デューティ比を可変させる事でモータの回転速度を変える回路を作ってみる
事にします。というか以前も作ったんですが、こちらの方が簡単かつ制御の
幅も広いです。
回路はこんな感じ。コンデンサ 2.2nF を充放電させ、それを555のトリガに
入れています。
今回は実際にモータ制御に使いたいので、ブレッドボードではなく最初から
ユニバーサル基板で作りました。
可変抵抗を左に回し切るとデューティ比はほぼ0％で、右に回すと増加して
行き回し切った所で100％となります。
この回路はおよそ12kHzほどで発振していますが、制御する対象によっては
キーンという発振音が聞こえる場合があります。コンデンサ 2.2nFの容量で
発振周波数が決まるので、もっと容量を小さくして発振周波数を可聴帯域外
(＞20kHz)まで持っていけば聞こえなくなるかと。
オシロでコンデンサ 2.2nFの波形を見てみます。
デューティ比 0％の時は放電時間の方が長くなり…。
デューティ比 50％の時は充電/放電時間がほぼ同じ。
デューティ比 100％の時は充電時間の方が長くなるようです。
負荷の間にダイオードを入れてあるのは、誘導負荷を動かす為です。これで
誘導負荷に生じる逆起電力を吸収してやらないと、MOSFETを破壊する事が
あるので。いわゆるフライバックダイオードですね。誘導負荷を動かす事が
ないなら省略しても構いません。
動画でもどうぞ(52秒 若干環境音が入っていますが気にしないで下さい)。
1～100％まで結構滑らかに可変出来ています。サーミスタ等の温度センサと
組み合わせて冷却ファン速度を変えたり、回転速度固定の電動工具を好みの
速度で回したりなど使い道は色々ありそう。
※ちなみにこの回路では可変抵抗を逆向きに付けてしまったので、右一杯で
0％、左一杯で100％になってしまいました。後で直しておきます(笑)。
実際に定格4.8Vの電動ドリルを繋いでみた所、狭い範囲ではありますが12V
電源でもゆっくり⇔最大まで制御する事が出来ました。
ただフライバックダイオードの容量が小さかったようで、回転させていると
ダイオードがチンチンに熱くなってしまいますね。これは想定外。10～20A
程度のショットキーバリア辺りを使った方が良かったかな。
MOSFETは50V 13Aの BUZ71A を使っていますが、この程度の負荷ならば
ほとんど発熱しませんでした。まぁこれも繋ぐ負荷によってはより大電流を
流せる物に交換し、ヒートシンクも必要になるでしょう。
一応動いてはいるのですが、自分自身まだ555の動きを完全に理解している
訳ではないので、もっと勉強が必要ですね。なかなか難しい…。
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