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Stepping Motor

Stepping Motor. Contents. Stepping Motor 실습내용 PROM 이용하기. Stepping Motor. 스텝모터의 특징 권선에 전류를 흐르게 하여 자기장을 발생시켜 모터를 회전 회전 각도는 입력 펄스 신호수에 비례 회전 속도는 입력 펄스 주파수에 비례 고토크 , 고속응답 미세각 , 고정밀도 특정 주파수에서 진동 , 공진이 발생하기 쉬움 관성이 있는 부하에 약함 고속 운전시 탈조가 발생하기 쉬움. Stepping Motor. 스텝모터 구동 시스템

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Presentation Transcript

  1. Stepping Motor

  2. Contents • Stepping Motor • 실습내용 • PROM 이용하기

  3. Stepping Motor • 스텝모터의 특징 • 권선에 전류를 흐르게 하여 자기장을 발생시켜 모터를 회전 • 회전 각도는 입력 펄스 신호수에 비례 • 회전 속도는 입력 펄스 주파수에 비례 • 고토크, 고속응답 • 미세각, 고정밀도 • 특정 주파수에서 진동, 공진이 발생하기 쉬움 • 관성이 있는 부하에 약함 • 고속 운전시 탈조가 발생하기 쉬움

  4. Stepping Motor • 스텝모터 구동 시스템 • 제어회로 : 스텝 모터 구동을 위한 제어 신호 생성 • 구동회로 : 제어 신호를 받아들여 스텝 모터의 권선으로 전류 공급 • 구동방식 • 유니폴라(unipolar): 권선에 한쪽방향으로만 전류가 흐름 • 바이폴라(bipolar) : 권선의양쪽방향으로 모두 전류가 흐름ㅁ

  5. Unipolar Stepping Motor • 유니폴라구동 스텝모터 • 권선의 중앙에 공통(common) 전원단자가 있는 스텝모터의 구동

  6. Unipolar Stepping Motor • 트랜지스터를 이용한 유니폴라 구동회로 • 트랜지스터가 Off이면 전류가 흐르지 않음 • 전류가 흐를때는 방향이 일정 • 다이오드는 역기전력으로부터모터를 보호하기 위한 용도 • A, B, /A, /B에 HIGH를 인가 • 해당 트랜지스터가 On되면 트랜지스터의 콜랙터에 연결되어 있는 코일에 전류가 흐름 • 위와 같은 과정을 ‘코일을 여자(excitation) 시킨다’라고 함

  7. Unipolar Stepping Motor • 유니폴라 구동 스텝모터 여자방식 1상 여자 2상 여자 1 – 2 상 여자

  8. Unipolar Stepping Motor • 여자 방식 신호파형

  9. Unipolar Stepping Motor • 각 여자방식 회전자 원리 • 1상 여자 • 2상 여자 • 1-2상 여자

  10. Unipolar Stepping Motor • 고정자와 회전자의 정지위치

  11. 실습내용 • 1상 여자 방식의 차등 속도 회전 제어기 설계 • DIP 스위치를 이용하여 좌/우 모터를 각기 다른 속도로 제어

  12. 실습내용 • PORT • MTP_SWx : DIP_SW(x-1) • MTL_x : 왼쪽스텝모터로 출력되는 신호. x상 • MTR_x : 오른쪽 스텝모터로 출력되는 신호. X상 • 내부 신호 • Key_in_x : 좌/우 모터 속도를 결정하 위해 사용되는 DIP스위치의 상태값 • Speed_x : 좌/우 모터 속도를 결정해 주기 위해 사용되는 보조값각 모터에 인가되는 주파수 = 4MHz / ( ( speed_x + 1 ) * 2 ) • Motor_xcnt : 4MHz의 상승에지에서 1씩 증가, 그 값이 speed_x값과 같아지면 phase_clk 값 반전 • Phase_xclk : 좌/우 모터의 스텝을 진행 시키기 위해 사용되는 클럭. 이클럭의 주파수에 의해 속도 결정 • Phase_xcnt : 1상 여자 방식의 4개 스텝 구분 순서대로 A, B, /A, /B 구동 • Phase_xout : 스텝모터로 연결되는 출력 신호의 모음. 연결 순서에 따라 모터의 회전 방향이 바뀜

  13. 실습내용 • Pin table

  14. PROM 이용하기 • Prom에 저장할 데이터 만들기 • JTAG으로 프로그램을 했을 때와는 다르게 CCLK로 설정을 한다.

  15. PROM 이용하기 • iMPACT를실행 • 다음과 같이 Prepare a PROM file로 설정

  16. PROM 이용하기 Add를 꼭 누를 것 File 이름만 설정

  17. PROM 이용하기 • 생성된 bit 파일을 선택

  18. PROM 이용하기 • 위 화면에서는 No를 선택 • 다음 화면으로 넘어가면 FPGA에 bit 파일을 저장하는 메뉴는 취소를 하고다음 PROM에 저장할 파일을 선택하는 곳에서 앞서 생성한 파일을 선택한다ex ) motor.mcs

  19. PROM 이용하기 • PROM에 프로그램 하기 • PROM 위에서 마우스 우클릭을 하면 ‘program’ 메뉴가 나온다. • Program을 하면 다음과 같은 출력이 된다.

  20. PROM 이용하기 • PROM을 이용하여 FPGA 프로그램하기 • PROM을 실제로 이용하기 위해서는 FPGA_MODULE 보드에 있는 다음 스위치를 그림과 같이 Master Serial 로 하고 전원을 인가해야 한다. • 전원을 인가하면 PROM에 있는 데이터가 FPGA로 전송된다.

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