メインモータの駆動に関するあれこれ

　改造もとの筺体には，現在タミヤの540モータが載っています．キットについてくるスタンダードな銀色のやつです．こいつの電気子抵抗がざっくり2Ωです．タミヤのカタログによると適正電圧は7.2Vらしいので，そのまま愚直につなげると3.6Aの電流が流れます．もちろん，そんなことすれば常に最高速度になるので，あり得ませんが，これを操るモータドライバとしてはこの使用も十分満たした仕様にしなければなりません．

 

　また，スポーツチューンモータと呼ばれる同型のモータの電気子抵抗は更に低く，ざっくり1.5Ωとなります．今搭載しているモータは古いので，将来的にモータを換装する可能性があります．そういったことも考慮して，メインモータの駆動回路を考えていきます．

 

　さて，タミヤ曰く7.2Vが適正電圧ですが，ローバーとしてはそんな最高速，怖くて出せません．というか，画像処理演算が追いつきません．もう少しゆっくり動かすことを前提とします．むしろゆっくり動かすことの方が多いです．

 

　そうすると，別にバッテリ電圧は7.2Vも必要なくて，3〜5Vくらいで十分でしょう．まぁ別に7.2V積んでもいいですが，その辺はあとで増量すればいいので，今回は低め（安全）に設定します．

 

　そんな感じで秋月のサイトでいいモータドライバないかと探しましたが，ノミナル1Aっていうのが主流みたいでした．ちなみにこれらはバイポーラＴｒで組んであって，損失がかなり大きいです．1A流すと2Vくらいドライバで食います．このへんのドライバだとパワー不足感が否めません．150円で買えるのは魅力的ですが・・・

 

　んで，いろいろぐるぐる回ってきたんですけど，結局自分で作ることにしました．以下仕様．

　　入力電圧：　3-20V

　　信号電圧：  5V

　　モータ電流：　3A（ノミナル），10A（最大）

 

　回路はふつうのHブリッジです．

　秋月に売っているMOS-FETで選択すると，

　　M1,M2：　2SJ334（60V30A）　　 @\150

　　M3,M4：　2N7000（60V200mA）  @\20

　　M5,M6：　2SK2232（60V25A）　　@\100

　ってところでしょうか．全部で540円＋基板300円．こんな感じで造りたいと思います．

 

　問題はバッテリなんですが，やっぱりニッカドバッテリが古くなっていていけていないので，これも買います．はやりのNiMHにします．モータ用電圧は，とりあえず3直にして3.6Vにしておきましょう．MOSでちゃんと駆動できるかちょっと心配ですが，そのときは4直4.8Vに上げます．容量は1900mAh×2並列で3800mAh．すると，最高電圧を掛けっぱなしで約2時間くらい保つ計算になります．

 

　[理論持続時間] = [電池容量3.8Ah] ÷ [ [バッテリ電圧3.6V]÷[電気子抵抗2Ω] ] = 2.1時間

 

実際にはドライバや配線での損失，高出力時の電池容量の減少などがあるので，それを考慮するとこんな感じですかね．

 

　[損失考慮時の持続時間] = [電池容量3.8Ah × 60%] ÷ [ [バッテリ電圧3.6V]÷[電気子抵抗2Ω＋配線抵抗0.5Ω＋ドライバ抵抗0.5Ω] ] = 1.9時間

 

実運用ではPWMでかなり速度を落として運用するので，ざっくり3時間近く保つはずです．

ネットブックのバッテリ持続時間が4時間．これにUSBでいろいろくっつけるので3時間を切るくらいだと思うのでちょうどいい時間です．というか，ちょうどよくしました．

 

単3　3直の電池ボックス2つは手元にあります．

あと8直の電池ボックスと8V以上入力5V1A出力のDCDC-convあるので，マイコン用の電源は別につくりませう．