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A4989でステッピングモーターを回してみた。

サンケン電気の関連会社(関連子会社?)のAllegroMicroSystemのDualFullBridgeMOSFETDriver with MicrosteppingTranslator IC A4989を使い56角のステッピングモーターを回してみました。

もちろん、電気に疎い私が回路を設計できるわけもなくcuteminds.comさんが公開している回路図を利用させていただきました。

動くかどうかの検証ですので、基板はテキトーな作りとなってます。。

デュアルHブリッジに使ったMOSFETは秋月電子で販売されているNチャネルMOSFET IRFW540Aです。

バイポーラステッピングモーターを駆動するのにはHブリッジが2つも必要です。
MOSFEETが、ひとつのモーターに対して、8個も必要になってきます。





電流設定を最小近くにしていても、結構電流が流れているようです。

24V駆動、1/16マイクロステップ、MixedDecayモード最大、同期整流モードオンにて、56角のかつての秋月ステッピングモーター大にて、無負荷最大回転数390rpm程度。しかし、指で負荷をかけても脱調する気配なし。。(さすが高電流!)

やはりバイポーラ、なのでしょうか?


同期整流モードを切ってみて、ショットキーバリアダイオードを追加するとどうなるか。。

現状でも、結構スムーズな回転をしているので勿体無いような気もします。

もともと、このA4989、ICの大きさからして家電製品とか、割に小さめな物の組込み機器用だと思います。

私が使用用途を間違えているのかもしれません。。




1相あたり5A程度まで、電流を流すことができるそうなので、でかいバイポーラタイプのステッピングモーターでも、回すことができるようになりました。

また、A4989は最大50Vまで電圧を掛けることができるので、高電圧による電流の押し込みにて、より回転数を上げることができるかもしれません。




以前の記事にて、どうやってハンダ付けするんだ?って書きましたが、なんとかなるものですね^^;

位置決めさえしてしまえばあとはそんなに難しくはありませんでした。


部品を選定してプリント基板を作成すると、かなり小さく作れるはずです。

MOSFETも、基板面実装用の物を使いましたが、きちんとヒートシンクを取り付けれるようなものを使用すれば。。

使用するMOSFETによっても、性能が変わってくるのか??検証はしませんが、興味のあるところです。



今回の実験の回路図を公開しているCuteMind.com、色々なドライバICでステッピングモータードライバを作成されてます。作動保証はできませんが。。


今回検証したかったのは、Web上に落ちてる回路図ははたしてちゃんと動くのか?と、疑問に思ったからです。

また、海外で作成されているステッピングモータードライバの性能を知りたかった、ってゆうのもあります。

モータードライバの性能≒CNCマシンの最大作動速度だと思うので。。




A4983やL6470、TB6560使用の中華CNCインターフェースなどなどを使って回してみましたが、どれもSLA7078使用の2相ドライバーキットの代替になるようなものはありませんでした。

ベルト駆動で、トルクが欲しいときには自作TB6560。。SLA7078でも、駆動できるのですが、脱調までの余裕がほしいので。。

国産IC、高性能です。


案外、外付け部品の少ないドライバICを使ってのステッピングモータードライバの作成、少ない外付け部品によって、そのICの性能を引き出せたり引き出せなかったりってのがあるのがよくわかりました。

先日の記事のように、低抵抗値の電流検出抵抗のちょっとの差が、、、、とか。。ほんのちょっとしたことだと思うのですが。







それにしてもA4989、関連会社の製品なのにサンケン電気のホームページには載ってない、、。RepRapで多用されているA4983や、A4988のアプリケーションノートは日本語で載っているのに。もしかしてA4989、サンケン電気内で日本市場には売れない製品とされているのか?!?!?!





12/12追記
昨晩ちょっとテストをしてみたが、バイポーラタイプのドライバとしてはA4989、結構な能力があるようです。。



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テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

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A4989バイポーラドライバー

木製CNC自作さんの A4989でステッピングモーターを回してみた。

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FET次第

こんにちは

此のモーターはコイル電流が最大何アンペアでしょうか

コイルを並列のバイポーラ接続にしているのでしょうか

もしそうだとすると、ユニポーラの1.4倍
の、電流を流してトルクのテストをしたいですね
速度も最高回転はユニポーラと同じ速度も出せて凄くトルクアップになり良いですね
低速回転時に興味有ります

