2015.07.17(금) 주재민 -스테핑 모터,ARM Compiler 설치,Cygwin 설치

hw. 시간 . 스테핑 모터.

 

-1920년 영국 군함에 처음 사용하기 시작하였으며,  어뢰, 포신의 방향 조정에 사용  step-by-step 모터 라 불리었다.

-미국에서는 STEP MOTOR, STEPPER MOTOR, 또는 STEPPER, 펄스모터 , 보전전동기라 불리어짐. 그 후 세계적으로 STEPPING MOTOR 사용되어짐.

-스테핑 모터는 기계적 구조나 전자회로가 간단하고, 디지털 제어에 적합한 모터이다.  긴거리의 위치제어는 서보가 유리하지만 짧은 거리의 위치제어는 스테핑 모터가 빠른 응답특성을 나타낸다.  또한 가격이 저렴하기 때문에 저용량, 초고정밀도를 필요하지 않는 곳에 사용되어짐.

-1975년도 프린터, 플로터, 복사기, 전동타자기등  OA 기기등으로 인하여 사용처가 많아짐.

-현재 5상 모터의 2만 펄스로 구동하는 모터가 개발되어 사용되고 있음. (고속, 정밀도 향상, 스텝각 0.45도)

 

 

특징.  

v1. Motor를 천천히 동작시켜 보면 아날로그 시계의 초침과 같이 어떤 정해진 각도를 스탭(Step)을 밟듯이 움직이기 때문에 Stepping Motor라 한다.

 

 

 

 

v2. 각도제어 및 속도제어가 간단

nStepping Motor는 입력되는 Pulse신호에 동기하여 1step씩 회전하는 모터

n아래 그림은 Pulse신호를 1Pulse 입력했을 때 Motor의 회전각도를 나타낸다.

n5상 Stepping Motor에 1Pulse 입력했을 경우 회전각도는 0.72°가 된다.

 

 

 

3. 

•위치결정이 손쉽다.

  

•고분해능 이다.  (분해능 : 기술 혹은 기기가 어떤 변수의 값을 주변 값들과 구분할  수 있는 능력의 척도)

 

• 고정도 위치결정

 

  Stepping Motor 구조 

 

 

스테핑 모터의 종류와 구조

스테핑 모터는 그 구조상 세가지로 분류할 수 있다.

   ○ 가변 릴럭턴스형 (VR형, Variable Reluctance Type)

   ○ 영구자석형 (PM형, Permanent Magnet Type)

   ○ 혼합형 (HB형, Hybrid Type)

 

구동회로

v구동회로는 제어회로로부터 출력된 구동신호에 의해서 모터의 각상에 전류가 흐르도록 하는 회로이다. 주요 구성은 제어회로부터 정회전 혹은 역회전 구동펄스를 입력 받아 각상의 스위칭 소자에 각각의 여자방식에 따른 스위칭 패턴을 발생시키는 상여자구동부와 이러한 스위칭 패턴을 입력 받아 모터의 각 상을 순차적으로 여자시키는 전력변환부로 구성되어 있다. 여기서는 모터 각 상의 권선에 흐르는 전류의 방향에 따라서  유니폴라(UNIPOLAR)구동방식과 바이폴라(BIPOLAR)구동방식으로 분류된다.

 

유니 폴라 구동방식

v각상의 권선에 흐르는 전류의 방향이 일정하게 되는 방식이며, 일반적으로 권선에 공통단자가 설치되어 있는 스테핑 모터에 적용된다.

v그림에서 2개의 공통단자(COM)는 모두 전원(Vcc)에 접속된다. 또한 고정자 치(Yoke)에 결선된 권선의 형태를 보면 2개의 권선으로 나누어져 있으며, 도트표시는 공통단자를 표시한다.

v유니폴라형 구동방식의 기본회로가 우측의 그림에 나타내었다. 개략적으로 2상(A상, /A상)만을 표시하였고, 화살표는 전류의 방향을 나타낸다. 그림에서 보는 바와 같이 각상에 흐르는 전류의 방향이 항상 일정함을 나타내고 있다. 이와 같은 구동방식은 출력회로가 간단하고 저가이기 때문에 가장 많이 사용되고 있다. 바이폴라 구동과 비교해서 저속에서 토오크는 떨어지지만 고속특성이 우수하다.

