진동및메카트로닉스 스텝모터및엔코더 실험 보고서

소개글

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목차

(1) 실험 목적
(2) 기본이론
(3) 실험 장치 및 방법
(4-1) 실험결과(엔코더)
(4-2) 실험결과(스텝모터)
(5) 고찰
(6) 결론

본문내용

(1) 실험 목적
엔코더: 회전각도를 측정하는 증분식 엔코더의 기능실험
스텝모터: Microcontroller를 이용하여 스텝모터를 구동하는 실험

(2) 기본이론
엔코더는 서보시스템에서 피드백에 사용되는 장치이다. 엔코더는 운동, 출력, 측정, 출력형태로 구분 할 수 있다. 우리가 실험에서 다룰 엔코더는 TTL logic 출력형태를 가지며, Optical 을 이용하여 측정을 하며, Rotary 운동을 측정한다. 위의 그림의 광원에서 방출된 빛이 슬릿을 통하여 광센서에 도달한다. 축이 회전을 할 때, 빛은 통과되었다 차단되었다를 반복하는데 이를 광센서가 측정한다. 즉 광학을 이용하여 측정한다는 것이고. TTL logic의 출력형태를 갖는다는 것은 축이 회전하면서 슬릿을 통하여 빛이 통과했다가 차단되면서 광센서에 펄스를 발생시킨다는 것을 의미한다. 또한 광센서는 2개를 하나의 짝으로 여러 개 설치한다. 광센서 짝의 개수가 많을수록 더 정밀한 측정이 가능한다. 중요한 것은2개의 짝으로 설치할 때 출력 펄스가 위상차이를 갖도록 설치하는데 왜냐하면
이 두 출력신호는 선행 후행 신호를 감지하여 방향이나 회전을 결정하기 때문이다. 반면 아래 그림상의 Z상은 한 회전당 한번의 펄스를 생성하여 회전수를 측정할 때 사용한다.

DC 모터와 달리 스텝모터는 전자석의 기능을 이용하여 모터의 회전축(로터)을 돌리는 구조이다.

위 회로도에 컨트롤러가 전압을 준다. 어디에 전압이 주어지느냐 그리고 그에 따른 전류량의 변화에 따라서 자석 주변에 있는 코일이 자성을 띄게 된다.

첫번째 상황에서 아래1번에 S극을 갖고 위의 1번에 N극을 갖게 하여서 서로 밀어내게 만들어 줍니다. 그후 그림처럼 옆에 있는 자석에 자성을 갖게 해준다. 이러한 원리로 모터가 회전하는데 위 그림과 순서를 반대로 하면 반대로 돌게 될 것이다. 회전 각도는 입력 펄스의 신호의 수에 비례한다.

참고 자료

https://blog.naver.com/alexpark0922/221638739710 [Project] 증분식 엔코더 라이브러리 만들기
https://rasino.tistory.com/149 스텝모터의 이해