第４章 マイコン回路とパソコン計測 サーボモータの位置制御 パソコン計測の基礎 4.1 サーボモータの位置制御 ★サーボモータ：回転角度を計測しながら，指定した回転角度に追 従するように位置制御を行うモータ。 R/C用サーボモータの外観 (1) R/Cサーボモータに与える信号 ●規則正しいパル スを与える。 ●パルス幅によっ て回転角度が決ま る。 (2) 位置制御のためのマイコンプログラム サンプルプログラム③ (2) 位置制御のためのマイコンプログラム サンプルプログラム④ (2) 位置制御のためのマイコンプログラム サンプルプログラム④ 4.2 パソコン計測の基礎 (1) パソコン計測の特徴 (2) センサの出力形態 (3) パソコン計測・制御に使用する機器 ・・・計測システムの構成【次週以降】 (1)パソコン計測の特徴 ①汎用性が高い計測システムを構築できる。 パソコン表示画面の一例 (1)パソコン計測の特徴 ②パソコン上のプログラムによって様々な表示ができる。 計測用車いすのパソコン表示画面 (1)パソコン計測の特徴 ③データ処理を含めたプログラムを作成できる。 スターリングエンジンのパソコン計測画面 (2) センサの出力形態 大きく分けて，アナログ量とデジタル量（ON/OFF） 通常は0V または5V （TTL信号） (a) 圧力センサ （アナログ出力の例） (b) フォトカプラ （デジタル出力の 例） (2) センサの出力形態 例えば 0V～5V （パソコンに接続するには）アナ ログ出力には電圧出力，電流出 力，データ出力が一般的。 例えば 4～20mA (a) 電圧出力 (b) 電流出力 (c) データ出力 (3)パソコン計測・制御に使用する機器 パソコンに接続するには，専用のハードウェアを使う。 (a) 測定用ボード （デスクトップPC 用） (b) 測定用カード （ノートPC用） ①A/Dコンバータ アナログ電圧を取り込み，デジタ ル値に変換する。 A/D変換ボード（デスクトップPC用） ②D/Aコンバータ （パソコンから）プログラム等で決め られたアナログ電圧を出力する。 D/A変換ボードの使用例① （魚ロボットの運動制御） ②D/Aコンバータ 燃料と空気の流量を制御 パーソナルコンピュータ （D/Aコンバータ） マスフローコントローラ （流量測定・制御） D/A変換ボードの使用例② （燃焼実験システム） ガスバーナ ③GP-IB 測定機器とパソコンとを接続する。 GP-IBケーブル 信号 電力測定器 信号 GP-IBケーブル パーソナルコンピュータ （GP-IB） GP-IBボードの接続例 温度測定器 ④デジタル入出力（DIO） デジタル信号（0または5V） を入力または出力する。 デジタル入出力ボードの接続例 (4) 測定用プログラム ●昔はデータが格納されたメモリを読む。 ●最近は「関数」が準備されている。 【演習】サーボモータの位置制御 サーボモータを制御するプロ グラム③を理解し，マイコン に書き込む。 サーボモータの位置制御 サーボモータの制御信号をパ ソコンで計測する。 パソコン計測の基礎 【演習】プログラム作成 ●サンプルプログラム③～④並びに配付資料を参考にして， サーボモータを動かすオリジナルプログラムを作成しなさい。 例：サーボモータを往復運動させる。 例：タイマなどを利用して，時系列で決められた動きをさせる。 例：スイッチを押すと動きが変わる。 注意：各自が作成したプログラムは，ファイル名を変えて保存 しておくこと。 【演習問題】 ★サーボモータは位置制御ができることが特 徴である。本日までに製作した「マイコンで サーボモータを動かす装置」を利用して，役立 つメカトロニクス機械を考えなさい。 その構造・原理を図面で表し，機能および高 性能化される理由を文章で説明しなさい。
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