速度制御

　昨日作った基板は、FET用の基板でした。マイコンからスピンドルモーターをPWM制御することを目的としています。FET1個、フォトカプラ1個、抵抗3個、コネクタと還流ダイオード、という組み合わせです。FETのVGSがVINより低いので、分圧抵抗を作って適当な電圧にしています。
　最初、結構発熱していて、VGSをオシロで見たところ、逆のノコギリ波みたいな波形になっていました。立ち上がりは急峻ですが、立ち下がりが遅く、そのためRDSが大きくなっていたようです。
　とりあえず対処療法的に分圧抵抗を小さくして抜けるのが早くなるようにし、発熱は問題ない程度まで減らすことができました。
　いままでモーターというとマブチ130か、ステッピングモーターをL6470やL6480で制御する、くらいしかやっていなかったので、大電力を扱うような部分は未知数です。


　とりあえず手持ちのフォトダイオードをオシロにつないでFFTで周波数解析して回転数を計測してみました。

　横軸がPWMのON/OFF比、縦軸が回転数[RPM]です。対数でおおよそいい感じにフィッティングします。PWM比が大きくなると完全にOFFとならなくなるため、回転数が高くなっていくのだと思います。

　とりあえず対数でフィッティングできるので、比例制御でも制御できそうな気がします。回転数を計測しようとすると、スピンドル軸にセンサを付けたり、光学センサだと粉塵の影響があったり、いろいろ問題が出てきそうなので、しばらくはオープンの比例制御のみの予定です。

　今回の改造で、スピンドル軸と位置制御の電源を統一できました。いままでは安定化電源をスピンドルの電源として使っていました。操作性は安定化電源のほうがいいのですが、他の用途に電源を使えませんでした。
　安定化電源が空いたことで、シロッコファン等を試せるようになります。まず安定化電源で回してみて、問題ないようであれば12Vの確保方法を考えようと思います。7812とかもありますが、なんせ電圧差が大きいので、それだけで7W程度の発熱になりそうです。

　FETの発熱はさほどではありませんが、何らかの不具合で高温になる可能性があるので、何らかの監視手段はほしいなぁ、と思ったりします。スピンドルモーターもある程度発熱しますが、普通に使っている限りはせいぜい12W程度で、気休め程度の強制空冷もついているので、触り続けられないような高温にはなりません。ステッピングモーターはかなり発熱が大きく、連続稼働を続けていると触り続けられない程度の高温になってしまいます。ステッピングモータードライバもある程度発熱し、さわれないほどに熱くなることもあります。
　モータードライバ周りの冷却は結構急務です。


　とりあえず使えるようにはなってきていますが、システムとして安定させようとするとかなり大変です。
　そういえば、G00周り変更してエマスト後の起動のあたりのバグが再発してるので、そっちも対策しないと。。。