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[결과보고서] 3.스텝 모터 구동기 7page 평가A+최고예요

3-4. 설계실습 내용 및 분석3-4-1 범용 이동 레지스터 범용 이동 레지스터(74HC194)가 단극 스텝 모터의 컨트롤러로써 사용되며, 개념도는 아래 그림 3-1과 같다. 전원을 끈 상태에서 그림 3-1과 같이 스텝 모터 구동회로를 구성하시오. 구동기가 정상적으로 동작함을 확인하기 위하여, 출력단에 LED 회로를 추가한다. 스텝 모터는 다음 세 개의 핀 (CLK, S0, S1)으로 조정된다. CLK는 Clock의 역할을 하며, 0V 에서 5V로 바뀌게 될 때, 스텝 모터의 단계가 바뀌게 된다. 한편, S0과 S1은 스텝 모터의 단계가 바뀌는 방향을 결정짓는다. 구동기를 초기화하기 위하여, S0, S1 스위치를 닫은 후, CLR에 전압을 가해준다.(1.1) 이때, 출력단 QA, QB, QC, QD의 LED 램프는 어떻게 나타나는가? 범용 이동 레지스터 74HC194의 datasheet에 따르면, S0와 S1 스위치를 모두 닫은 후 CLR에 전압을 가해주면 Parallel load 입력이 그대로 출력될 것이다. 입력 A와 B에는 5V의 전압이 인가되고, C와 D는 접지되어 있다. 따라서 위 결과와 같이 QA와 QB에 해당하는 LED 램프가 켜지는 것을 확인하였다.

공학/기술| 2023.01.03| 7페이지| 1,000원| 조회(224)

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[예비보고서] 11.카운터 설계 평가A+최고예요

예비 보고서설계실습 11. 카운터 설계11-3. 설계실습 계획서11-3-1 4진 비동기 카운터이론부의 그림 14-2의 비동기식 4진 카운터에 1MHz의 구형파 (square wave)를 인가할 때, Q1 신호의 주파수와 Q2 신호의 주파수를 구한다. 또한, 입력 신호, Q1 신호, Q2 신호의 파형을 함께 그린다.(답안)교재 이론부의 그림 14-2는 2개의 JK Flip Flop을 이용한 4진 비동기 카운터를 나타낸다. 입력클럭 펄스 2개마다 Q1 출력은 1개의 펄스를 만들게 되며, Q1 펄스 신호 2개마다 Q2 출력은 1개의 펄스를 만들 것이다. 즉, 1MHz 펄스가 입력된다면 Q1 신호의 주파수는 주파수가 절반이 되므로 0.5MHz, Q2 신호의 주파수는 Q1 신호 주파수의 절반이 되므로 0.25MHz이다. 1MHz의 구형파를 인가하기 위해서, 이하의 회로도에서는 1s 주기를 가지는 Vpulse를 통해 펄스를 인가했다.11-3-2 8진 비동기 카운터 설계8진 비동기 카운터의 회로도를 그린다. 단, CLK 입력에 클럭 입력 대신 버튼 스위치를 연결하여 버튼을 누를 때마다 카운트가 증가하도록 설계한다. 또한, Q1, Q2, Q3 출력 신호에 LED를 연결하여 카운터의 상태에 따라 LED에 불이 들어오도록 연결한다.(답안)11-3-1에서 설계한 4진 비동기 카운터는 2개의 JK Flip Flop으로 구현하였다. 이번에 설계할 8진 비동기 카운터는 여기에서 하나의 Flip Flop을 더하여 설계한다. 본 문항에서 주어진 조건대로,버튼 스위치와 직류 전압원을 이용하여 버튼을 누르는지 여부에 따라 pulse가 입력될 수 있게끔설계하였다. 또한, Q1, Q2, Q3 출력 신호에 LED를 연결하여 카운터 상태에 따라 LED에 점등되도록 하였다.11-3-3 10진 비동기 카운터 설계16진 비동기 카운터와 리셋 회로를 이용하여 10진 비동기 카운터의 회로도를 그린다. 11-3-2의 경우와 마찬가지로 버튼 입력에 따라 카운트가 증가하도록 설계한다.(답안)본 문항에서 16진 비동기 카운터와 리셋을 이용하여 10진 비동기 카운터를 설계하는 방법을 제시하였다. 그 방법으로, 11-3-2에서 설계한 8진 비동기 카운터에 JK Flip Flop을 하나 추가하여총 4개의 Flip Flop을 사용하되, 16진 비동기 카운터에 대하여 0부터 9까지의 state만을 사용하기위해 나머지 state는 리셋 회로를 이용하여 관여하지 않게 한다. 즉, Q3Q2Q1Q0의 상태가 있다면,0000부터 1001까지는 표현해야 하지만, 1010, 즉 Q3=Q1=1이 되는 순간, 리셋 회로를 이용하여10진 비동기 카운터를 구현하도록 한다. 구체적인 회로도는 다음과 같다.11-3-4 16진 동기 카운터 회로도그림 11-1의 8진 동기 카운터의 회로도를 참고하여 16진 동기 카운터의 회로도를 그린다. (동기 카운터의 경우, Function Generator를 사용할 예정이므로 버튼 스위치는 필요 없음)(답안)앞서 비동기 카운터 회로는 JK Flip Flop의 출력을 다음 level의 CLK로 들어가게끔 하였다. 그림11-1에서 알 수 있듯이, 동기 카운터 회로는 단일 CLK 입력이 회로를 구성하는 모든 Flip Flop의클럭으로 들어가게 된다. 또한, 그림 11-1에서 AND 게이트를 활용하여 특정한 이전 Q 신호가동시에 High인 경우에만 다음 Q 신호를 출력하도록 하였다. 이러한 8진 동기 카운터를 바탕으로이하와 같은 16진 동기 카운터를 설계하였다.

