私が初めて手にした赤道儀はGP2ガイドパックという星野赤道儀でした
その赤道儀のコントローラーDD-2はオートガイダーに非対応でしたが
コンバーター回路を付け加えてオートガイダー対応にできるというブログ記事を見つけ
その工作をしました
その回路に関する記事はこちらです
最も一般的なオートガイダーのST-4規格は通常駆動時「Hi」（いわゆる1、ONの状態）
速度を変更する信号「Loｗ」（いわゆる0、OFFの状態）
となっているのですが
DD-2は通常駆動が「Loｗ」、速度変更するためにボタンを押した状態が「Hi」のように
正反対の論理になっていました
そこで、オートガイドの信号のHiとLoｗを入れ替える「コンバーター回路」を入れることによってST-4規格のオートガイダーに対応するようにしたのです
さて、私が新しいコントローラーを自作する際に、当初はST-４規格にそのまま準じるように回路設計をしたのですが、なにしろ素人の回路制作なので、ショートしたり過電流が流れたりしたときにオートガイダーが壊れないようにコントローラー回路とオートガイダーの回路を分離したいと考えました
そこで採用したのは上で述べたコンバーター回路です
コンバーター回路は電源こそ同じ所から引いてきていますが、回路自体は独立していて、接続部分はダイオードが入っていて逆電流は通りませんし、中心のインバータICの電流は一方通行です
ただし、「コンバーター回路」をはさむことで、プログラムの論理が逆になるので
書き換えが必要でした
例えば
追尾のルーチンの
BTFSS PORTA,1 ；（RA1が1だったら次の命令をスキップ）
GOTO NLSTAR2
を
BTFSC PORTA,1 ；（RA1が0だったら次の命令をスキップ）
GOTO NLSTAR2
速度変更のルーチン
BTFSC PORTA,0 ；（RA0が0だったら次の命令をスキップ）
GOTO STEP2
を
BTFSS PORTA,0 ；（RA0が1だったら次の命令をスキップ）
GOTO STEP2
という具合にBTFSCとBTFSSの入れ替えです
さて、ここから、回路について具体的に説明します
回路図は下の通りです
この回路はマイコン、MOSFET(NチャンネルMOSFET)、モーター、の３つの部分に分けられます
マイコンのRA0,RAは上で述べたコンバーター回路につながっています
R1～19までの抵抗はそれぞれ役割が違います
R1～6はプルダウン抵抗 (10kΩ程）参考→プルアップ回路とプルダウン回路とは？
R7～10はLED抵抗 (光らせるLEDによりますが1ｋΩ程)
R11～14はMOSFETゲート抵抗 (MOSFETにもよりますが50Ω程）
R15～18はMOSFETのプルダウン抵抗 (10kΩ程)
R19はモーターの電流調整の抵抗
となっています
上記のように、オートガイダーの信号はコンバータ回路で反転しているのでプルダウンさせます
それに伴ってスイッチもプルダウンさせます
マイコンのインプット・アウトプットは次を割り当てました
RA0とRA1はオートガイダーの信号入力
RA2～5は４つのスイッチにつながっていて、このOn,Offの組み合わせで赤道儀の回転速度を設定します
GP-SP赤道儀コントローラーの場合はオートガイダーの信号を受けて減速、加速するときのスピードを設定しています
今回は紹介していませんが、自作ポータブル赤道儀コントローラーの場合は、８つの駆動速度のモード（星、太陽、月、0.5倍速、16倍速など）と、それぞれに北天、南天の合計16モードの設定ができるようになっています
RB0～3は動作モニターのためのLED
RB4～7はMOSFETに電流を送ります
MOSFETはトランジスタの一種で、ゲート(G)に電圧をかけるとドレイン(D)からソース(S)に電流が流れるという、半導体で作られたスイッチのようなものです
ソフトの記事で説明したように、ゲートに規則的に電圧をかけることよってステッピングモーターが回転します
MOSFETとマイコンの間にはゲート抵抗というものを置きます
この抵抗を置くことで信号の立ち上がるスピードの調整や安定した波形の形成をすることができます
概ね、数十Ωの抵抗を使いますが、データーシートを見て正確に抵抗値を計算することもできます
参考→FETのゲート抵抗
ダイオードD1～4はモーターを制御する際に発生する逆起電力をプラス側に流してFETなどの破損を防ぐ役割があります
モーターは電源が切れた瞬間から停止するまで発電をしてしまい、モーターとFETのドレイン(D) の間に電源電圧の数倍の電圧が発生してしまいます
この電流をダイオードを通じて電源側に流してFETを保護します
モーターを使う電子工作の場合は必ずこのダイオードを入れる必要がありますので注意してください
R19はモーターに流れる電流を小さくする役割です
GP赤道儀に使われているステッピングモーターは20Ωですので
12Vの電圧をかけると0.6Aの電流が流れます
この状態だと振動が強すぎるため電流を低くするために
50～80Ω程の抵抗を置いています
ただし、例えば0.12Aの電流にしたとすると、0.12A×12V＝1.44W となってしまうので
一般的に使われる1/4Wの抵抗ではスペックが足りません
そこで3Wほどの抵抗を使います
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