micro controller를 이용한 모터 구동

목차

1. 실험목적
2. Micro controller
3. DC 모터, BLDC 모터
4. PWM
5. PID 제어기
6. 모터드라이브
7. 고찰

본문내용

1. 실험목적
모터를 제어 하는 것은 매우 중요하다. 우리의 실생활 속에서도 모터를 사용하지 않은 것들이 없을뿐더러 기계나 여러 물품들을 생산하는 공장에서도 산업용 로봇을 이용한 자동화가 이루어지고 있기 때문이다.
공장 자동화의 경우 빼놓을 수 없는 것이 AGV(무인이송차)이다. 이 경우 모터의 속도에 의해 AGV의 속도에 따라 시간당 이동 거리가 결정되기 때문에 모터의 속도를 제어하는 것은 이동로봇의 핵심 기술이라 할 수 있겠다.
이 뿐만 아니라 엘리베이터 또한 모터의 속도에 많은 영향력을 받는다. 처음은 등가속 운동을 하다 시간이 지나면 등속운동, 도착지점에서는 등감속 운동함을 볼 수 있다. 이와 같이 모터 속도 제어는 우리의 일상생활 속에도 깊숙이 들어와 있다. 모바일 이동로봇의 경우의 대부분은 DC모터를 많이 사용하고 있다. 속도조절이 쉽고, 제어가 비교적 간편하기 때문이다. 이를 제어하기 위해 micro controller를 이용하는 방법이 있다. 속도를 제어하고, 센서(엔코더)값을 받아들여 모터의 속도를 알 수 있도록 하는 머리 부분에 해당한다.
모터의 속도를 제어하기 위하여 micro controller의 이해와 DC모터의 이해가 필요하며 PID제어를 통하여 게인 값에 의한 속도 변화 특성을 알아보기로 한다.

<중 략>

Pulse Width Modulation 의 약자로써 펄스폭변조 란 의미이다. 직류 모터의 정역전(正逆轉) 회전수를 제어하는 방식이다. 대용량의 스위칭 트랜지스터를 사용하여 이때 얼어나는 펄스의 폭을 변화시킴으로써 직류 모터에 공급되는 전압을 조정한다. 현재는 교류 전원 제어에도 사용되고 있다.
펄스의 On/Off 듀티비를 조정하여 조명, 모터속도 제어, 서보, DC변환, SMPS 정전압 제어 등 다양한 분야에 활용되어 대부분의 Embedded 용 MCU에서 PWm 기능을 지원한다.

PWM 의 원리
일반적으로 사인웨이브나 삼각파를 기준 신호와 비교하여 PWM 신호를 생성한다. 이 때 Threshold 레벨을 조정하면 듀티비를 바꿀 수 있다. 그러나 CPU에서는 실제 삼각파를 만들지 않고 시스템 클럭을 카운트하고 미리 설정한 Threshold 와 비교하여 PWM 신호를 생성한다.

참고 자료

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http://blog.naver.com/tlsdlf5?Redirect=Log&logNo=120114849445
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http://circle5940.egloos.com/45289
http://maxpulse.tistory.com/139