공학/기술| 2023.01.03| 3페이지| 1,000원| 조회(225)

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[예비보고서] 10.7-segment, Decoder 회로설계

예비 보고서설계실습 10. 7-segment / Decoder 회로 설계10-3. 설계실습 계획서10-3-1 7-segment/Decoder 진리표아래 7-segment/Decoder 진리표를 작성한다.(답안)본 실습에서 사용하는 74LS47의 Display 출력 형태는 Datasheet에 제시된 Truth Table과 교재이론부의 표 13-8에 따르면 다음과 같이 유추할 수 있다. 이를 진리표로 표현하였다.입력출력ABCDabcdefgdisplay0000***************************************0*************00*************01101*************011*************081*************0**************************11***************************************111111Blank10-3-2 불리언식 구하기Karnaugh map을 이용하여 간소화 된 SOP 또는 POS 형태의 불리언 식을 구한다.(답안)각각의 Output a,b,c,d,e,f,g에 대한 불리언 식을 K-map을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.[Output a=AB’C’D’+A’C+BD]DC / BA**************************100011[Output b=BD+AB’C+A’BC]DC / BA**************************100011[Output c=A’BC’+CD]DC / BA*************1*************00001[Output d=A’B’C+AB’C’+ABC]DC / BA*************0*************00100[Output e=A+B’C]DC / BA*************0*************00110[Output f=AC’D’+BC’+AB]DC / BA*************1*************00011[Output g=B’C’D’+ABC]DC / BA*************0*************0000010-3-3 7-segment 구동 회로 설계Decode와 7-segment를 이용한 7-segment 구동 회로를 설계한다.(답안)이상의 74LS47 Decoder의 핀 정보에 따르면, A0~A3는 BCD inputs, a~g는 Segment Outputs(Active Low)에 해당한다. 또한,10-3-1에서 작성했던 진리표는 이하의 74LS47 Datasheet에서제공되는 것과 동일하다.이렇듯 74LS47의 주어진 Pinout과 Truth table, 10-3-2에서 도출한 각각의 output의 Booleanexpression으로부터 다음과 같은 7-segment 구동 회로를 설계할 수 있다. 설계를 위해 Pspice상에서 본 실습에서 제공되는 저항, 74LS47, 74HC04, 7-Segement, Switch 4개 등을 이용하여 회로를 구현하였다.

공학/기술| 2023.01.03| 4페이지| 1,000원| 조회(244)

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[예비보고서] 2.Switching mode power supply (SMPS)

