自作CPUで遊ぶ 3

ZUMI32でHDD用のスピンドルモータを制御してみた。使用したモーターはジャンクのHDDから抽出したやつで電極が４つある。各電極間の電気抵抗を測ると１つの電極に対して他の３つの抵抗値が同じになるのでコイルはスター型の接続になっているようだ。 FPGAの出力でモーターのコイルを直接ドライブ出来ないので、Power FETを介してドライブした。ちょうど手持ちにSanKenのFKI10531というFETがあった。このFETはVGS(th)が2.0V (typ)なのでFPGAで制御するのに都合が良い。

３相モーターなので駆動は２つのコイルを同時にONにしその状態を順繰りに切り替えていく方式にした。CPUからの制御はタイマー割り込みを使用して割り込みハンドラ内で行うようにした。 何発のパルスでモーターが１回転するのか不明だったので割り込み周期を１秒にしてパルス数と回転の関係を見たところ１２個のパルスでモーターが１回転することが判った。 市販のHDDの回転数は5400rpm〜7200rpm位のようだが、今回使用するモーターが載っていたHDDの回転数は不明だ。仮に5400rpmとすると１秒で 5400÷60 = 90 回転 （90Hz、11.1ms）となる。 このモーターを5400rpmで回すには 90Hz × 12 = 1080Hz 、ほぼ 1ms 周期でパルスを発生させる必要がある。つまり、割り込み周期は1msだ。 実際に、その周期でモーターを駆動してみると脱調して回らなかった。パルスモーターと同じように台形駆動（最初は低速で駆動し徐々に回転数を上げていく）が必要なようだ。 色々試してみたところ、パルス周期を30msecから初めて徐々に周期を短くしていくやり方で2.1msecまでは駆動できた。しかし、それ以下にすると脱調してしまう。 円板の有無でも変わるのかも知れない。

CPUの方はまったく問題無い。普通に使えている。