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1 赤 道 儀 用 マイクロステップモータードライバ FS-MT03 取 扱 説 明 書 2006 年 6 月 北 軽 井 沢 観 測 所 1

2 目 次 1. はじめに 3 2. 製 品 仕 様 3 3. 各 部 の 名 称 4 4. モーターとの 接 続 5 5. 調 整 方 法 5 6. ハンドコントローラーと 動 作 7 7. トラブルシューティング 7 8. テクニカルデータ 8 9. サポート 11 2

3 1. はじめに 本 赤 道 儀 用 マイクロステップモータードライバは 高 倍 率 の 観 測 が 要 求 される 惑 星 追 尾 用 として 開 発 細 部 の 修 正 などを 行 ってきたもので ステッピングモーターの 正 確 さと DC サー ボモーターの 回 転 のスムーズさを 両 立 させるためにステッピングモーターをマイクロステップ 駆 動 させる 方 式 を 採 用 したものです 小 型 化 を 目 指 して 少 ない 部 品 点 数 で 高 品 位 な 性 能 を 満 足 するために 最 適 な IC を 選 定 し 惑 星 星 野 用 としてハイアマチュアが 要 求 する 必 要 機 能 設 計 の 回 路 を 搭 載 し 放 熱 性 とノイ ズ 防 止 効 果 が 高 く 強 固 なアルミダイキャスト 製 筐 体 に 収 納 いたしました ステッピングモーターをマイクロステップ 駆 動 するとモーター 駆 動 音 の 極 端 な 低 減 が 達 成 され 高 倍 率 で 観 察 したときに 気 になるステップ 振 動 が 皆 無 になます また 星 野 撮 影 用 の 機 能 として 1/2 倍 速 もサポートいたしましたので 様 々な 用 途 の 赤 道 儀 に 適 用 ができます 近 年 流 行 の 高 速 DC サーボモーターを 採 用 した GoTo 赤 道 儀 のような 機 能 と 高 精 度 追 尾 は 相 反 する 課 題 で 単 一 モーターでの 両 立 は 困 難 です 本 製 品 は 最 大 8 倍 速 の 低 速 側 に 特 化 した 仕 様 ですが 天 体 追 尾 の 世 界 観 が 変 わること と 確 信 いたします 2. 製 品 仕 様 本 赤 道 儀 用 マイクロステップモータードライバは 以 下 の 基 本 仕 様 を 有 しており 様 々な 赤 道 儀 とステッピングモーターに 対 応 可 能 です 基 本 仕 様 対 応 モーター 2 相 ステッピングモーター ( 定 格 電 流 3A 以 下 のもの) 電 源 DC5V~DC24V ( 標 準 DC12V) 駆 動 時 の 電 流 ロジック : 0.1A 以 下 モーター : 使 用 モーターの 動 作 条 件 による : モーター 回 転 停 止 時 は 電 流 カット 制 御 モード RA 正 転 : 恒 星 時 RA 逆 転 : 恒 星 時 1/2 8 Decl (+) : 停 止 1/2 8 Decl (-) : 停 止 1/2 8 (RA Decl ともに 方 向 切 り 替 え SW 付 き) 原 発 振 周 波 数 12MHz ( 水 晶 発 振 IC による) 回 転 偏 差 100ppm 以 内 3

4 3. 各 部 の 名 称 以 下 に 本 赤 道 儀 用 マイクロステップモータードライバの 各 部 名 称 を 示 します 本 体 Decl コネクタ R.A.コネクタ ハンドコントローラー 電 源 コネクタ 回 転 方 向 切 替 SW 裏 蓋 ゴム 足 Decl RA 写 真 1 本 赤 道 儀 用 マイクロステップモータードライバの 各 部 名 称 写 真 1 が 各 部 名 称 です 本 体 には 4 つのコネクタと 2 つのスィッチが 付 いています コネク タは 電 源 ハンドコントローラー RA モーター Decl モーター 用 で それぞれのコネクタに 接 続 するための 専 用 ケーブルが 付 属 します 本 体 上 方 の 取 っ 手 下 に 回 転 方 向 を 切 り 替 えるためのスィッチが 付 いています 本 体 裏 側 にはゴム 足 が 付 いており その 外 側 に 蓋 を 固 定 するネジがあります 4

