アジア人 どんちゃん騒ぎで 僕不眠 ポニ丸
ということで近所に住んでるアジア系の外国人の方が夜に爆音で音楽をかけて「Foo～！」とか言ってるわけですよ。ぴえんな日々を送ってます。
こんにちは、ポニ丸です。
前回KiCadっていう回路設計ソフトを導入したんですが、重要なステップを忘れてました。大きな目的としてカーテンを動かすのでどの程度の力を持ったモーターを使う必要があるのか、なんてことを考えないといけなかったのです。ざっくりいうと部品選定ですね。
ということで、今回はデバイス機器で必要なハード仕様を洗い出すことをやっていきます！参考にしたサイトは最後にまとめて貼っておきますね。
モータ
まず一つ目、モータの選定をしていきます！
ロールスクリーンをまだ買ってないので、前提条件は仮想として考えていきたいと思います。一回計算した過程があれば条件が変わっても再計算が楽ですしね。
前提条件
ロールスクリーンの大きさ等を想定しながら条件出ししてみました。
生地の大きさ：幅90cm × 高さ120cm = 1.08[m2]
生地の重量：1.08[m2] × 0.16[kg/m2] = 0.1728[kg]
回転部全体の質量：0.1728[kg] + α = 0.5[kg]
巻取直径：d = 5[cm] = 0.05[m]
巻取回転数：n = 60[rpm]
必要トルク計算
前提条件を満たせるトルクを計算していきます。
１．質量にかかる重力
W = 0.5[kg] * 9.8[N/kg] = 4.9[N]
２．必要なトルク
T = 4.9[N] * (0.05[m] / 2) = 0.1225[N*m]
対応できうるモータ
大きなモータにすればもちろん要求を満たせますが、ロールスクリーンの横っちょらへんに邪魔にならない程度のデバイスサイズにしたいのでコンパクトなものを選んでみました。
マブチのRE-260RA-2295というモータです。気になる人は下記からチェックしてみてください。
 | 価格:314円 |
データシートによるとRE-260RA-2295というモータは以下のスペックを持っています。
- 最大トルク：1.31 * 10-3[N*m]
- 最大回転数：7610[rpm] (±10％)
１．必要な倍率
先の計算にて必要なトルクは0.1225[N*m]だったので、RE-260RA-2295でそのトルクを満たすために必要な倍率は
0.1225[N*m] / (1.31 * 10-3) ≒ 93.5[倍]
２．倍率を満たす回転数
トルクを93.5倍に上げるということはギアによって93.5:1以上の減速をすることが必要になってきます。その時に前提条件として出していた巻取回転数の60[rpm]を満たせるかをチェックします。
最大回転数となる7610[rpm]にマイナスの最大誤差10％があったと仮定すると
7610[rpm] * 0.9 = 6849[rpm]
この回転数を93.5:1に減速すると
6849[rpm] / 93.5 = 73.25[rpm]
必要回転数(60[rpm]) ＜ 実現回転数(73.25[rpm]) なので、このモータで実現できそうです。
注意点としては巻き上げていくと巻取半径がだんだん大きくなる関係で必要トルクが大きくなる可能性はあるんですが、余裕を持った数字が出てるのでOKとします。笑
ギアボックス
モータの選定のところで急にポンとRE-260RA-2295が出てきたかというと、モータとギアボックスがセットになって売っているからなんです。
RE-260RAモータが同梱されたギアボックスは何種類かあるんですが、今回は遊星ギヤーボックスセットで実現できる100:1を使おうと思います。
トルクは
1.31 * 10-3[N*m] * 100 = 0.131[N*m]
※必要トルク0.1225[N*m]より大きい
回転数は
6849[rpm] / 100 = 68.49[rpm]
※必要回転数60[rpm]より大きい
計算上では両方の要件を満たしているので大丈夫ですが、実際に取り付けた際に満たせなかった場合は前提条件としての回転数を緩くすることでトルクを満たせるよう後日調整ということで！
モータードライバ
最後に、モータ制御を簡単にするモータドライバを選んでみます。
今回はDRV8835を使おうと思います。こだわりは特になし！
[参考URL]
モータだけでかなり長くなっちゃったので続きは次回にしようと思います。
ではでは！
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