正逆DCモータ制御回路-居酒屋ガレージ日記

正逆DCモータ制御回路

1月10日の東成おもちゃ病院でてこずったのが「クレーンゲーム」。
＜左右＞＜前後＞にクレーン基部が動いて、鎖につながったバケットが
＜上下＞します。
この3軸を動かすのに、それぞれDCモータが付いていて正逆制御
できるようになっています。

動作不良の原因はモータ軸に取り付けられた樹脂ギアの割れ。
負荷が加わると滑って減速ギアが動かないという状態だったのです。
これが3つのうち2つのモータに起こっていました。

メカ部はこんなの。

赤いラックが左右移動。
灰色のが前後移動。
鎖が見えているのが上下駆動。
この四角い箱の中に組み込まれています。
複雑に絡まったギア機構のせいで、これの解体（モータを取り出す
ため）にてこずりました。

ゲームを「スタート」すると、スピーカから音楽が鳴り、一定時間、
モータを操作するスイッチが使えるようになります。
左右、前後、上下のスイッチはそれぞれ独立していて、ジョイスティック
の形状になっています。
中立位置で停止。
両手を使えば同時にオンすることも可能です。

どのタイミングでも正逆回転できるんで、「どんつき」の検出用に
リミットスイッチが付いています。
一方の限度まで進むとモータが止まり、その反対側にしか動かなく
なるようにしてあるのです。
　　　※上下の鎖駆動はメカ的なスリップ機構で止めてました。
音出しとタイマー制御をしているので、制御基板が乗っています。

このモータ駆動、普通に回路設計するとこんな感じかな。
　　※1軸だけを図示

左側の手動操作スイッチの状態と右の上下に記したリミットスイッチ
の状態を読み込んで、正逆駆動回路をドライブ。
マイコンを使っての制御となると、こんなところでしょうか。

修理の過程で、モータのつなぎを追いかけたところ、下図のような
手動駆動回路が使われていました。

＜正転・停止・逆転＞のスイッチが2回路になっていて、それで
モータの極性を切替します。
そして「どんつき検出」用リミットスイッチの「B接点」を使い、
うまい具合にどんつきの反対にしか回らない制御を実現しています。
ゲームが始まるとトランジスタがオンして、タイムアップで切れるまで
電源が供給(GND側をスイッチ)されます。

方向切替を図示するとこんな具合です。