 

바이폴라 구동방식

 

v각 상의 권선에 흐르는 전류의 방향이 바뀌는 방식이다.

v고정자의 치에 결선된 권선의 형태를 보면 1개의 권선으로 되어 있으며, 공통단자는 없다.

v그림에서 보는 바와 같이 A상에 흐르는 전류의 방향이 순차적으로 바뀌고 있다. 출력단은 약간 복잡하여 고가이지만, 유니폴라 구동과 비교해서 각도의 정밀도가 높고, 저속 영역에서 큰 토오크를 얻을 수 있다. 단일전원 풀브릿지(Full Bfidge)를 사용하는 방법과 두개의 전원으로 하프브릿지(Half Bridge)를 사용하는 방법이 있다.

 

 

 

상여자(Phase Exciting) 방식

 

v스테핑 모터를 구동할 때에는 사용하는 모터가 몇 상의 모터인지, 어떠한 여자 방식으로 할 것인지를 정확히 알아야 한다. 여자방식으로는 1상 여자방식, 2상 여자방식, 1-2상 여자방식이 있다.

 

 

 

스테핑 모터 1상 여자방식 사진.

 

특징

 

1상 여자방식은 항상 하나의 상에만 전류를 흐르게 하는 방식으로써, 입력이 1상뿐이므로 모터의 온도상승이 낮고, 전원의 용량이 낮아도 된다. 출력토크는 크지만 스텝이 진행 되었을 때 감쇄진동이 크고 난조를 일으키기 쉬우므로 광범위한 스텝레이트로 회전시킬 때는 주의를 요한다.

 

 

 

 

 

 

제품의 적정원가는 1/3정도이다. 왜냐하면 여기에 인건비, 관리비,as비가

들어간다.

우리가 사용하는 모타는 유니폴라 구동방식이다.

스테핑 모터가 쓰이는 예는 에어콘에 벨브에 쓰인다. 팽창하면서 열을 흡수하는 원리를 이용하여 차가운 바람을 내보낼 수가 있다.

 eev : 밸브. 스테핑 모터가 쓰여 밸브를 움직인다.

 

sw.시간

 

ARM compiler설치

http://www.doc.ironwoodlabs.com/gnuarm/gnuarm-distribution/web/www.gnuarm.com// 에 접속하여,

 

첫번째 것을 다운. 별도의 조작없이 설치한다.

도스를 실행 시켜서 아래와 같이 나와야 컴파일러가 정상적으로 설치된 것이다.

 

경로는 C:\Program Files\GNUARM 이다.

다운받은 소스파일이 있는 폴더에서 도스 명령어창을 실행하여 'make'를 입력한다.

 

 

make clean명령어를 입력하면 오류가 뜨는데

 

makefile을 띄워서 맨 아래 clean 부분을 다음과 같이 수정해 준다.

clean:

$(ERASE_FCT) *.o *.bin *.elf

 

https://www.cygwin.com/ 에 접속하여 Windows에 맞는 setup파일을 다운로드 받아 설치한다. 리눅스 명령어를 윈도우

 

도스 창에서도 사용 가능하도록 만들어주는 프로그램이다.

별 다른 조작 없이 설치해주고 다운로드 받을 적당한 서버를 선택한 후 select packages 창이 뜨면 ‘Base’ 값을 Default에서 'Install'로 바꿔준다.

 

 

hw시간에 모터제어를 살펴보았습니다. 중요한 부분입니다.

sw시간은 드디어 arm 준비를 합니다. 정리는 윤재희씨의 도움을 받았습니다.