注釈

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3.5 小型ファン（DCモーター）の制御

このレッスンでは、Raspberry Pi Pico 2と L293Dモータードライバー を使用して DCモーター （小型ファンのような）を制御する方法を学びます。L293Dを使えば、モーターの回転方向（時計回りと反時計回りの両方）を制御できます。DCモーターはPicoが直接提供できる電流よりも多くの電流を必要とするため、外部の電源を使用してモーターを安全に動かします。

必要なもの

このプロジェクトには、以下のコンポーネントが必要です。

全キットを購入する方が便利です。こちらがリンクです：

名前	このキットのアイテム	リンク
Newton Lab Kit	450以上	Newton Lab Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

SN	コンポーネント	数量	リンク
1	Raspberry Pi Pico 2	1	購入
2	Micro USBケーブル	1
3	ブレッドボード	1	購入
4	ジャンパーワイヤー	数本	購入
5	IC L293D	1
6	DCモーター	1	購入
7	電源モジュール	1
8	9V電池	1

回路図

sch_motor

L293Dはモータードライバーチップで、ENはL293Dが動作するために5Vに接続されます。1Aと2AはそれぞれGP15とGP14に接続された入力で、1Yと2Yはモーターの両端に接続された出力です。

Y（出力）はA（入力）と位相が同じなので、GP15とGP14にそれぞれ異なるレベルが与えられた場合、モーターの回転方向を変更することができます。

配線図

この回路では、ボタンがRUNピンに接続されているのが見られます。これは、モーターが多くの電流を使用して動作するため、Picoがコンピュータから切断される可能性があり、ボタンを押す必要がある（Picoの RUN ピンが低レベルを受け取る）ためです。

DCモーターは高電流を必要とするため、安全性を考慮してここでは電源モジュールを使用してモーターに電力を供給します。

コードの書き方

注釈

ファイル 3.5_small_fan.ino を newton-lab-kit/arduino/3.5_small_fan から開くことができます。
またはこのコードを Arduino IDE にコピーしてください。
**Raspberry Pi Pico 2**ボードと正しいポートを選択し、「Upload」をクリックしてください。

const int IN1 = 15; // Input 1Aに接続されたGPIOピン
const int IN2 = 14; // Input 2Aに接続されたGPIOピン

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
}

void loop() {
  // モーターを時計回りに回転
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  delay(2000); // 2秒間動作

  // モーターを停止
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  delay(1000); // 1秒間停止

  // モーターを反時計回りに回転
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, HIGH);
  delay(2000); // 2秒間動作

  // モーターを停止
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  delay(1000); // 1秒間停止
}

コードをアップロードした後：

モーターは一方向に2秒間回転します。
次に、1秒間停止します。
次に、反対方向に2秒間回転します。
このサイクルは無限に繰り返されます。

コードの理解

制御ピンの定義：

const int IN1 = 15; // Input 1Aに接続
const int IN2 = 14; // Input 2Aに接続

ピンモードの設定：

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
}

モーター方向の制御：
- 時計回りの回転：IN1をHIGHにし、IN2をLOWに設定することで、モーターが一方向に回転します。
```
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
```
- 反時計回りの回転：IN1をLOWにし、IN2をHIGHに設定することで、モーターが反対方向に回転します。
```
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
```
モーターの停止：

両方の入力をLOWに設定し、モーターを停止します。
```
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);
```

さらなる探求

速度制御：

PWM対応のGPIOピンにEN1ピンを接続し、デューティサイクルを変化させることでモーターの速度を制御します。
複数モーターの制御：

L293Dは2つのモーターを制御できます。別のモーターを追加して独立して制御してみてください。
センサーの統合：

より高度なモーター制御システムを作るために、リミットスイッチやエンコーダーなどのセンサーを組み込みます。

安全上の注意

電源：
- 外部電源の電圧がモーターの定格電圧と一致することを確認してください。
- Picoの3.3Vピンから直接モーターを駆動しないでください。
電流の引き出し：
- モーターは特に起動時や停止時に大きな電流を引き出すことがあります。
- 電源がモーターの電流要件に対応できることを確認してください。
Picoのリセット：
- 場合によっては、モーターの電流引き出しが原因で電圧が低下し、Picoがリセットされたり、接続が切断されたりすることがあります。
- モーターの実行後にコードのアップロードに問題が生じた場合は、RUNピンを瞬時にGNDに接続してPicoを手動でリセットできます。

結論

このレッスンでは、Raspberry Pi PicoとL293Dモータードライバーを使用してDCモーターを制御する方法を学びました。L293Dへの入力を制御することで、モーターの回転方向を変更できます。この基本的な概念は、ロボティクス、オートメーション、モーターを使用する多くのアプリケーションにおいて不可欠です。