ステッピングモーター回転検出時のジッター除去 skysmotor.com
ステッピング モーターの回転方向と速度を検出するには、シャフトに接続されたコード ディスクを使用し、コード ディスクを利用して 2 つの溝付きフォトカプラーをブロックして、2 相直交出力信号を生成します。信号を解析することで、モーターの回転方向や速度を知ることができます。
ただし、ステッピング モーターはステップごとに位置決めされた位置で揺れます。特に低速時にジッターが目立ちます。 このように、フォトカプラ出力のエッジにジッタが発生します。 ソフトウェア処理には適していません。
シミュレーション ソフトウェアでは、クロック ソースと論理ゲートを使用して、出力ジッターの現象をシミュレートできます。図のQ1はアナログフォトカプラの出力部分で、赤い波形は立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方にジッターが重畳されています。
図は、回路の同期出力ジッターの波形を示しています。
コンデンサが出力端に直接接続されている場合、出力がハイのときに出力が遅くなる可能性があります。
放電経路に別の抵抗を追加すると、低下が遅くなり、より確実にジッターを除去できます。高速でのパルスの欠落を避けるために、最大速度に基づいて適切な抵抗と静電容量の時間パラメータを選択する必要があります。フォトカプラの出力波形は規則的ではないことがわかり、ロジックを直接使って判断するのは間違っている可能性があります。
後でコンパレータを使用してヒステリシス比較回路を作成し、波形を整形することができます。原理は、検出入力をコンパレータのマイナス入力に接続し、プラス入力に分圧抵抗を使用し、別の抵抗を使用して出力を基準電圧としてプラス入力に接続することです。負の入力電圧が基準電圧より低い場合、コンパレータ出力はハイになり、基準電圧が上昇します。このとき、出力をローにするためには、負の入力が上昇した基準電圧よりも高くなければなりません。同様に、出力がローの場合、基準電圧はローに引き下げられ、負の入力には、出力をハイにするためにローに引き下げられる基準電圧よりも電気的に低い電圧が必要です。
波形からわかるように、Vref は Vcc/2 に上下に変化します。出力レベルが変化した場合、負入力にジッターがある場合でも出力を安定に保つことができます。
出力ヒステリシスコンパレータも入力ヒステリシス特性を持ったインバータとして簡略化できますが、コンパレータを使用した回路と比べて基準電圧やヒステリシス電圧範囲の調整ができません。
実際に使用した回路は以下の通りです。
ヒステリシス コンパレータによって整形された波形はきれいでジッターがありません。
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