今回もArduinoで電子工作した内容をご紹介します。
自動でクルクル回る電動ターンテーブルです。
Arduinoとステッピングモーターを使用すると比較的簡単にできます。
ただ、ステッピングモーターはDCモーターに比べると回転速度がそこまで
高速にできません。
電動ターンテーブルなのでそこまで高速回転させる用途ではないので
問題無いとは思いますが….
Arduinoを使った自作の電動ターンテーブルを作る方法がわかる。
Youtubeチャンネルにさまざまな動画を上げています。
↓↓↓こちらからYoutubeチャンネルにアクセス!! ↓↓↓
Arduinoで電動ターンテーブルを作ると…
では早速実際に電動ターンテーブルを動作させている動画を張っておきます。
速度的に何かをディスプレイしたいときや、
動画撮影などしたいときには重宝しそうです。
手回しするとどうしても回転速度が一定ではなくなりますからね。
電動ターンテーブルを自作するのに必要なもの
Arduino本体
Arduinoは、UNOでもMEGAでもなんでも大丈夫です。
私はArduinoUNOを使用しています。※互換機の安いやつ。
互換機は安くて、2021年7月末時点で1個1,000円程度なので「いまから始めよう!」
と思える金額ですよね!
非プログラマでも実は簡単に制御できるので、
むしろ非プログラマでも、工作好きならば1個持っておくと幅が広がります!!
電気工作系はちょっと….と敬遠していたとしても
そんなに難しくないので逆にとりこになってしまうかも….
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ステッピングモーター
次に紹介するのが、ステッピングモーター
いわゆるモーターです。
このモーターを制御することによって、本来は手動で回転させる回転台を
自動で回転させます。
ミニ四駆に乗っているようなDCモータは、「乾電池に＋と－をつなげば回る。」
という認識で合っていますが、今回使用するステッピングモーターは
そこまで簡単な制御ではありません。そもそもそんな単純な制御だったら、
Arduinoいらないですからね….
ですからステッピングモーターはちょっと複雑な構造をしています。
ただ、Arduinoであれば簡単に制御できますので不安に思う必要はありません。
↓こちらにステッピングモーターのリンクを貼っておきます。
ステッピングモーターの選定で注意点ですが、
モーター単体では動かしにくいです。
※動かせないことはないですが、ドライバーを使ったほうが超簡単。
なのでドライバー付のステッピングモーターを用意したほうが無難です。
ステッピングモーターのドライバー
上でステッピングモーターと一緒に紹介しましたが、
ステッピングモーター用のドライバーは用意しておいたほうがいいです。
ドライバーがあれば4本Arduino、2本を電源にさせば制御できます。
5V制御と12V制御がありますが、5V制御で問題ないので用意しましょう。
ステッピングモーターを動かす電源
ステッピングモーターには、5VのDC(直流)電源が必要ですが、
Arduinoの5V電源からとると、電流値不足になる可能性が高いです。
なので、別電源から5Vを取りましょう。
5Vを取る方法ですが、
一番簡単なのは、スマホのUSB充電器にUSBケーブルをさして、
そのUSBケーブルの先端を加工して5Vを取る方法です。
私はこんな感じで加工しています。先端をジャンパーワイヤーのようにしています。
こんな感じで加工しておくと、いろいろと使う場面があるので
1本作っておくと後々5V電源を取るときに便利なのでオススメ。
回転台
今回の主役です。
この回転台がしょぼいと回転にムラができる可能性があるので、
ある程度しっかりしたメーカーの回転台のほうがいいでしょう。
↓↓わたしはこの回転台にしました。
コロ軸受けがそこそこ豊富に使われているので回転も滑らかです。
1つ難点を上げるとすると、
台の上に何も載せていない状態(無負荷状態)で回すと、
そこそこ騒音がします。
音の質的には、シャーシャーという感じ。
高速で回さなければ爆音ということでもないので気にはなりませんが…
ゴム足
このゴム足は、ステッピングモーターの回転部に接着して、
回転台の側面をグリップするためのものです。
↓amazonで購入可能です。
サイズ的には、大きすぎても小さすぎても微妙なので、
↑のサイズくらいがちょうどよいかと思います。
本当は側面が斜めになっていない円筒系のゴム足を探したのですが、
ちょっと見つからなかったのでこちらで代用しています。ゴム足ってやはり1個2個で購入するのは難しいので、少し多めに入っているものを選ばないといけないのが、なんだか勿体無い気もしますね…
ステッピングモーターと回転台を固定するもの
ステッピングモーターと回転台の準備ができたところで、
両方を連結させてあげないといけません。
わたしは、工作性の高いアクリル板を使用しました。
もちろん金属の板などでもいいと思いますが、
アクリル板は加工性も値段も金属よりも良好なのでアクリルを使用しています。
アクリル板と金属板では、強度的な面で金属板のほうが優れていますが、
ステッピングモーターの固定程度であればアクリルで十分でした。
アクリルとステッピングモーター、回転台と連結させるわけですが、
アクリル⇔ステッピングモーターはねじ止め、
アクリル⇔回転台はホットメルトで接着しています。ホットメルトよりも、グルーガンと読んだ方が馴染みがある人もいらっしゃるかもしれませんね。こんなの↓↓↓
アクリル板の加工ですが、ステッピングモーターの取り付け位置を微調整できるように穴を長穴にしておくのがポイントです。
「長穴にしておかないと」、
ちょっと回転台とゴム足が離れただけでもう一度モーターの台を外して
接着しなおし...めんどくさいですよ。
記事投稿時点での総額費用
なにも持っていない状態から自動回転ステージを作成するならば、
総額は4,000円弱になりますね。
意外と高価になってしまいました。
ただ、すでにArduinoをもっていたり、ステッピングモーターとドライバーが手元にある人は、
回転台とゴム足、アクリル板くらいなので3,000円もしないで作成可能です。
ステッピングモーターの動かし方
ステッピングモーターを動かすスケッチ(プログラム)
をご紹介します。
//ライブラリはSterpper.hを使用
#include <Stepper.h>;
// ステッピングモータが1回転するのに必要なステップ数を定義
//2相励磁方式で制御するため2048 step で1回転
const int MOTOR_STEPS = 2048;
//↑で設定したステップ数と、接続するピンの番号を定義
Stepper myStepper(MOTOR_STEPS, 8, 10, 9, 11);
void setup() {
myStepper.setSpeed(15); // スピード設定(15rpm)
}
void loop() {
myStepper.step(-512); // 512ステップで90度回転
delay(200);
// 静止時には電流を遮断する。
digitalWrite(8, LOW);
digitalWrite(9, LOW);
digitalWrite(10, LOW);
digitalWrite(11, LOW);
myStepper.step(512); // 512ステップで90度回転
delay(200);
// 静止時には電流を遮断する。
digitalWrite(8, LOW);
digitalWrite(9, LOW);
digitalWrite(10, LOW);
digitalWrite(11, LOW);
}このスケッチArduinoにかきこむことによって90°ずつ行ったり来たりする
動作ができます。
動画でも解説していますのでご覧ください
当たり前ですが、撮影も編集も私がやっています。
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