実験2 PWM による複数 DC モーターの駆動

実験の目的：

1. ブロックの関数の定義と使い方を学ぶ。2. 複数のモーターを駆動できるようになる。3. PWM の基本的な動作原理を理解し、PWM によるモーター速度の制御を実現する。

PWM の基本原理：

パルス幅変調（PWM）は、信号のデューティ比を調整することでモーターの速度とトルクを制御する技術です。

1. PWM 信号の定義

デューティ比（Duty Cycle）：PWM 信号の周期に対するハイレベル時間の割合です。デューティ比が高いほど、モーターにかかる平均電圧と電力が大きくなります。

周波数：PWM 信号の繰り返し周波数で、通常は数百ヘルツから数キロヘルツの範囲です。

2. PWM による DC モーター制御の動作原理

スイッチ制御：PWM 信号はスイッチング素子（MOSFET や IGBT など）を介してモーターへの電源供給を制御します。スイッチング素子は PWM 信号のハイ／ローに応じて高速にオン／オフし、モーターを制御します。

平均電圧：モーターが受けるのは PWM 信号の瞬時電圧ではなく平均電圧です。デューティ比を変えることでモーターの速度を調整できます。

機能要件：

複数の DC モーターを回転させます。

ハードウェアの準備：

回路接続：

ハードウェアモジュール

ピンの説明

実物の配線

ソフトウェア設計

ソースコードのダウンロード

2 PWM による複数モーター駆動 - M1・M2 モーターの正逆転.rar

ブロックコード

操作手順：

1. グラフィカルプログラムをダウンロードします。ESP32 のバージョンを選択し、ESP32 ボードを PC の USB ポートに挿してから、接続してプログラムを書き込みます。

2. スイッチを入れて実行し、動作を確認します。

実験結果：

2 つのモーターの正転、停止、逆転を実現します。

ビデオチュートリアル

回路接続とプログラムのダウンロード

ハードウェアの準備、実物の回路接続の説明から、最後のプログラムのダウンロードとデモまで、全工程を紹介します。

PWM による 2 モーター駆動のプログラム作成と実行

PWM で複数の DC モーターを駆動します。以下は 2 つのモーターを駆動する例です。今後 3 つ、4 つのモーターへ拡張することもできます。

ハードウェアの準備と回路接続

プログラムの作成、保存、実行

ブロックのモジュール化

モーター制御ブロックのモジュール化、関数ブロックの定義と呼び出しを説明し、コードの可読性を高めます。

既存ブロックのコピー

目的：既存のブロックをコピーし、パラメーターを直接変更することで、プログラミングの効率を高めます。