ステッピングモーターの制御：Arduinoで学ぶ基礎からのモーター制御（7）（3/5 ページ）

前回までは“マブチモーター”に代表される「直流ブラシ付きモーター」を、マイコン（Arduino）で制御する方法を紹介してきました。今回からは「ステッピングモーター」の制御に取り組みます。

[今岡通博，MONOist]

Arduinoでステッピングモーターを駆動する

　先ほどはタクトスイッチを指で押し、ステッピングモーターを回してみました。タクトスイッチは金属同士の接触で電気を流すので、数アンペア程度の電流なら余裕でON/OFFが可能です。

　しかしArduinoのGPIOには、ステッピングモーターを駆動するだけの電流を流す能力はありません。そこでトランジスタの力を借りてステッピングモーターを駆動すだけの電流を増強する必要があります。そのためドライバー回路あるいはドライバーICが必要になります。

　次の図は今回実験に使っているステッピングモーター「55SPM25D7」のデーターシートから引用したものです。

「55SPM25」シリーズのデータシート

　55SPM25D7のコイル間の抵抗は12Ωです。これを乾電池4個の電力（6V）を使って回すので、6 ÷ 12 = 0.5となり、0.5Aが流れる計算になります。直流ブラシ付きモーターを駆動した時に使ったトランジスタ「2SC2120Y」を4個使って回路を組んでみました。

Arduinoでステッピングモーターを駆動させる回路

　ステッピングモーターの駆動には、Arduino GPIOのD8、D9、D10、D11を使います。D11がステッピングモーターのXにつながるトランジスタを制御します。D10が-X、D9がYそしてD8が-Yです。コモン（COM）はステッピングモーター駆動用のプラス電源につなぎます。

　Arduinoの各GPIOから、トランジスタのベースにつながる抵抗の値は480Ωとしました。この抵抗値で、ステッピングモーターのコイルに流れる電流を調整します。この抵抗値の求め方は第2回の記事（基礎からのマイコンモーター制御（2）：マブチモーターをArduinoで制御する）を参考にしてください。

　データシートによると駆動に必要な電力は「4W」とあります。0.5×6で3Wとなり多少足りません。取りあえず回転させるだけならばこれでも足りますが、定格通りの性能が必要な場合は、必要な電力を用意しなくてはなりません。

　駆動に最適な電力が4Wでコイルの抵抗が12Ωですから、

4=電流×電圧

電流=電圧/12

4=(V/12)*V

4=V＊V/12

4*12=V*V

48=V*V

V=√48=6.928V

　となり、最適な電圧は7V弱となります。

ブレッドボードへの実装例

　上の写真がブレッドボードへの実装例です。ブレッドボードは2枚連結して使っています。上のブレッドボードは先に試したタクトスイッチの回路を改造したもの、下のブレッドボードにはArduino Nanoのみを配置し、それぞれトランジスタのベースにつながる抵抗で2つのブレッドボード間を渡しています。ArduinoのGNDとモーター駆動用の電源のGNDは共通にしてください。