Transcript H18講義スライド（MS-PowerPoint）

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。