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2025年10月20日 [アプリ屋さんのIoT]

再挑戦:鍵のモーター制御(1)

ドア鍵、ステッピングモーター部品一覧 前回は、機械的なカギを一般的なDCモーターを利用して、マイコン制御することにチャレンジしました。
ギア(歯車)を利用しなかった失敗もあるのですが、時間でモーターを回すだけでは、どうしても誤差が生まれてしまいました。

そこで今回は、ステッピングモーターを利用して、再挑戦いたします!

前回と今回チャレンジした装置は、こちら(前回の引用)
「今回は、扉に物理的に取り付け、電気信号で施錠・開錠できる装置を考えたいと思います」

今回は、VKLSVAN社 8BYJ-48を使用しました。
また、モーターを制御しやすくするドライバーボードULN2003も利用しました。

ステッピングモーター:
型番:8BYJ-48
ドライバーボード(制御モジュール):
型番:ULN2003
メーカー:VKLSVAN
アマゾン販売サイト(外部サイト)


ステッピングモーターのさわりについては、前回の記事にまとめてありますので、参照ください。

では、価格に関してです。
今回利用したキット(モーター+ドライバーボード(制御モジュール))は、4個入りで約1,200円。単価300円です。
モーター単品を探しましたが、ドライバーボード前提なのか、500円ほどに。
ここは、素直にドライバーボードセットを購入しましょう。
先のDCモーターは180円なので、やや高めと言えるでしょう。
(ただ、ドライバーボードを自作すると、120円では厳しいと思います)


次は内部構造に関してです。
このステッピングモーターは、複数の永久磁石、モーター、ギア(歯車)から構成されているようです。
※ソース:ステッピングモーター(28BYJ-48)を分解して仕組みを調べてみた(外部リンク)
ギア(歯車)は4つ内蔵されていて、ギア比は64となっています。
つまり、フルステップ(1相励磁、2相励磁)で駆動させた場合、ステッピングモーターを1ステップ回転させるためには、内部モーターを64回転させる必要がでてきます。

また、詳細は省略しますが、ステッピングモーターは励磁方式と呼ばれる制御方法があります。
「1相励磁」:消費電力が少なく、制御が簡単。振動が強い。
「2相励磁」:出力トルクが大きく、スムーズに駆動。
「1-2相励磁」:回転角は、他の励磁方式の半分。一番スムーズに駆動。



最後にドライバーボード(制御モジュール)についてです。
モーターを駆動させるには、マイコンボードで制御するには電力が足りません。
そこでダイオード等を利用して、各励磁の制御を行います。



今回は、ステッピングモーターの制御について記事にしました。
来週は、ソフトウェアについて記事にしようと思います。

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