高性能Arduinoライブラリ：DCモーター制御用

必要なコンポーネントと用品

パーツ	数量
Arduino UNO	1
汎用NPNトランジスタ	2
汎用PNPトランジスタ	2
抵抗 1kΩ	2
1N4007 ダイオード（高耐圧・大電流）	4

アプリとオンラインサービス

• Arduino IDE

プロジェクト概要

ここでは、産業用モーション制御の要件を念頭に設計された、DCモーターを多彩に制御できるArduinoライブラリを紹介します。16の機能を備え、方向、速度、ソフトスタート、スムーズストップ、ジョグ制御、DCブレーキ（緊急停止）など、あらゆる制御ニーズに対応します。

ライブラリ関数の説明

1. DC_Motor(int pin1, int pin2): モーター駆動用のArduinoピンを宣言
2. DC_Motor(int pin1, int pin2, int speed_flag): PWM出力ピンを指定して速度制御を有効化
3. start_motor(int dir): 指定方向でモーター起動（1=正転、0=逆転）
4. forward(): 正転開始
5. reverse(): 逆転開始
6. dc_break(): 即座にモーター停止（DCブレーキ）＊
7. stop_motor(): モーター停止
8. jogg_full_speed(int dir): 指定方向にフル速度でジョグ（5秒間）＊
9. set_speed(int speed): 速度を0-100%で設定
10. forward_with_set_speed(): 設定速度で正転
11. reverse_with_set_speed(): 設定速度で逆転
12. run_motor(int dir, int speed): 指定方向・速度で回転
13. jogg_set_speed(int dir, int speed): 指定方向・速度でジョグ
14. motor_speed_zero(): 速度を0にして停止（アナログ出力最小）＊
15. soft_start(int dir, int speed, int time_in_sec): 0から設定速度まで指定秒数で加速（ソフトスタート）
16. smooth_stop(int time_in_sec): 現在速度から0まで指定秒数で減速（スムーズストップ）

＊注: dc_break() はモーター内部に動的制動抵抗（DBR）などの対策がある場合のみ有効。回路設計に注意が必要です。motor_speed_zero() は速度制御時専用で、stop_motor()（デジタル出力）とは併用しないでください。

使用例

1) 速度制御なしで正転・逆転

#include 
DC_Motor motor(8, 12);

void setup() {}
void loop() {
  motor.forward();
  delay(5000);
  motor.stop_motor();
  delay(2000);
  motor.reverse();
  delay(5000);
  motor.stop_motor();
  delay(2000);
}

2) 速度制御付きで正転・逆転

#include 
DC_Motor motor2(9, 10, 1); // PWMピン指定、speed_flag=1

void setup() {}
void loop() {
  motor2.set_speed(40);
  motor2.forward_with_set_speed();
  delay(5000);
  motor2.motor_speed_zero();
  delay(2000);
  motor2.set_speed(80);
  motor2.reverse_with_set_speed();
  delay(5000);
  motor2.motor_speed_zero();
  delay(2000);
}

3) ジョグ制御（速度制御あり/なし）

#include 
DC_Motor motor(8, 12);
DC_Motor motor2(9, 10, 1);

void setup() {}
void loop() {
  motor.jogg_full_speed(1);
  motor.jogg_full_speed(0);
  motor2.jogg_set_speed(0, 80);
  motor2.jogg_set_speed(1, 30);
}

4) ソフトスタートとスムーズストップ

#include 
DC_Motor motor2(9, 10, 1);

void setup() {}
void loop() {
  motor2.soft_start(1, 90, 10); // 正転、90%、10秒で加速
  delay(3000);
  motor2.smooth_stop(5);        // 5秒で減速停止
  motor2.soft_start(0, 50, 6);  // 逆転、50%、6秒で加速
  delay(3000);
  motor2.smooth_stop(3);        // 3秒で減速停止
}

ライブラリの導入方法

DC_Motor フォルダをArduinoのライブラリフォルダ（例: C:\arduino-1.6.7\libraries）にコピーするだけで使用可能です。

回路図

Arduino UNOとHブリッジドライバーを用いたDCモーター制御回路