★ステッピングモーターとは

モータの種類の一つに「ステッピングモーター」というものがあります。基本的な特徴をお話ししていきます。
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私はふだん、機械のさまざまな修理をしています。「メカ」「電気」「ソフト」といった知識が、全体的に必要です。これらの知識をDIYへ使えないかと考え、ブログを書いています。どうぞご参考ください。

<ステッピングモータとは>

回る角度や回転数を決めることが出来る

例えば、一回の電気的な信号で、角度「0.8度」ずつ回るので、10回信号を送れば「8度」正確に回って「止まり」ます。※「0.8」は例えばの数字です。

ゆっくり回転させられる

回る速さを正確に簡単に決めることが出来ます
また同じ力で回ります

DCモータでは、抵抗がかかると遅くなるため、一定の力と速度で回すのはなかなか難しいです


正確な距離を移動できる

一回の回転動作の角度が決まっています。正確です。

さらに回転運動を直進運動にうまく変換できれば、「移動距離」を決めて、正確に動かすことができます。

<例>回転角度を直進移動距離に変換できた場合
0.8度回転→1mm進む ⇒ 8度回転→10mm進む

<構造>

1回の電気信号でS極N極を切り替え S極N極同士が回転方向に引き寄せられて回ります


・S極N極がある回転軸のまわりに、S極N極にきりかわる部品を何個か置いてます。

・回転方向へS極N極をきりかえていくことで、お互いがその磁力に引っ張られて回転していきます。

・一回電気信号をおくると0.8度や1.6度などの決まった角度で回転します。

・連続して電気信号をおくると、回転し続けます。

・「信号を連続でおくって動かす」というところがポイントです。

リニア新幹線のイメージ

電気を流せば磁力を発生するだけのシンプルな構造

・よくコイルの図で表現されます。

・回転軸のまわりにコイルを置いて、回転方向に順番に磁力を発生させていくと 軸はそれに引っ張られて回ります

4~6本の電気線で動かす

・モータには画像のように電気を流す線が複数出ています。

<種類>

ステッピングモーターは大きく2種類にわかれます

・「ユニポーラ」と「バイポーラ」という2種類あります。

種類1:ユニポーラ

・図のように、1から2に電気を流すとN極、3から2に電気を流すとS極 といった手順でS極N局をきりかえます。
・配線が複雑になりますが、単純にそれぞれに電気を流していくだけなので、命令がシンプルです。

種類2:バイポーラ

・図のように、1から2に電気を流すとN極、2から1に電気を流すとS極 といった手順でS極N局をきりかえます。
・配線が少なくなりますが、電気の流す向きを変えて流すため、命令がむずかしくなります。

実は「ユニポーラ」を「バイポーラ」として、使うことができます。

ユニポーラの「2」を使用しないで、バイポーラとして動かすことができます。

<使い方・実験>

電気信号一つで動かすことができるドライバーがある

ステッピングモータは、その回路や制御がすこし複雑なので、「ドライバー」という部品を使って動かします。

ドライバーとは「こういう信号さえ送ってくれれば、後はこちらでうまく動かしますよ~」という、モータと操縦者との間に立ってくれる基板部品です。

いろんなステッピングモータに対応できるドライバーが多くあります。一度使いこなせれば他のモータでも試せるので、以下の記事を参考にしてみてください。

いかがでしたでしょうか。シンプルな構造ですが実際回路にするとそれなりに配線が必要となります。なので「ドライバー」や「出来上がり」品を選ぶと使いやすいです。

➡ステッピングモータ用ドライバーの使い方
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