 8 // D8
0013 #define MOTOR2_ENABLE 9 // D9
0014 #define MOTOR2_CWCCW 2 // D2
0015 #define MOTOR2_TQ1 11 // D11
0016 #define MOTOR2_TQ2 12 // D12
0017
0018 #define CCW HIGH
0019 #define CW LOW
0020
0021 void tb6560_stop()
0022 {
0023 digitalWrite( MOTOR1_RESET, LOW );
0024 digitalWrite( MOTOR1_ENABLE, LOW );
0025
0026 digitalWrite( MOTOR2_RESET, LOW );
0027 digitalWrite( MOTOR2_ENABLE, LOW );
0028 }
0029
0030 void tb6560_start()
0031 {
0032 digitalWrite( MOTOR1_RESET, HIGH );
0033 digitalWrite( MOTOR1_ENABLE, HIGH );
0034
0035 digitalWrite( MOTOR2_RESET, HIGH );
0036 digitalWrite( MOTOR2_ENABLE, HIGH );
0037 }
0038
0039 void setup()
0040 {
0041 pinMode(MOTOR1_CLK, OUTPUT);
0042 pinMode(MOTOR1_RESET, OUTPUT);
0043 pinMode(MOTOR1_ENABLE, OUTPUT);
0044 pinMode(MOTOR1_CWCCW, OUTPUT);
0045 pinMode(MOTOR1_TQ1, OUTPUT);
0046 pinMode(MOTOR1_TQ2, OUTPUT);
0047
0048 pinMode(MOTOR2_CLK, OUTPUT);
0049 pinMode(MOTOR2_RESET, OUTPUT);
0050 pinMode(MOTOR2_ENABLE, OUTPUT);
0051 pinMode(MOTOR2_CWCCW, OUTPUT);
0052 pinMode(MOTOR2_TQ1, OUTPUT);
0053 pinMode(MOTOR2_TQ2, OUTPUT);
0054
0055 digitalWrite(MOTOR1_TQ1, LOW ); // torque = 100%
0056 digitalWrite(MOTOR1_TQ2, LOW ); // torque = 100%
0057
0058 digitalWrite(MOTOR2_TQ1, LOW ); // torque = 100%
0059 digitalWrite(MOTOR2_TQ2, LOW ); // torque = 100%
0060 }
0061
0062 void loop()
0063 {
0064 int i;
0065
0066 tb6560_start(); // power on
0067 digitalWrite(MOTOR1_CWCCW, CW);
0068 for( i = 0; i < 400 ; i++ ) {
0069 digitalWrite(MOTOR1_CLK, HIGH);
0070 delay(1);
0071 digitalWrite(MOTOR1_CLK, LOW );
0072 delay(4);
0073 }
0074 tb6560_stop(); // power off
0075
0076 delay(1000);
0077
0078 tb6560_start(); // power on
0079 digitalWrite(MOTOR1_CWCCW, CCW);
0080 for( i = 0; i < 400 ; i++ ) {
0081 digitalWrite(MOTOR1_CLK, HIGH);
0082 delay(1);
0083 digitalWrite(MOTOR1_CLK, LOW );
0084 delay(9);
0085 }
0086 tb6560_stop(); // power off
0087
0088 delay(1000);
0089
0090 tb6560_start(); // power on
0091 digitalWrite(MOTOR2_CWCCW, CW);
0092 for( i = 0; i < 400 ; i++ ) {
0093 digitalWrite(MOTOR2_CLK, HIGH);
0094 delay(1);
0095 digitalWrite(MOTOR2_CLK, LOW );
0096 delay(4);
0097 }
0098 tb6560_stop(); // power off
0099
0100 delay(1000);
0101
0102 tb6560_start(); // power on
0103 digitalWrite(MOTOR2_CWCCW, CCW);
0104 for( i = 0; i < 400 ; i++ ) {
0105 digitalWrite(MOTOR2_CLK, HIGH);
0106 delay(1);
0107 digitalWrite(MOTOR2_CLK, LOW );
0108 delay(9);
0109 }
0110 tb6560_stop(); // power off
0111
0112 delay(1000);
0113 }
