以下の掃除機を分解して、改造してみようと思います。
内部には、DCモータが5つほどあります。これを、独自基板を使って動かそうと思います。
これらの電源は、14.8Vとありますね。4セルということで、充電終わった直後は17Vぐらいまで上がっていることを想定します。
これらに、ArduinoやRaspberryPiなどを接続するように考えると、モータードライバを搭載しなければいけません。
TA7281Pというモータドライバがあります。Arduino系のレクチャーでよく使われる東芝製のドライバです。
しかしながら、VCC（ロジック電源）= 4.5～20 V ということで、RaspberryPiなどの3.3Vコントロール信号には対応できません。
RaspberryPiに限らず、STM32やESP32などでは3.3Vで動かしたいですね。なので5V/3.3V両用のロジック信号で動作する、モータドライバを選定します。
要件として、
- ロジック電源 3.3V/5V 両用
- モータ電源 20V以上
- フルブリッジ（車輪は正転／逆転を行うため）
- 出力 1.5A 以上
- 安いもの（教材として使うため／本来はフルブリッジ使う必要無い掃き込みモーターと車輪モータのドライバを共通化したいため）
この要件に合うモータドライバはあるでしょうか？
入手性を考えて、まずは秋月電子にあるDCモータドライバから検討してみました。それらを抜粋、それぞれの問題点を挙げてみると
- TA7291P 150円 問題点:ロジック電源4.5V以上
- TB6643KQ 280円 問題点:フルブリッジではない
- TB6612FNG 130円 問題点:入力15Vまで
- BD6211F-E2 100円 問題点:入力７Vまで 出力１Aまで
- BD6231F-E2 180円 問題点:出力１Aまで
ということで、良さそうなのがありません。
ということで、秋月電子にこだわらずに探したところ、以下のものが見つかりました。
Texus IntsurlentsのDRV8871です。
- VIL Input logic low voltage 0.5 V
- VIH Input logic high voltage 1.5 V
- Wide 6.5-V to 45-V Operating Voltage
- 565-mΩ Typical RDS(on) (HS + LS)
- 3.6-A Peak Current Drive
ということで、基本的な性能は十分ぽいです。
金額も、
| 数量 | 単価 | 金額 |
|---|---|---|
| 1 | 273.00000 | ¥273 |
| 10 | 245.50000 | ¥2,455 |
| 100 | 197.33000 | ¥19,733 |
| 500 | 162.12600 | ¥81,063 |
| 1,000 | 134.33200 | ¥134,332 |
ということで、秋月電子にラインアップされているモータードライバとそう変わらない金額にできそうです。