リモートコントロール（RC）戦車をつくる【モータとドライバ】

こどもの頃、プラモデルを作ったときにお世話になった”マブチモータ”。乾電池2本でお手軽に動かすことができるのですが、専攻が機械系でもなかったのでモータの動作ってあまりに気にしたことがなかったんですね。今回せっかくの機会なので一通りの理解をしておこうと思います。
と、言ってもモータのネタはググれば、それこそ山ほど出てきますので（笑）、詳細はそちらへお任せするとして自分なりにデータシートと実験で得られたノウハウをまとめていきます。

【使うモータ】
ダブルギヤボックスに付属しているモータは『FA-130RA(-2270)』で、工作で使うとしたら”まず、これ！”というくらい最もポピュラーなモータですね。
これ↓です。

"https://product.mabuchi-motor.co.jp/detail.html?id=9"

趣味ベースで動かすのであれば、
　使用電圧範囲：1.5～3V（やっぱり乾電池2本だ）
　適正電圧：1.5V
　消費電流：500mA
くらいを押させておけば、とりあえず壊さない程度でOKだと思います。

【モータドライバ】
モータを動かすのにモータドライバが必要となってきます。
必要かどうかはその人がどこまで自作で頑張れるか？にもよるので、本当は”あると便利♪”というのが正しい表現なのかもしれません。が、今さら2個300円で買えるものをわざわざ自作することもないでしょうから”あると便利なものだけど今となっては必要なもの”という、こんがらがってしまってよくわからないリード文になってしまいました。
ごめんね、いい加減で。。。（笑）
で、端的に言うと
　・ロジックICの出力をそのままモータにつないでも、ICからはたくさんの電流を流せないので
　　モータは動きません。
　・モータに流れる電流のプラスマイナスを制御することで、回る向きを正転、反転と制御したい。
ということを解決するための専用ICが”モータドライバ”です。
これ↓です。
東芝セミコンダクター社 DCモーター用フルブリッジドライバ（正・逆切り替えドライバ）

"http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02001/"
"https://toshiba.semicon-storage.com/jp/product/linear/motordriver/detail.TA7291P.html"
2018年5月現在、TA7291Pは『生産終了予定』となっていて、データシートにも”Not Recommended for New Design"となっていますが、流通在庫だけでも十分あると思うので、当面は大丈夫だと思います。

【特性実験】
モータドライバとモータを接続して動作特性を調べてみます。理由はRC戦車のスピードを可変にしたいと思っているので、制御電圧(Vref)を変化させた時のモータ側への出力電圧(Vout)の変化を見るためです。
だんだん大げさなことになってきましたが、最近ではブレッドボードに挿すだけで回路が組めるので、気軽に試すことができます。
【特性測定回路図】

【ブレッドボードへの実装の様子】


モータの使用電圧範囲は1.5～3.0Vなので、Vrefも1.7～3V位で変化させれば良さそうです。しかし2Vを超えたあたりから音と振動がかなり多くなり少しヤバそうなので、実際にはスピードを可変に出来る領域はあまり大きくないのかもしれません。また、今回はモータには無負荷状態での基礎特性なので、実際にはキャタピラで動作したときの負荷状態でVrefのチューニングが必要かもしれません。

【測定結果グラフ】