小型のターンテーブル式実験装置を作ろう駆動回路の改善工作

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小型のターンテーブル式実験装置を作ろう　駆動回路の改善工作

　次なる工作として駆動回路に手を加えることにした。　改善内容は「小型のターンテーブル式実験装置を作ろう　またも壁が！」（2023/10/7）での宿題です。それは、駆動領域におけるスリップ状態での駆動力の測定です。駆動モータに何らkの方法でブレーキを掛けながらテーブルの回転速度を抑えてやれば可能なのですが、そのブレーキの方法を検討する必要があったのです。

■ 駆動モータをPWM制御してみよう

　負荷に影響されずに低速制御できる方法として、モータのPWM制御方式が有ります。今回のプロジェクトでも最初にこの方法を検討しました。「小型のターンテーブル式ジオラマを作ろう　ターンテーブルの駆動制御」（2023/8/26）です。　ここではモータドライバとしてTA7291P を使って構成したのですが、使用しているマブチモータRE-260RA （乾電池使用の3V用模型用モータ）の制御用としてはアンマッチだったのです。　このため、制御方法を昔の電車の様に、抵抗を使ったノッチ制御を検討し、最終的に１W仕様の可変抵抗器による比例制御に変更していました。

　今回、ストック品を整理している中で、左の写真に示すようなユニットを見つけました。それは、2008年７月に入手して組み立てたワンダーキットのDCモータコントローラ SP　DCC-06SP で、小型マブチモータ用PWM方式の回転速度制御コントローラの組み立てキットでした。

　なんでもPWM制御+フィードバック制御により、モータの負荷トルクが増加してし、回転数が落ちそうになった時でもモータの端子電圧の減少を検知し、回転数を一定に保つこととの事です。

　昔のメモを探すと、その時の昔の記憶がよみがえってきました。このキットは、「定置実験装置の製作」（2010/12/15）にて報告している円盤の駆動制御部として検討した時の装置で、パワー不足により失敗作としてお蔵入りになってしまったユニットなのです。

　作動確認のために試しに小型モータを駆動させてみましたが、何故だかウンともスンとも言いません。オシロまで持ち出したして出力波形をチェックしたのですが、小さな脈動波が観察されるだけでした。　実験途中で過電流でも流し、ICやトランジスタを壊してしまった可能性もあります。　でも機能としては使えそうなので最新のキットを入手してみることにしました。

　また、マイコンを使わずにPWM制御を実施しているとの事であるので、説明書の回路図と実際のパターンを見比べながら、回路図を書いてみました。　ネットでの情報などを参考にし、PWM用の発信回路は抵抗とコンデンサとシュニットトリガー回路を使っている事は理解しましたが、トランジスタを使ったアナログ回路なので、メカ屋の小生にはよく理解できない回路構成でした。

■ 新しいDCモータコントローラを使う

　共立エレショップにて、DCモータコントローラSP DCC-06SP を注文しました。約15年目と同じ名称、同じ型番でしたので安心してポチっとしましたが、それにしても長寿な製品ですね、それだけ人気の商品なのでしょうか。

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　早速キットの組付けを開始しましたが、途中で手が止まりました。一部の部品が昔の仕様と違うのです。同封の説明書には第10版 220308 とありました。

　古い製品が動かないのは何か不具合があったのかと思い、 共立エレショップのホームページにて探してみましたが情報はありませんでした。

　ちなみに古い製品の説明書は、CODE 1959-185 第２版 070215 とありましたので、もう10回近くも修正されているのかと推定します。 R4、R5、Q1、Q2の変更と注意書きの一部が変更になっていました。

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　とりあえず、説明書のとおりに組み立ててみることにしました。　今回の使用方法を考慮して、上に示すような回路を構成することにしました。　今の可変抵抗による比例制御方式と、今回のPWM制御をスイッチで切り替える構成です。

　即ち、正転/逆転スイッチとボリュームは外付けるにするため、基盤のオプション部分は使用せず、半固定抵抗も取り付けませんでした。回路の接続は取り外しが容易なように、ピンヘッドを使用しました。

　完成した状態を下に示します。

　組付後に、簡単な回路で作動チョックを実施し、無事にモータの回転制御を実施させることが出来ました。　さすが信用のある市販品ですね。

その後、試しに古いキットも動作チェックを実施すると、なんと今回は作動するではありませんか！
　　　・・・・・・・　なんで？・・・・・　　　　長い眠りから覚めるためには何かの準備か、ショックが必要だったのかな

また、キットの不具合情報は本当に無いのだろうか、どなたかのブログなどに貴重な情報はないものかと、「ワンダーキット　DCC-03SP」とのキーワードでネット検索をしてみました。すると商品案内などの多くの情報の中に、1件だけ下記のページを見つけました。
　　 DCモータコントローラSP【組立キット】DCC-06SP　回転制御範囲の不具合について
2017～2021.08までの製造ロット品の一部において使用しているICとの相性により回転制御範囲が非常に狭くなる不具合があることが判明いたしましたとの事です。
　
でも、このページはどこからアクセスできるのだろうかとリンク元を探すと、なんと製造元の「共立電子産業株式会社」の「重要なお知らせ」の中に案内がありました。でもさ、このような情報は、販売元の「共立エレショップ」内のホームページに記載すべきではないでしょうか。ユーザーは販売サイトにアクセスするもので、わざわざ製造元にアクセスしないと思います。

■ 装置への取り付け

　工作したキットをターンテーブル式実験装置に取り付けます。　まず、ベニヤ板にてスイッチとボリュームを取り付ける操作盤を工作しました。ここには、3個のスイッチと3個の可変抵抗を取り付けます。