Raspberry Pi モータードライバー基板キット

このモータードライバーはRaspberryPiに取付ける事で小型DCモーターを2個（オプションにより最大3個まで)駆動可能です。

特徴

• 東芝製モータードライバTA7291Pを搭載
• 1A(ピーク2A)迄のDCモータを2個(オプションにより最大3個)まで駆動可能。
• モーターの速度はPWMにより制御可能。なおモーター３については最大速度に固定する事もできます。
  
• GPIO端子2本をラジコンサーボ対応のピン配置で出力。
• オープンコレクタ出力が1本あり高輝度LEDのON/OFF等に使用可能(max150mA)。
• 基板上にタクトスイッチによるGPIO入力を1本備えておりシャットダウンボタン等に使用可能
• 26ピンGPIO(RaspberryPi typeB等)および40ピンGPIO(RaspberryPi2 typeB等)どちらにも取付け可能。
• ドライバIC TA7291Pの入力信号はHレベルが3.5V以上となっており、本来RaspoberryPiの3.3Vだと規格外ですが、本キットのICは3.0V以上で動作する事を確認しています。

注意

• GPIOでラジコンサーボを制御する場合、3.3V信号で動作するサーボをご使用ください。
• 速度制御信号は1信号のみにつき、速度を制御するモーターは全て同じ速度設定となります。
  ※詳細は速度制御の項をご覧ください。
• モータードライバの最大電流は1A(ピーク2A)、オープンコレクタの出力トランジスタは150mAとなっていますが、温度が上がりすぎる場合は放熱処理をしてください。
• モーター電源に5V以上を印加する場合、サーボ電源にも同じ電圧が加わるので注意してください。
• ３Ｖを超えるモーターを使用する場合、PWMはフル出力でも3.3Vなのでモーター1,2に高電圧が加わりません。この場合CRフィルターを取り去りTA7291PのVref端子とVs端子間を3.3KΩ程度の抵抗で接続する事により速度固定に設定できます。

組み立てる前に内容物を確認してください。

内容	数量	表記/カラーコード
基板	1枚	−
ドライバIC	2個	TA7291P
26pinコネクタ	1個	−
ターミナルブロック	3個	−
1列ピンヘッダ	9pin分	−
タクトスイッチ	1個	−
トランジスタ	1個	2SC1815
コンデンサ(100μF)	1個	100μF
コンデンサ(10μF)	1個	10μF
コンデンサ(0.1μF)	2個	104
抵抗(51KΩ)	1個	緑茶橙 金
抵抗(2.2KΩ)	1個	赤赤赤 金
抵抗(3.3KΩ)	2個	橙橙赤 金
スペーサ	1個	−
ネジ	1個	−

図に従って部品を取り付けていきます。次の点には注意してください。

• RaspberryPiと接続する26ピンコネクタは裏面につけます。
• L1は回路図では330μHのインダクタですが3.3KΩの抵抗に変更しました。
• 標準のキットではモータードライバは2個入りですのでモーター１，２，３のいずれか二つを選んで実装してください。３個目はオプションです。
• サーボ、オープンコレクタ出力のコネクタはピンヘッダを３ピンずつに折って取付けてください。
• 10μF、100μFのコンデンサは周囲の部品と近く、若干取付けづらいですがご容赦ください。

※特に「RaspberryPiと接続する26ピンコネクタは裏面につけます。」には気をつけてください（後で修正するのは大変なので)。

タクトスイッチは５ピンタイプが入っている場合があります。この場合は不要なピンを切取ってください。

RaspberryPiのPWM出力を利用してモーターの速度制御が可能です。但しRaspberryPiのハードウェアPWMは1CHのみですので複数のモーターを個別に速度制御はできず、全て同じ速度で回転しようとします。なおモーター３については配線による設定で最大速度に固定することもできます。

モーター3動作	設定
速度制御	JP2：1-2間をショートする
最大速度固定	JP2：2-3間に3.3KΩを取り付ける。

※複数モーターを速度制御する場合、全部のモーターが同じ速度制御信号で回転します

※タクトスイッチの色は写真と異なる可能性があります。
※オプションの3個目ドライバIC実装例です

RaspberryPiに図の様に取り付けます。

２６ピンGPIOタイプ

２６ピンGPIOのRaspberryPi（RaspberryPi1 typeB等)は写真の様に取付けます。


モータードライバと本体の取り付け穴位置が一致するのでスペーサーで上下を固定するか、長ねじで共締めにする事が可能です。

４０ピンGPIOのタイプ (RaspberryPi2等)は写真の様にコネクタの左端に寄せて取付けます（ピン位置がずれない様に差し込んで下さい）。

。モータードライバ取り付け穴の直下のRaspberryPi本体には取り付け穴がありません。この場合ドライバ基板とスペーサーをネジで固定し、RaspberryPi本体には乗せるだけとなります。
「HDMI」文字の真上付近にスペーサが当たる形になります。

配線例です。

※クリックするとPDFファイルが開きます。

GPIOピンと用途の対応は次の通りです。RaspberryPiはRev1とRev2以降とでピン配置が異なっているのでご注意ください(Rev1は初期のRaspberryPiなのでこれを使う場面は少ないと思います)。

ピン	Rev1	Rev2以降	用途
3	GPIO0	GPIO2	Motor1 IN1
5	GPIO1	GPIO3	Motor1 IN2
13	GPIO21	GPIO27	Motor2 IN1
19	GPIO10	GPIO10	Motor2 IN2
21	GPIO9	GPIO9	Motor3 IN1
23	GPIO11	GPIO11	Motor3 IN2
12	GPIO18	GPIO18	PWM
18	GPIO24	GPIO24	オープンコレクタ
22	GPIO25	GPIO25	タクトスイッチ入力
7	GPIO4	GPIO4	サーボ1
11	GPIO17	GPIO17	サーボ2

ソフトウェアから各機能を次の様に制御します。
（上記配線例をイメージした説明になっています）

モーター

サーボ

LED（オープンコレクタ出力）

タクトスイッチ入力

rescuerobo.c
レスキュークローラの制御ソフトの例です。
このプログラムを起動するとネットワークでUDPのポート番号8765を監視し、受信したデータに従いモーター・サーボ・LEDを制御します。 GPIOの制御にWiringPi、サーボの制御にServoBlasterを利用しています。 通信を行っていますがセキュリティ的な処理は全くしていません。通信内容は各GPIOの状態をカンマ区切りで並べただけのものです。
RaspberryPi上で次の様にコンパイルします。

cc -o rescuerobo rescuerobo.c -l wiringPi

sdbutton.c
タクトスイッチをシャットダウンボタンとして使う例です。本プログラムを立ち上げ時に起動しておきます。 このプログラムの起動後、ボタンが押されていない期間が１０秒以上続くと動作を開始し、その後３秒以上ボタンを押し続けるとシャットダウンコマンドを発行します。

RaspberryPi上で次の様にコンパイルします。

cc -o sdbutton sdbutton.c -lwiringPi

RescueRoboControl.zip
参考用にレスキュークローラのコントロールソフト(Windows版)も載せておきます。Visual C# 2010 Expressでコンパイルしています。