ROSとRaspberry Piとタミヤのカムロボットでラジコンを作ろう[電気回路編]

イントロ
Cytron Maker Drive
TB6612

イントロ

前回はRaspberry PiにROS入りのOSをインストールしました．今回はモータを動かすための回路を作っていきます．タミヤのカムロボットはDCモータを使って左右の無限軌道を個々に動かしています.DCモータはタミヤのおもちゃでよく使われている乾電池で動くモータです.

Raspberry PiやArduinoでDCモータを制御するためにはモータドライバICという部品が必要になります．モータドライバICはRaspberryPi側の信号に応じてHブリッジ回路を使ってモータの回転方向とパワーをコントロールします．

今回は，Cytron Maker Drive (L298N)とTB6612の2つのモータドライバを紹介します．どちらを使用しても大丈夫ですが，Maker Driveが扱いやすく，TB6612の方がブレッドボードやユニバーサル基板に乗せるのに向いています．適切な方をお選びください．

L298N（Maker Driveに搭載されているドライバ）は1つのDCモーターを制御するのにPWM信号が2つ必要で，TB6612はDigital信号が2つとPWM信号が1つ必要になります．L298Nでは2つPWM信号, TB6612では2つのDigital信号の high/low によってモーターの回転方向を制御します． L298Nではhigh側のPWMのDuty比, TB6612ではPWM信号のDuty比でモータのパワーを調整します．これを表に表すと次のようになります．

: モータドライバの入出力(l/L : Low Input/Output, h/H: HIGH Input/Output, Z: High Impedance, %DUTY: PWMのデューティー比)

IN1	IN2	OUT1	OUT2	モータの状態
l	l	Z	Z	ストップ
l	h	L	H	逆転(%DUTY)
h	l	H	L	正転(%DUTY)
h	h	H	H	ブレーキ

Cytron Maker Drive

Maker Drive は Cytron が開発している入門用Hブリッジモータードライバです．デバック用のボタンとLEDを搭載しているので，配線のチェックや動作の確認が容易にできます．配線は次のように行います．

Driver	Other Device
M1A (IN)	Raspi-17
M1B (IN)	Raspi-18
M2A (IN)	Raspi-27
M2B (IN)	Raspi-22
M1A (OUT)	RMotor-YELLOW
M2A (OUT)	RMotor-BLUE
M1B (OUT)	LMotor-BLUE
M2B (OUT)	LMotor-YELLOW
VM	Alkaline-V+
5V0	Raspi-5V
GND	Raspi-GND, Alkaline-V-

TB6612

電気回路を次の図と表のように作っていきます.

TB6612	Other Device
A_IN1	Raspi-22
A_IN2	Raspi-27
A_PWM	Raspi-17
B_IN1	Raspi-13
B_IN2	Raspi-19
B_PWM	Raspi-26
A01	RMotor-YELLOW
A02	RMotor-BLUE
B01	LMotor-BLUE
B02	LMotor-YELLOW
VM	Alkaline-V+
VCC	Raspi-3V3
STBY	Raspi-3V3
GND	Raspi-GND, Alkaline-V-