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実験1 PWM による単一 DC モーターの駆動

実験の目的:

  1. ピンブロックの基本的な使い方を学ぶ。2. 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。

  1. 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:

単一の DC モーターを回転させます。

ハードウェアの準備:

機器名 数量 備考
ESP32 メインボード 1 枚 コア制御ユニット
DC モーター(TT モーター) 1 駆動部品
Type-C データケーブル 1 本 PC に接続してプログラムを書き込む
2S バッテリーボックス + リチウム電池 1 セット モーターに電源を供給(モーターの定格電圧に適合)

回路接続:

ハードウェアモジュール

番号 リンク 重要度 役割
1 Uni ESP32 メインボードおよび拡張ボードの説明【V3.0】​ 必読 開発ボードのインターフェースをすばやく確認できます。
2 バッテリーモジュールの使用(必読)​ 必読 バッテリーの取り付け、接続、充電方法をすばやく理解できます。
3 OpenBlock ソフトウェア環境の設定と使用【V3.0】 必読 ソフトウェアの概要、インストール、基本的な使い方を理解できます。
4 電子モジュールの紹介 必要に応じて リンクをクリックして DC モーター(TT モーター) を確認してください

ピンの説明

ハードウェア ESP32 ピン
モーター 13
27

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:

1 PWM による単一モーター駆動 - M1 回転.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:

モーター 1 個を回転させます。最初に正転し、その後逆転します。

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。単一の DC モーターをすばやく駆動できるようになります。

単一 DC モーターを正転させるプログラムの作成

機器のポート番号の選択から始め、単一 DC モーターを正転させるプログラムの作成、保存、アップロード、デモを説明します。

モーター制御ブロックの基本的な使い方にすばやく慣れることができます。