5 4. モーターとの 接 続 図 1は2 相 ステッピング モーターの 概 念 図 です コ イルは A 相 と B 相 があり それぞれの 相 の 中 点 には センタータップが 出 ていま す 図 2 はモーター 配 線 接 図 1 ステッピングモーター 図 2 コネクタのピン 配 置 続 に 用 いているコネクタのピン 位 置 を 示 したものです ( 裏 表 で 左 右 逆 になりますがコネクタ の 黒 いプラスチックに 番 号 の 刻 印 があります) ステッピングモータ ーとコネクタ 間 は 図 3 のように 接 続 します A 相 とB 相 のそれぞ れの 中 点 は 両 方 とも コネクタの 1 番 ピンに 接 続 します ステッピングモータ ーからは 6 本 の 配 線 が 出 ていますが テス ターの 抵 抗 測 定 モー 図 3 コネクタとステッピングモーターの 接 続 ドで A-A B-B および 各 中 点 を 確 認 することができます 5. 調 整 方 法 本 赤 道 儀 用 マイクロステップモータード ライバの 調 整 をするには 本 体 内 部 の 設 定 SW を 変 更 する 必 要 があります 写 真 2 のように 裏 蓋 を 開 けると 内 部 の 配 線 と 回 路 を 確 認 できるようになります 回 路 基 板 上 に 緑 色 の IC ピッチ 変 換 基 板 に 取 り 付 けられた TC9198F という 分 周 IC の 両 脇 に 18 個 のディップ SW が 並 んでいま す ( 黒 色 の IC パッケージに 若 草 色 の SW が 付 いた 部 品 です) 写 真 2 本 体 内 部 の 配 線 状 況 5

6 回 路 基 板 上 の 分 周 設 定 部 分 は 写 真 3 のようになっています 設 定 部 の 詳 細 を 図 4 に 示 します 電 流 制 御 部 分 周 設 定 部 ディップ SW は TC9198 の 左 側 が 上 方 より 1 から 10 まで 右 側 が 下 方 より 1 から 8 までとなっていて 何 れも TC9198 側 に 設 定 す る と on(1) 1 8 TC9198 と 反 対 側 が off(0)です また TC9198 の 左 側 SW の 10 番 10 1 SW は 使 用 していません 表 1 にディップ SW の 割 付 けとその 写 真 3 回 路 基 板 分 周 数 について 示 します 表 1 ディップ SW 設 定 と 分 周 数 off on 位 置 番 号 ビット 分 周 数 左 ~ ~ ~ 使 用 使 用 右 ~ ~ ~ 不 使 用 on off 図 4 ディップ SW アサイン 例 えば 原 発 振 周 波 数 を 1536 分 周 する 場 合 には 1536= で 左 側 の 9 番 と 右 側 の 1 番 SW を on にします 1537 分 周 の 場 合 は 更 に 左 側 の 1 番 SW も on にします ( 注 意 : 本 コントローラーでは TC9198 の 分 周 出 力 を 更 にフリップフロップ 回 路 で 1/2 分 周 して Duty 比 50:50 のクロック 波 形 を 得 ています こ れは TC9198 の 出 力 波 形 が 短 ショットのパルス 出 力 のためモータードライバ IC の STK 入 力 用 に 波 形 を 整 形 する 必 要 があるからです) 分 周 数 は 下 記 の 式 から 求 め ることができます また このように TC9198F は 5~65536 の 範 囲 で 任 意 の 分 周 数 を 設 定 することのできる 優 れた プログラマブル 分 周 器 です 必 要 パルス 数 (/ 日 )=ホイール 歯 数 伝 達 ギア 比 モーターギア 比 360/ステップ 進 角 駆 動 周 波 数 (pps)=2 必 要 パルス 数 /86164 (86164 秒 =1 恒 星 日 ( 秒 )) 分 周 数 = 原 発 信 周 波 数 / 駆 動 周 波 数 6