私もテストしたいです。
v-12v-16v-40

Re: FET次第

secさんこんばんは。


そうですか、FET次第ですか。。
本当はヒートシンクの取り付けができる反応速度の早いFETがよいのですが、、、。


モーターは秋月の大型で、ユニポーラにて3Aです。
コイルは中間タップを繋いでいないバイポーラ直列です。

秋月モーター中型を8芯に改造してありますが、まだテストしてません。

もっとゴリゴリ回るのか?と思ってましたが、A4898のMixDecayモードと、同期整流モードが優秀なのか結構スムーズに回ります。

回転を上げていくと逆起電力を同期整流にてコントロールできないのか、ゴゴゴと回転がおかしくなります。記事中に最高回転数が書いてあります。


私では、超おおまかなテストしかできないので、お送りしましょうか??素人作成物ですが。。







No title

> 私では、超おおまかなテストしかできないので、お送りしましょうか??素人作成物ですが。。

v-8
宜しいですか
色々いじくりますけれど

パワーとスピード両方得られればいいですね

送料着払いで送って下さい

Re: No title

問題ありません。
手持ちの部品でもう一つ作れますので^^;

明日送りますね。。



と、その前に、バイポーラ並列接続と、ファストリカバリダイオードを入れてみての具合をチェックしておこう。。

Re: Re: No title

自己レス。

ファストリカバリダイオードモーターとの間にかましたらIC、死にました^^;

もう一つの基板に張り付いていたA4989をひっぺがし、載せ替えました。

ピッチ変換基板のパターン剥がれるも、運良くノーコネクトピンのところで作動は以前と変わらず。。

ふぅ。


SECさん。今日送りますからね。。

実験の物が到着

昼間居なかったのですが
本日到着しました
v-8
壊さないように緊張します
明日以降いじくりますv-28

ダイオードは何処に入れましたか
普通、FETのD,Sに並列に電源に向かう方向に入れるのですが
FETには元々寄生ダイオードと思われる物が付いています
此と並列に補強する形で搭載していれば壊れないのですがv-40

Re: 実験の物が到着

こんばんは。
無事到着、安心しました。。

元々の回路図
http://cuteminds.com/index.php/en/a4989
に、ダイオードは入ってません。

本来は同期整流モードにて、使用するようです。

以下仕様書機械翻訳。

R入力は同期整流モードを設定するために使用。PWMのオフサイクルがトリガされると、制御ロジックによって選択された崩壊モードに応じて電流は再循環をロードします。同期整流機能を使用すると、MOSFETのボディダイオード脈動低RDS出電流減衰かつ効果的にショート(ON)の中に適切なMOSFETがオンになります。これはdissipa-る電力が大幅に削減され、追加のショットキ·ダイオードを不要にします。同期整流は、アクティブモードまたは無効モードのいずれかに設定できます。

•アクティブモード
 SR端子入力がロジックローのとき、アクティブモードが有効になっており、同期整流が発生します。このモードは、ゼロ電流レベルが検出されたときに同期式整流の電源を切ることによって、負荷電流の逆転を防ぐことができます。これは、逆方向に行ってから、モータ巻線を防止します。

•ディセーブルモード
 SR端子入力がロジックハイの時、同期整流整流が無効になっています。外部ダイオードを外部、ショットキ、ダイオードにパワーMOSFETの電力消費を転送するために必要とされるときは、このモードは通常使用されます。


だ、そうです。

無効モードで、秋月中型を回していましたが、FETの内部ダイオード?で賄えていたのか、1000rpm位まで回せました。秋月大型では、さすがにこの記事中にあるように、全然回転数が上がりませんでした。。


電流の制御方法が違うので、参考になるのかどうか判りませんが、同じように外部MOSFETを使用するL6480の評価ボードの回路図
http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_DIAGRAM/SCHEMATICPACK/eval6480h_schem.pdf
でも、そのようなダイオードは入ってないので大丈夫であろうと、勝手に解釈してました。

秋月大型を回している時に、モーター駆動電圧をオシロスコープにて観察してましたが、ヘンテコな音で回ってない限り、綺麗な波形でした。。

私も明日以降、もう一つ作って色々触ってみるつもりです。


壊れても、部品を交換するだけですので(^^)

それよりも、配線のが面倒ですね。ユニバーサル基板で作ると。
早めに基板切削マシンを構築しとかないと。。



Re: 実験の物が到着

ズレた事をいってたかもしれません。

昨日A4989を壊した時のダイオードはFETと並列に、FET内部ダイオードと同じ方向です。

SRピンの設定が悪かったのか、、。。

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あきらひとし。

Author:あきらひとし。
木工用CNCルーターフレームと、ステッピングモータードライバを作ってみました。
たぶん記事は一般的な人には殆ど必要のない事ばかりなの、かも。

モーターは回るだけでも楽しい。制御(速度、トルク、位置)できるともっと楽しい!

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