BrickOS(RCX)のモーター制御には、正回転(forward)、逆回転(reverse)、開放(off)、ブレーキ(brake)の４種類の制御モードがあります。

　開放(off)とブレーキ(brake)は一見モーターが停止している状態が同じに見えますが、指で車輪（モーター）を回転させてみると、開放とブレーキで車輪（モーター）の回転の滑らかさが異なる（後者はブレーキがかかっている）ことが分かります。

　モーターを制御した時のRCXの出力ポートの電圧を測定することで、BrickOS(RCX)のモータ制御方法（ブレーキの原理）を考察します。

最初にモーターを接続しない状態の出力ポートの波形を次に示します。

出力ポートからは、７Vの矩形波が１秒間きれいに出力されていることが確認できます。

次に同じ制御方法でモータを接続したときの出力ポートの波形を示します。

　１秒間一定電圧(7V)を保った後に、緩やかに電圧が低下することが分かります。
　これは、RCXからの電力の供給が断たれた後も、一旦回転を始めたモーター（車輪）が惰性で回転を続け発電したことによる電圧だと考えられます。これを一般に『逆起電力』と呼びます。

次に回転させたモータにブレーキをかけたときの波形を示します。

　１秒間一定電圧を保った後、きれいに波形が立ち下がっていることが確認できます。
　この現象はRCXの出力ポートがショート（短絡）したことが原因だと考えられます。

これを確認するために、RCXの出力ポートのインピーダンスを測定したところ

となりました。

　ちなみにＤＣモータの内部インピーダンスは約25Ωでした。

　実はRCXに搭載されているモーター駆動ＩＣのブロック図は次のようになっています。

正回転 (forward)	逆回転 (reverse)

　モーターの回転方向（電流の向き）を制御するための、このようなスイッチ回路（実際にはトランジスタ回路）をＨブリッジ回路と呼びます。

開放 (off)	ブレーキ (brake)

　開放(off)のときは、モータの両端のスイッチが全て開いているため、モーターに逆起電力が発生しても電流は流れません。したがってモーターの回転が電気エネルギーに変わることはありません。
　一方のブレーキ(brake)のときは、モーターの両端のスイッチがループを構成するため逆起電力により電流が流れます。モーターの回転エネルギーは電気エネルギーに変わります。つまり、このときモーターは発電機として振る舞います。このとき発生する電気エネルギーは（モーターの内部）インピーダンスで消費されて熱エネルギーに変わります。結果としてモーターに伝えられた運動エネルギーが熱エネルギーに変換されることでブレーキとしての効果を果たします。
　ちなみに、鉄道の発電抵抗ブレーキは、これと同じ原理です。

‘Mindstorms’, ‘Mindstorms RCX’ は、レゴグループの登録商標です。

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