MP6500GUのステッピングモータの制御波形について（第２回）

ステッピングモーターをFull Step、Half Step、Quarter Step、Eighth Stepで正転と逆転を続けて実行した時の波形を示します。
測定した波形はFull Step（ステップ角 x 4）の正転、逆転とその回転角度に相当するHalf Step、Quarter Step、Eighth Stepの波形になります。
MP6500GUでは正転と逆転をDIRピンで設定しますが、本資料ではDIRピンをHighに設定した時を正転、Lowに設定した時を逆転とします。
正転時には、今回、使用したステッピングモーターは正面から見て右回転(CW : Clock Wise)となります。
また、今回の測定ではオシロスコープのトリガー用の信号をDIRピンに変更し、DIRピンの立ち上がりを測定用のトリガ―に使用しています。
また、DIRピンのHigh/Lowにより正転／逆転時の波形の識別ができます。

• 正転時にはBOUT1(A)がAOUT1(A)に比べ90°遅れた波形となっている
• 逆転時にはAOUT1(A)がBOUT1(A)に比べ90°遅れた波形となっている

正転と逆転を続けて実行した時の波形について

• 各ステップ モードの比較は下記の通りです。

• PWMの周波数を上げると、それに比例してステッピングモーターの回転が速くなる
• 正転時には、BOUT1(A)がAOUT1(A)に比べ90°遅れた波形、逆転時には、AOUT1(A)がBOUT1(A)に比べ90°遅れた波形となる
• Evaluation BoardをEnableにしている限り、ステッピングモーターは停止した角度で自己保持力が発生する

いずれの内容もステッピングモーターの構造や仕様から想定できる内容ですが、実施に動作している波形を確認することにより、改めて理解することができました。

※ EV6500-U-00Aは、現在、製造中止となっています。後継機種としてEV6500-U-01Aがリリースされておりますので、評価される場合には、こちらのボードをご使用下さい。

MP6500GUにPWM波形を入力することにより、PWMの周期をもとにステッピングモータを簡単に指定した角度まで回転させることができます。
MP6500GUでステッピングモーターを指定した角度まで回転させるために必要なパルス数をPulseとするとPulseは下記の式から求めることができます。

• Pulse = Target Angle / Step Angle ｘ Step Mode
  • Target Angle ： 回転させたい角度
  • Step Angle ： モーターのステップ角
  • Step Mode ： MP6500GUのステッピング モードごとの係数
    　　　Full Step ： 1
    　　　Half Step ： 2
    　　　Quarter Step ： 4
    　　　Eighth Step ： 8

この式をもとにマイコンの評価ボードで回転させたい角度に相当するPWMのパルス数を計算し、Evaluation BoardのEXT_STEP端子に入力することによりステッピングモーターを指定した角度まで回転させることができます。
例えば、モーターのステップ角が1.8°、Step ModeがEighth Stepで360°回転させたい場合には、
　　　　　　　　Pulse = 360° / 1.8° x 8
となり、360回転に必要なPWMのパルス数は1600となります。

テスト プログラムでは、プログラム内でPWMの周期やステップ モードや回転方向（正転／逆転）を設定しながらステッピングモーターを回転させ、A相／B相の波形を測定しました。

ただ、テスト プログラムを作成しなくてもEvaluation Boardのスイッチでステップ モードや回転方向を設定し、ファンクション ジェネレータからPWM波形（方形波）をEXT_STEP端子に入力することにより、ステッピングモーターを回転させることができます。

そして、ファンクション ジェネレータのBurstモード等で回転させたい角度に相当するパルス数をEXT_STEP端子に入力することにより、ステッピングモーターを意図した角度まで回転させることができます。

ステッピングモーターを使用するアプリケーションをご検討する際には、ぜひMP6500を始めMPS社製Stepper Motor Driverのご検討をお願いいたします。