7 電 流 制 御 部 はモーターに 流 す 最 大 電 流 を 設 定 する 部 分 です 付 属 の 半 固 定 VR を 時 計 回 りに 廻 すことで 最 大 電 流 を 増 加 でできます (モーターの 種 類 によって 設 定 値 は 変 わります) マイクロステップ 動 作 ではモーター 電 流 を 増 加 するとステップ 駆 動 の 傾 向 が 強 く 現 れるよう になりますので 恒 星 時 駆 動 の 状 態 でモーターの 振 動 音 が 急 激 に 少 なくなる 点 まで VR を 反 時 計 回 りに 廻 して 電 流 値 を 絞 ります この 設 定 状 態 で 8 倍 速 が 動 作 することを 確 かめてくだ さい トルク 不 足 でもし 8 倍 速 が 上 手 く 回 転 しないようでしたら VR を 僅 かに 時 計 回 りに 廻 して 駆 動 電 流 を 増 加 するように 調 整 します ( 最 後 に 0.5 倍 速 でモーターが 回 転 することも 確 認 し てください) 以 上 で 調 整 は 終 了 で この 調 整 はモーターを 変 更 しない 限 り 最 初 に 行 えばその 後 は 変 更 する 必 要 はありません 6. ハンドコントローラーと 動 作 写 真 4 はハンドコントローラーの SW 配 列 を 示 したものです RA は SW を 押 さない 状 態 で 5 項 において 設 定 した 恒 星 時 駆 動 速 度 Decl(+) 0.5 (1 倍 速 )で 連 続 運 転 をしています R.A. 0.5 RA 0.5 で 恒 星 時 駆 動 の 0.5 Decl (-) 倍 速 RA 1.5 で 恒 星 時 の 1.5 R.A 倍 速 になります R.A. rev 目 標 導 入 などで 高 速 駆 動 が 必 R.A. 8 8 要 な 時 には RA 8 または RA rev 8 で 恒 星 時 の 8 速 で 正 / 逆 方 向 に 導 入 します Decl 8 Decl は Decl(+) 0.5 で 正 方 向 Decl(-) 0.5 で 逆 方 向 に 0.5 倍 速 で 移 動 します また Decl 高 輝 度 白 色 LED 手 元 照 明 SW (トグル) 8 と Decl(+) または Decl(-) を 写 真 4 ハンドコントローラーの SW アサイン 同 時 に 押 すと 8 倍 速 となります Decl(+) または Decl(-) と 8 の 同 時 押 し 以 外 の 同 時 押 しは 全 て 恒 星 時 駆 動 となりま す 手 元 照 明 SW は 1 回 押 すと 高 輝 度 白 色 LED が 点 灯 もう 一 度 押 すと 消 灯 します 7. トラブルシューティング これまでのところ 異 常 動 作 を 検 出 しておりませんが 以 下 の 外 的 な 因 子 によるトラブルが 考 えられます (1) 雨 夜 露 による 回 路 の 結 露 : 回 路 筐 体 は 一 応 の 軽 防 水 となっておりますが 回 路 が 7

8 水 にぬれた 場 合 は 直 ちに 電 源 をカットし 乾 燥 をさせてください (2) 原 発 振 の 停 止 : 特 に 低 温 の 場 所 での 運 用 においては 原 発 振 用 いている 水 晶 発 振 IC の 発 振 が 停 止 する 可 能 性 があります この 現 象 を 防 止 するためには 本 体 を 毛 布 などに 包 むなどの 対 応 をしてください 十 分 な 保 温 がされていれば 本 体 内 のモータードライブ 用 IC の 発 熱 で 発 振 が 停 止 することはありません また どうしても 発 振 停 止 する 場 合 は 使 い 捨 てカイロなどで 保 温 する 方 法 もあります 8. テクニカルデータ システム 回 路 図 (RA のモーター 接 続 は Decl と 同 じです) 8

9 JC-6 JC-5 JC-4 JC-3 JC-2 JC-1 写 真 5 ジャンパコネクタ JC-1 ピン 接 続 1 GND 2 NC 3 +12V JC-2 ピン 接 続 1 RA RA RA 8 4 RA rev 8 5 Decl(+) V 7 Decl(-) GND 9 Decl 8 10 NC 9

10 JC-3 JC-4 ピン STK672 内 容 制 御 1 22 GND 2 21 Mo Mo Mol 5 18 ENABLE プルアップ R 付 6 17 RET プルアップ R 付 7 16 Reset プルアップ R 付 8 15 CWB プルアップ R 付 9 14 CLK M4,M5 プルアップ R 付 M3 プルアップ R 付 M2 プルアップ R 付 13 9 M1 プルアップ R 付 14 8 Vref 15 7 Vcc(5V) 16 6 A 17 5 A 18 4 SG(GND) 19 3 PG(GND) 20 2 B 21 1 B JC-5 JC-6 ピン 接 続 1 PG 2 B 3 B 4 A 5 A 10

11 9. サポート 本 赤 道 儀 用 マイクロステップモータードライバは 北 軽 井 沢 観 測 所 のオリジナル 製 品 です ご 要 望 等 がございましたら 改 善 改 良 をさせていただきます また 故 障 等 のトラブルに 対 しましては 電 子 部 品 の 入 手 が 可 能 な 限 り 対 応 させていただ きます 良 い 天 文 ライフを 祈 念 いたしております 感 謝 11