Arduinoとステッピングモータで100均のターンテーブルを回す

Arduinoとステッピングモータで100均のターンテーブルを回す

　Arduinoとステッピングモータを使って100均のターンテーブルを回してみるページ。

　卓上、床置きの回転台(ターンテーブル)をスイッチのON/OFFで電動化できれば、首振り機能のないサーキュレータに首振り機能を追加できたり、カメラで360度連写したり？、お気に入りアイテムをうっとり眺めたり...いろいろと使えるでしょう。

　今回は、100均のターンテーブルを摩擦抵抗を利用、ステッピングモーターDC 5V 28BYJ-48とモータドライバULN2003を使い、ロッカスイッチでON/OFFして動かしてみることにしました。

　着想というか、元ネタは、No.23 ワーイ目がまわる。

　実際に使うとしたら、ここで入れたロッカスイッチの位置でのON/OFFではなく、Arduinoボード自体をスイッチ式コンセント＋ACコンセント接続USB充電器などでON/OFFするのが妥当でしょう。

　回してみたのが、この動画。

　シャフト先端の抵抗体の固定、モータ側の高さ調整と固定が仮であること、若干ながら回転台にタワみがあり均一でない部分があるため、ややぎこちないところもあります。

　ただ、本件とは別に買ってあったターンテーブル(ダイソー150円商品を1個使って気に入って後からキャンドゥで3個買い足し)については、キャンドゥに100円であったものは、3つ買って3つとも、たわみのせいか、手で回してさえもスムースに回らず、何かの拍子に中の玉が外れてしまい、たまたまなのか、これについては、ダイソーの150円商品の方が、圧倒的に良質だったため、これを使いました。

　今更ながら...何気なく、回転台の裏面を見たら、ダイソーの方は、中央をがっつりビス留めしてありますが、キャンドゥの方は、はめ込みは固いものの、はめてあるだけでした...。

　ダイソーの方を分解(ビスを外)し、キャンドゥの方は少しめくり上げて比較してみると前者は、表裏共に振っても外れありませんが、円滑に転がる程度に玉が「はめて」ありつつ、全てが円形のフレームに収まり、上面のテーブルと一緒に円形フレームごと回る(玉は「下面」と接触して転がって回る)構造ですが、後者は、テーブル下面に固定された支柱に玉が載っており(ただ、載っけているだけであり)、玉が「上面」と接触して転がってテーブル上面だけが回る構造だった...、なるほど、どうりで圧倒的な差が生まれるわけだ...。

　ステッピングモーターのシャフト先端には、やはり、100均で買った多目的(EVA)クッションと熱収縮チューブの2種類を使ってみました。

　動画では、多目的クッションを使っていますが、本来なら、このくらいの厚さ・径のゴムが最適そう。

　テーブル側面への接触、回転も試してみましたが、この環境だとテーブル上面に接触させる方が、安定しました。

　シャフト径に合う熱収縮チューブだと細いこと、28BYJ-48の仕様、その上、シャフトには2つ面があり、接触箇所はほんの少しの面積の2箇所となるため、回転がめちゃめちゃ遅く、円筒形である程度、径のある多目的クッションだと回転が速い...が、あまりに大きいと邪魔。

　ただ、何れもただ差し込んだだけであるため、熱収縮チューブも正転・逆転を繰り返していると抜けてくることがあったり、多目的クッションの方は、シャフトを挿した部分が柔らかいため、摩擦に負け、少し不安定になることがあり、比較的厚みのある商品カバーなどのプラスチックを切り抜いて両サイドにグルーガンで貼ってみたところ、貼る前よりは少しはマシになりました。

　モーター側の固定には、やはり、100均で買ったと思しき、L字プレート金具(アングル)、クリップ各2個、モーター型にくり抜いた、すのこの切れ端を使いました。

　ターンテーブルを回転させる時は、このL字プレート部を回転台の下に挟み込むと良さ気(回転台の下に敷いてある滑り止めマットのグリップもうまく効いているかも)。

　この状態でも抵抗体が抜けないようにモーター側を押さえておけば、少なくとも0.8kg(800g)くらいまではいけました。

回路

　回路として必要となるのは、Arduinoボードとステッピングモーター、モータドライバ、ロッカスイッチ、ブレッドボード各1個とジャンパワイヤ、両端ワニグチケーブル適量。

　今回は、ArduinoボードにNano互換機、ステッピングモーターには、DC 5V 28BYJ-48とモータドライバULN2003のセットを使いました。

　Amazon、Amazonマーケットプレイス価格で単価割りすれば、約1000円前後、他材料を含め、1500円前後かと。

スケッチ

　スケッチは、Arduinoで『オルゴールっぽいもの』を作るでも使わせて頂いた『1-1相励磁』版で、[motorSpeed]と[countsperrev]を変更しながら、良き値に設定しました。

備考

　このままだと、まだ、完了・完成とは言えません。

　サーキュレータを載せても回ることもありますが、安定して回らないため、追々、これが回る程度にはしたいと思います。

　今回、スケッチは1相励磁ですが、検証は、よりトルクが大きいはずの2相励磁でもやってみたものの、この環境では、明らかな違いは確認できませんでした。

　実は、昨日、4種類のギヤボックスが届き、その内、1つだけ組み立ててみたのですが、モータを手で持ってちょっとやってみたところ、圧倒的に音が静かで、より安価なステッピングモータ＆モータドライバでいけそうな雰囲気だったことから、この記事を書くに至りました。

　100均のターンテーブルを使うにしてもDCモータのギヤボックスやサーボモータを使う方法もあるでしょうし、まして、そもそも100均の回転台にこだわらなければ、摩擦抵抗以外の方法もあります。

　実際には、モータ自体のパワー(トルク)にもよるし、同じモータなら回転速度とトルクはトレードオフなので用途に応じた選定が必要になる、また、コスパも無視はできないでしょう。

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