【Arduino】ブラシレスモーターが回ってモーター...
タイトルからふざけてますね。はい。
とりあえず、ブラシレスモーター「DX2205」をArduinoを使って制御することに成功したので、その方法を書いていきます。
1.目標
・ブラシレスモーター「DX2205」をArduino UNO と ESC のみを使って制御
・シリアルモニターを使って、ブラシレスモーターの回転数を設定できるようにする。
2.部品説明
（1）ブラシレスモーター「DX2205」
この記事で使用しているブラシレスモーター「DX2205」のスペック：
| KV値 | 2300KV |
|---|---|
| 高さ | 31.5mm |
| モーター直径 | 27.9mm |
| シャフト直径 | M5 |
| 質量 | 28.8g |
| 電圧 | 2-4S |
| 最大電流 | 27.6A |
| 最大電力 | 408W |
※「電圧」の項目ですが、「2-4S」というのは、リポバッテリーの直列で繋ぐパックの数を表しています。リポバッテリーは１パック当たりで3.7Vなので、2-4Sは、2～4パックの間の電圧（7.4V～14.8V）の間で使用してくださいという意味です。
ブラシレスモーターとは、その名の通りブラシがないモーターです。そのため、電池に繋げば回るという単純なものではなく、きちんとした制御回路を組む必要があります。そして、その制御回路がひとまとまりになったものがESCです。
（2）ESC
ESCとは、「lectronic Speed Controller 」の略で、ブラシレスモーターをコントロールするのに使用されます。
出力はブラシレスモータのそれぞれの端子、入力はブラシレスモーターの出力を設定するためのPWM信号と、電源です。
今回は、このESCを使用しました。
スペック：
| 最大電流 | 25A |
|---|---|
| 電圧 | 2-4S |
3.ハードウェア
では、実際に制作してみます。
（1）半田付け
ESCとブラシレスモーターを半田付けします。
（半田付けの様子。半田付けが汚いのは気にしないでください～。）
ESC 側の３か所の端子と、ブラシレスモーターの３本の線を半田付けします。ブラシレスモーターに極性はないので、どの端子に度のコードを取り付けても回ります。
ただし、回転方向が逆の場合は、３本のコードのうち、どれか2つのコードを逆の端子に半田付けしなおせば、逆方向に回転するはずです。
そして、半田付け部分は、金属に触れてショートしないように、絶縁体で覆っておきましょう。（僕の場合は、熱収縮チューブがないのでセロハンテープですが。）
（2）モーターの固定
ブラシレスモーターを高速回転させることになるので、モーターの固定はしっかり行ったほうがいいです。「DX2205」の裏側には、モーター固定用のネジを取り付ける穴が４か所あったので、そのうちに箇所を使って固定しています。
（1ｍｍのヒノキ板を使って、裏からネジで固定。中央にもシャフト用の穴が必要。）
（3）配線
以下のように配線します。
➀Arduino 9ピン <----> ESCから出ているコード（ピンソケット側）の白色
②Arduino GNDピン <----> ESCから出ているコード（ピンソケット側）の黒色
③モーター電源（マイナス） <----> ESCの黒いコード
④モーター電源（プラス） <----> ESCの赤いコード
全体像です。
「➀Arduino 9ピン <----> ESCから出ているコード（ピンソケット側）の白色」の間になんとなく1ｋの抵抗器をはさんでいますが、なくても十分動作すると思います。
私は、この実験では、モーター用電源はデスクトップのATX電源を使用しました。電源電圧は12Vがほしいので、ATX電源から出ている黄色のコード（12V）をプラス、黒のコード（GND）をマイナスに使用しています。
4.ソフトウェア
ESCを使ってブラシレスモータを扱う時は、PWM制御を使います。PWMの出力をESCに入力すると、ESCが、その duty比をもとにモーターを動かしてくれます。
ですが、ここで一つ重要なことがあります。ESCを使うには、ESCに電源投入後に、毎回PWMの設定を行わなければなりません。具体的には、duty比（正確には、パルスの長さ）の最小値と最大値を設定するのです。そして、初期設定のあとモーターを制御するためにPWM信号を送信するときには、パルス幅がその間でなければなりません。
プログラムは、この記事の一番下に置いてあります。
メインのPWM信号の送信方法は、
#include <Servo.h> //servoライブラリを使います。 //↓どこかの関数内： Servo motor; motor.attach(9); //9ピンからPWM信号を出力 motor.writeMicroseconds(value); //value [us]の間だけONにするようなPWM信号を出力
という感じです。
5モーターを回す！！
いよいよです。次の順序で行ってください。
1. ArduinoにUSBをさし、この記事の一番下のプログラムを書き込む 2. シリアルモニターを開く 3. モーター電源をONにする → ESCからビープ音 4. シリアルモニタで何か文字を送信 → ESCからビープ音 5 .ビープ音が鳴っている間は、ESCが初期設定を行っているのでそっとしておく 6. ビープ音がやんだあと、VAL_MIN（下のプログラム参照）～VAL_MINの間で、整数をシリアルモニタで送信 7. モーターの回転速度が更新される 6 ～ 7 の繰り返し 終了時： 8. 徐々にモーターの回転数を下げるようシリアルモニタで命令し、最終的に回転を止める 9. モーター電源をOFFにする 10. ArduinoからUSBをはずす
ESCの設定手順の所が複雑ですが、この手順通りにすればうまくいくはずです。ブラシレスモーターの回転数を急に変えると、いろいろ危ない予感がします（実際に試したことがないので何とも言えませんが）。
万が一焦げ臭く感じた時などは、電源をすぐに切ってください。大電流を扱っているので大変危険です。
6プログラム
/* ブラシレスモータ用。 * モータの電源は12Vで行います。 * motor : DX2205 * ESC BLheli_s */ #include <Servo.h> Servo motor; // create servo object to control a servo #define VAL_MIN 1000 #define VAL_MAX 2000 int val; // variable to read the value from the analog pin void setup(){ Serial.begin(9600); motor.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object val = 1000; // Wait for input while (!Serial.available()); Serial.read(); Serial.println("Writing maximum output..."); Serial.println("Turn on power source, then wait 2 seconds and press any key."); motor.writeMicroseconds(VAL_MAX); delay(3000); // Send min output Serial.println("Sending minimum output"); motor.writeMicroseconds(VAL_MIN); } void loop(){ delay(100); motor.writeMicroseconds(val); if (Serial.available() > 0){ delay(20); byte data_size = Serial.available(); byte buf[data_size]; Serial.print("data size:"); Serial.println(data_size); for (byte i = 0 ; i < data_size ; i++){ buf[i] = Serial.read() - '0'; } Serial.println(); int dub = 1; val = 0; for(byte i = 0; i < data_size; i++){ val += buf[data_size - 1 - i] * dub; dub *= 10; } Serial.print(val); } val = min(VAL_MAX, val); val = max(VAL_MIN, val); }
次回：
このモーターにプロペラを固定して回します！！
shizenkarasuzon.hatenablog.com
