クローズドループ制御とは？
- クローズドループ制御とは、DCモーターの停止位置を制御するための方法です。
- 必要な部品は、マイコン、通過型フォトインタラプタ、マイクロチップ、ソリッド・ステート・リレー、DCモーターです。
- モーターはステッピングモーターでも制御可能です。
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クローズドループ制御について
まず、行いたい事ですが DCモーターの軸に糸を巻きます。 その糸を引き出し停止位置を決めボタンSWで停止位置を記憶させます。 後は、何ｍか糸を出します。 巻取り時に記憶させた停止位置に近づくと減速・停止させたいのです。 色々調べて「クローズドループ制御」で出来るのではと思いました。 出来るだけ小さく作りたい為、色んなサイトを見て回ったんですが 分かりませんでした。 必要部品は、 マイコン（ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０使用ＵＳＢ対応超小型マイコンボード・秋月） 通過型フォトインタラプタ（ＣＮＺ１０２３） マイクロチップ（ＰＩＣｋｉｔ３） ソリッド・ステート・リレー（ＳＳＲ）キット ８Ａタイプ DCモーター 上記の部品で出来ますでしょうか？ また、モーターはステッピングモーターの方が良いのでしょうか？ 必要部品等、伝授頂きたく投稿しました。 よろしくお願いします。 有難うございます スリット円板を使うつもりです。 可能ですか？やる気が出てきました！ スイッチで停止位置をマイコンにその都度記憶させる事も 可能ですか？ よろしくお願いします。
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とりあえずハード面での疑問点 ＞その糸を引き出し停止位置を決めボタンSWで停止位置を記憶させます。 引き出すのは人力？ ギアとか付いてると引き出し時に糸切れない？ 適当に損失をつけないとストップしたいところで止まらないのでは？ ＞減速・停止させたい ソリッド・ステート・リレーでどうやって実現？ ＞DCモーター ソリッド・ステート・リレー（ＳＳＲ）キット ８Ａタイプ http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-06009/ を使うならDCモーター使えないよ。 ＞上記の部品で出来ますでしょうか？ 電源はどうするの？ 糸が切れたときの検出は？ 糸に異物が付いた時の対策は？
本件は個人での趣味の釣りとかで自作して楽しむものか？ それとも、販売目的か？ それによって大きく違う そもそも、ご予算はいかほど？ >出来るだけ小さく作りたい為、色んなサイトを見て回ったんですが 出来るだけ「安価」が最優先か？ 出来るだけ「小さく」が最優先か？ で、大きく違ってくる ある程度以下に小さくすると高価になります 恐らく手のひらサイズ以下にするのは個人ではほぼ無理でしょう それと、電子回路は半田ゴテ１本あれば後は根性だけで作れる でも、機械系部品はシャフト１本でさえ自作困難 個人の趣味用で入手可能なのはタミヤや京商等のラジコン部品 http://www.tamiya.com/japan/products/list/transmission/kit700L01.htm http://www.tamiya.com/japan/products/product_info_ex.html?products_id=10 さもなくばロボワン系 http://kondo-robot.com/sys/ ＞スリット円板を使うつもりです。 http://jp.misumi-ec.com/vona2/mech/M0400000000/M0405000000/M0405010000/ ミスミにはあるが ＜個人に売ってくれるかな？ ＞スイッチで停止位置をマイコンにその都度記憶させる事も可能ですか？ 根性だけで可能です でもスリット円板は根性だけでは作れません
上記の部品で所望の制御行うことは、「できない」と明確に断言するだけの 自信はありませんが、相当に困難でしょう。 常識的なシステム構成としては、 設定した「引き出し停止位置」と、その後に糸を繰り出した状態の位置に 移動する間に、モータの軸が何回転したかを検出して、記憶しておく機能 を設けることが必要と思います。 DCモータでは、軸の回転回数を検出することは困難ですから、ロータリー エンコーダーなどを付け加えてその機能を持たせる必要があると思います。 サーボモータは、ロータリーエンコーダー付きモータと考えていいので 所望の制御に適した選択と思います。 製品としては、釣りのリールの駆動・制御系を調べてみれば、ご所望の機能 を実現しているものがあると思います。 なお、糸の繰り出し量を検出する方法は、ロータリーエンコーダに以外でも 実現できます。多くの方は、PCの操作に光学式のマウスを使っていると 思いますが、これは机上（マウスパッド）面のテクスチャーを読み取り 操作したときの移動量を検出しています。同じ原理を、繰り出す糸の表面 に適用すれば、光学的に糸の繰り出し量を読みとることが可能と思います。 部品の中に、フォトインタラプタが含まれているということは、 スリット円板等を準備して、ご自身でロータリーエンコーダを作ることを お考えでしょうか？ もしそうだとすれば、ご質問の部品で、ご所望の機能を実現することは 可能だと思います。 ロータリーエンコーダの原理 http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/category/encoder2.htm http://homepage1.nifty.com/rikiya/software/113ROTENC.htm http://www.fa.omron.co.jp/product/special/5/senind/biggner/re/principle_structure.html なお、ロータリーエンコーダで、軸の回転数を見張ることはできますが、 巻乱れや糸の伸びなどに基づく位置ズレまでは制御できませんので、 精密な停止位置制御が必要であれば、もう少々工夫を加えることが 必要と思います。 出来るだけ「安価」を目指すとのこと、確かに電子回路部については、 相当に安価に構成することは可能と思います。機構部については友人特別 価格ということと思います。残るは、ソフトウェアの工数ですね。 ご質問の内容から推察しますと、完成まで道のりは相当に長そうです。 ご自身で、プログラミング、デバッグを行い、その分の工数は「無料」 と考えれば、出来るだけ「安価」が成立すると思います。 ところで、スリット円板を使ったエンコーダは、インクリメント型に相当 するものと思います。ということは、マイコンの電源を切ると、どれだけ 糸を繰り出したか忘れてしまう性質のシステム構成と思います。 電源投入する毎に、糸の原点位置を教える操作が必要になるものと思いま すので、ご留意なさって下さい。 ご健闘をお祈りします。 ソリッドステートリレーについては、私も気になっていましたが、コメント をつけませんでした。DCモータのトルクや速度を制御したいのであれば、 何らかの電圧制御が必要です。 このあたりの課題を含めて、完成まで道のりは相当に長そうと表現させて 頂きました。 ・上記のような、ハードウェア上の不十分な事柄に対する対応 ・スリット円板とフォトインターラプタを使った回転数と回転方向の検出器 ・回転数と回転方向を判別して、原点からの回転数をカウントする方法 ・目標値と現在値の差異に応じて、モータの回転速度を指定する方法 ・原点位置を記憶させる方法 ・通常使用状態とは異なる異常様態が起きた際の対処 などなど 個々の機能に対するソフトウェアを作成するとともに、全体を組み合わせた ときに、競合することなく、期待した通りに動くことを検証するためには、 相当の工数が必要になることを予定なさって下さい。
「クローズドループ制御」というのはフィードバック系がしっかりしてないと 難しいです。 フォトインタラプタはリミットですよね。 はしっこに行って気づいたのでは遅くありませんか？ 停止するまでのフリーランとか考える必要がありますし 正転逆転のことも考えなくてはいけません。 通常はエンコーダーとかポテンショとかで位置制御をしています。 ステッピングモーターがいいかどうかというのは 目的によって違いますのでこの文面からはお答えのしようがありません。
お礼
了解しました。。。 もう一度勉強しなおします。
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