예비 보고서설계실습 2. Switching Mode Power Supply(SMPS)2-3. 설계실습 계획서2-3-1 PWM칩(UC3845)을 이용하여 아래 성능의 PWM 제어 회로를 설계하시오.출력전압 : 0V~10V (peak to peak)스위칭 주파수 f : 12.5kHz(답안)우선 출력전압에 대하여, PWM칩 UC3845를 이용하여 0V~10V의 출력전압을 제어하고자PWM 칩의 7번 핀에 10V dc전압을 인가하였다.스위칭 주파수에 대하여, RC회로의 시간상수 임을 고려하면스위칭 주파수 이다. 이 때, 본 실습에서 주어진 680F의 커패시터를 사용하는경우 R 값을 0.118Ω으로 결정해야 하므로 현실적으로 설계가 어렵다. 따라서 10nF 커패시터를사용하여 R 값을 8kΩ으로 결정하며, 이는 10kΩ 가변저항으로 설게할 수 있다.UC3845의 pinout 데이터와 교재 이론부의 그림 5-1-(B)에 따르면, UC3845의 6번 핀이 출력단 이므로 해당 핀에서 출력전압을 알아볼 수 있다. 5번 핀은 GND이므로 접지시켰으며, 이외의 핀은 현재 Buck 컨버터 내지는 Boost 컨버터를 이용한 SMPS 회로를 설계하는 과정이아니므로, 본 실습에서 5개 주어진 5.1kΩ 저항 등을 이용해서 PWM 제어 회로를 설계했다.회로도는 다음과 같다.2-3-2 PWM 제어 회로와 Buck Converter 회로를 이용하여 아래 성능의 SMPS를 설계하시오.스위칭 주파수 : 12.5kHz입력 전압 Vi : 5V출력 전압 Vo: 2.5V(답안)2-3-1에서 설계한 PWM 제어 회로의 출력은 Buck 컨버터의 스위치 Q를 제어한다. Buck 컨버터의 출력 전압은 입력에 비해 강압되는 것을 고려하면, PWM 제어 회로로부터 Duty cycle이 늘어나 강압되는 전압을 보상해주는 작용이 일어날 것이다. Buck 컨버터의 회로도는 교재 이론부의그림 5-1-(C)에 제시된 SMPS 구성회로의 설계도에서 참고하였다.또한, 그림 5-2 Buck 컨버터의 회로도를 참고하면, 본 실습에서 주어진를 이용하여 컨버터를 설계할 수 있다. 마지막으로, 스위치 Q로 역시 주어진MOSFET 소자인 IRF540을 이용하였으며 회로도는 이하와 같다.2-3-3 PWM 제어 회로와 Boost Converter 회로를 이용하여 아래 성능의 SMPS를 설계하시오.스위칭 주파수 : 12.5kHz입력 전압 Vi : 5V출력 전압 Vo : 10V(답안)2-3-2에서는 Buck 컨버터를 2-3-1의 PWM 제어 회로에 연결했다. 이번에는 해당 부분을Boost 컨버터로만 바꾸었으며, 마찬가지로 PWM 제어 회로의 Output은 Boost 컨버터의 스위치인 Q(IRF540)에 연결하였다. Boost 컨버터의 출력 전압은 입력에 비해 승압되는 것을 고려하면,PWM 제어 회로로부터 Duty cycle이 감소해 승압되는 전압을 보상해주는 작용이 일어날 것이다.교재 이론부의 그림 5-1-(C)에 제시된 SMPS 구성회로의 설계도로부터 Boost 컨버터를 이용한 SMPS를 다음과 같이 설계하였으며, Boost 컨버터에 대하여 실습에서 주어진를 이용하였다.

공학/기술| 2023.01.03| 3페이지| 1,000원| 조회(186)

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[예비보고서] 1.초전형 적외선 센서

예비 보고서설계실습 1. 초전형(Pyroelectric) 적외선 센서1-3. 설계실습 계획서1-3-1 초전형 적외선 센서(RE200B)와 증폭기 사이에 신호를 전달하는 High-Pass Filter(DC-block, 3-dB freq.=5 Hz)를 R과 C를 이용하여 설계하시오. (C 값은 10uF 고정)(답안)초전형 적외선 센서(RE200B)의 회로도는 교재 이론부의 그림 4-1을 참고하였다. 또한, 실습 준비물로 주어진 가변저항 10k와 1M를 이용하여 증폭기 회로를 설계했다.High-Pass Filter(DC-block, 3-dB freq=5Hz)에서 C 값은 10uF로 고정되어 있다. High-Pass Filter의 3-dB freq 임을 고려하면, R 값은 3.183kΩ이므로, 가변저항을 이용한다면 3.18kΩ의 저항을 이용하여 Filter를 설계할 수 있다. 회로도는 다음과 같다.1-3-2 Op-amp 반전증폭기를 2-stage로 연결하여 적외선 센서의 출력신호에 변화가 생길 경우 그 신호를 증폭시키는 회로를 설계하시오. (단, Gain이 10000 V/V가 되도록 설계하시오.)(답안)Op-amp 반전증폭기를 2-stage로 연결할 때, 첫 번째 Op-amp 반전증폭기의 Gain을 결정하는 두 저항을 R2와 R3, 두 번째 반전증폭기의 경우는 R4와 R5라고 한다. 그러면 최종 출력신호의 Gain은 다음과 같이 결정한다.이 때, 본 실습에서 주어진 10k와 1M 가변저항을 이용하면 두 저항의 비가 100이 되는 반전증폭기를 각각 설계할 수 있다. 2-stage로 구성한다면 100x100=10000 V/V의 Gain을 가지는 회로를 설계할 수 있으며 회로도는 이하와 같다.1-3-3 1-3-2의 Op-amp의 출력신호를 이용하여 센서의 움직임 검출 신호를 LED 점등으로 확인할 수 있는 회로를 추가하시오.(답안)앞서 설계한 Op-amp의 출력신호를 이용해서 센서의 움직임을 LED 점등으로 확인하려면, 다음과 같이 출력단에 LED 소자를 연결하여 움직임을 검출할 수 있다.

공학/기술| 2023.01.03| 2페이지| 1,000원| 조회(254)

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