1. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 1

2. 2 1. Stepping Motor Stepping motor : 정확한 위치 제어 때문에 OA, FA, Robot 등 위치제어에 주로 사용. 특히 stepping motor 는 pulse 에 의해 digital 적으로 제어하는 것이 가능하므로 micom 에서 사용하기에 적합 DC,AC 모터 : 속도제어 목적으로 전류의 량 에 의해 제어된다 (1) motor 의 총 회전각은 입력 pulse 수의 총 수에 비례하고, motor 의 속도는 1 초 당 입력 pulse 수에 비례한다. (2) 1 step 당 각도 오차가 0.5% 이내이며 회전각 오차는 step 마다 누적되지 않는다. (3) 회전각 검출을 위한 feedback 이 불필요하여, 제어계가 간단해서 가격이 상대적으로 저렴하다. (4) DC motor 등과 같이 brush 교환 등과 같은 보수를 필요로 하지 않고 신뢰성이 높다. (5) 모터 축에 직접 연결함으로써 초 저속 동기 회전이 가능하다. (6) 기동 및 정지 응답성이 양호하므로 servo motor 로써 사용 가능하다. 1) Stepping motor 장점 (1) 어느 주파수에서는 진동, 공진 현상이 발생하기 쉽고, 관성이 있는 부하에 약하다. (2) 고속 운전시에 탈조하기 쉽다. (3) 보통의 driver 도 구동 시에는 권선의 인덕턴스 영향으로 인하여 권선에 충분한 전류를 흘리게 할 수 없으므로 pulse 비가 상승함에 따라 torque 가 저하하며 DC motor 에 비해 효율이 떨어진다. 2) Stepping motor 단점

3. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 3 2. stepping motor 의 종류와 구조 (1) VR 형 (variable reluctance type : 가변 리럭턴스 형 ) (2) PM 형 (permanent type : 영구 자석 형 ) (3) HB 형 (hybrid type : 복합형 ) (a)VR 형 (b)PM 형 (c) 하이브리드 PM

4. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 4 3. 특징 o. 회전각은 Pulse 의 수에 의해 제어된다 ex) 1.8° stepping motor 는 1 회전 (360 도 ) 회전하는데 200 개 pulse 를 필요로 한다 1.8° x 200 = 360° o. Pulse 에 의해 회전함으로써 위치제어에 적합하다. 4. Stepping motor 의 특성 1) 정 특성 ( 정지해 있을 때 특성 ) Stepping Motor Power Pulse 힘 Torque 최대 부하 torque θ2θ2θ 1.8° 정지 시 힘을 가하면 그림과 같이 torque 가 발생한다

5. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 5 2) 동 특성 ( 회전하고 있을 때 특성 ) 회전 torque 탈조현상 : 사용영역 이상의 pulse 주기를 입력하였을 때 탈조 현상이 생긴다 정상동작 ( 사용영역 ) PPS(Pulse rate) 3) 과도특성 ( 공급전류에 의한 특성 ) 정상동작 시 pulse 과도동작 시 ( 전류가 모자를 때 )

6. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 6 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university 6. Stepping motor 여자방식과 특성 Pulse Direct T1 T3 T2 T4 고정자와 회전자의 구성 권선의 상태 Step motor driver 전류증폭

7. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 7 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university (1) 1 상 여자방식 T1 T2 T3 T4 (2) 2 상 여자방식 ( 떨림이 적다 ) T1 T2 T3 T4

8. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 8 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university T1 T2 T3 T4 (1) 순방향 제어 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 T1 T2 T3 T4 (2) 역 방향 제어 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 7. Stepping motor 방향제어 (Direction)

9. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 9 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university 8. Stepping motor 구동회로 Step motor driver Pulse Direct 전류증폭 T1 T3 T2 T4 Vcc

10. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 10 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

11. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 11 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

12. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 12 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

13. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 13 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

14. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 14 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

15. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 15 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

16. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 16 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

17. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 17 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

18. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 18 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university

19. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 19 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university Stepping motor driver

20. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 20 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university 8051 을 이용한 STEPPING MOTOR 구동 실험 1 Stepping Motor 구동 회로 8051 PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 CLOCK Direction Stepping motor Driver Puls e Direct Enablet PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0PA7 CLOCK( 속도 및 위치 제어 ) Direction( 방향제어 ) Enablet( 동작 유 무 )

21. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 21 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university Pulse 1 0 1 개 스텝 회전 주기는 속도와 관계된다 위치는 Pulse 수에 의해 결정된다. 위치 : puls 수에 의해 결정 (1.8 도 스텝모터는 1 회전에 200 개 펄스가 필요하다 Speed : pulse width 에 의해 결정 (delay loop 를 이용하거나 timer counter 를 이용하여 펄스 폭을 조정한다. Direction: direction bit 에 의해 결정

22. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 22 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university #include void delay(unsigned int millisecond) { unsigned char tmp; while (millisecond--) for (tmp = 0; tmp < 30; tmp++) ; // null statement } void main(void) { unsigned char byData; unsigned int speed[10]={20,50,10,50,100,100,50,20,10,100}; unsigned int step[10]={400,100,800,100,50,100,200,200,800,100}; unsigned char direction[10]={'1','0','1','0','1','1','0','0','1','0'}; int i,j; byData=0; while (1) { for(i=0;i<10;i++){ if(direction[i]=='1'){ byData=byData | 0x02; } else{ byData=byData & 0xfd; } for(j=0;j<step[i];j++){ byData=byData & 0xfe; P1 = byData ^ 0xFF; delay(speed[i]); byData=byData | 0x01; P1 = byData ^ 0xFF; delay(speed[i]); } } 10 개 스텝 step motor 구동

23. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 23 NAM S.B Mdlab. Electronics engineering, Samcheok university 예제 : 직렬 통신을 이용하여 현재 모터의 속도와 방향 위치 등의 데이터를 전송해 주고 PC 에서 “s” 키를 누르면 start, “e” 키를 누르면 stop 한다. 이와 동시에 모터의 속도, 방향, 위치 데이터를 LCD 에 뿌려준다.

24. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 24 NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 24 0xFFFF 0xF000 0xEFFF 0xE000 0xDFFF 0xD000 0xCFFF 0xC000 0xBFFF 0xB000 I/O areaINPUT buffer OUTPUT buffer IN 8PORTs OUT 8PORTs 0xAFFF 0xA000 0x9FFF 0x9000 0x8FFF 0x8000 0x7FFF 0x0000 SRAM0x1100-0x7FFF 32Kbyte SRAM Ex) System area design ATMEGA128 Microprocessor System Design

25. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 25 NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 25 (1)ATF22V10C 를 이용한 I/O memory map design SRAM 0x0000-0x7FFF LED 1byte 0xB000 KEY buffer 0xB100 LED buffer 0xB200 OUTPORTA 0xB300 address15141312111009080706050403020100 0x0000 0000000000000000SRAM 0x7FFF 0111111111111111 0xB000 0xB0FF 1011000000000000/LED_CS 1011000011111111 0xB100 0xB1FF 1011000100000000/KEY_CS 1011000111111111 0xB200 0xB2FF 1011001000000000LCD_CS 1011001011111111 0xB300 0xB3FF 1011001000000000OUTPORTA 1011001011111111 ATMEGA128 Microprocessor System Design

26. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 26 NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 26 ATF22V10C : IN 12bit, : OUT 8bit ATMEGA128 Microprocessor System Design PIN12345678910101 1313 1414 1515 1616 1717 1818 1919 2020 21212 2323 functio n /WR/WR /RD/RD A15A15 A14A14 A13A13 A12A12 A11A11 A10A10 A09A09 A08A08 A01A01 A00A00 LED_CSLED_CS /KEY_CS/KEY_CS LCD_ELCD_E /LCD_R/W/LCD_R/W /LCD_RS/LCD_RS OUTPORTAOUTPORTA 0x0000**0000000000010110SRAM 0x7FFF**1111111111010110 0xB000 0xB0F F 011011000000110110/LED_CS ************010110 0xB100 0xB1F F 101011000100000110/KEY_CS ************010110 0xB200 0xB201 0xB202 0xB203 011011001000011000LCD_CS 000000 111111 111111 000000 111111 111111 000000 000000 111111 000000 011011 101101 01111111 101101 011011 0/LCD_WR /LCD_RS 0xB300 0xB3F F 011011001100010111DAC ************010110 ATF22V10C IN/OUT design

27. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 27 NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 27 AddressRSR/WFunction 0xB20000 IR register 로 Instruction Write 0xB20101 Busy flag D7 과 address counter D0-D6 를 Read 0xB20210 DR register 로 Data Write 0xB20311DR register Read A0 A1

28. NAM S.B MDLAB. Electronic Engineering, Kangwon National University 28