Section 03 트랜지스터를이용한스위칭동작 16/45 트랜지스터의직류특성 활성 직류상황에서전류 I C 는전류 I B 보다 h FE 배만큼더많은전류가흐름» 베이스와이미터가순방향으로바이어스» 컬렉터와베이스가역방향으로바이어스 차단 만일 I B 가 0[A] 이면컬렉터전류

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서모 평
6 years ago
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1 Section 03 트랜지스터를이용한스위칭동작 15/45 스위치 ON/OFF 의전기적특성 트랜지스터와기계적인스위치를이용한 LED ON/OFF 동작비교 LED 를켜기위한회로 ([ 그림 5-6])

2 Section 03 트랜지스터를이용한스위칭동작 16/45 트랜지스터의직류특성 활성 직류상황에서전류 I C 는전류 I B 보다 h FE 배만큼더많은전류가흐름» 베이스와이미터가순방향으로바이어스» 컬렉터와베이스가역방향으로바이어스 차단 만일 I B 가 0[A] 이면컬렉터전류 I C 는거의 0[A], 트랜지스터는차단 포화 베이스와이미터, 컬렉터와베이스가모두순방향 I B 가계속증가하더라도최대로흐를수있는이상 I C 는증가하지않음

3 Section 03 트랜지스터를이용한스위칭동작 17/45 트랜지스터포화 / 차단과스위치 ON/OFF 관계 트랜지스터포화 / 차단전기적특성 기계적인스위치 ON/OFF 에의한전기적특성

4 Section 03 트랜지스터를이용한스위칭동작 18/45 ATmega128 디지털 I/O 핀을이용한트랜지스터스위치 ON/OFF [ 그림 5-6(a)] 회로의트랜지스터스위치를 ON 동작 PC0 출력핀에 HIGH 디지털전압레벨출력 R B 가작으면트랜지스터는포화영역에있게됨 트랜지스터는스위치 ON 동작과같게됨 트랜지스터의 I C 정격전류까지흐르게할수있음 [ 그림 5-6(a)] 회로의트랜지스터스위치를 OFF 동작 PC0 출력핀에 LOW 디지털전압레벨을출력 베이스전류가거의 0[A], 트랜지스터는차단영역에있게됨 트랜지스터는스위치 OFF 동작을하게됨

5 19/45 Section 04 트랜지스터를이용한 ATmega128 정격초과전류공급 NPN 트랜지스터를이용한구동회로 ATmega128 정격을초과하는전류공급사례 고휘도 LED 4개를구동 PC0에 HIGH 디지털전압레벨이출력» Q1의스위칭동작은 ON» LED 켜기에충분한전류가흐름 LOW 디지털전압레벨이출력» Q1 의스위칭동작은 OFF» LED 꺼짐 [ NPN 트랜지스터를이용한정격초과전류공급회로 ] 범용 NPN 트랜지스터 2N2222A 의포화, 차단스위칭특성 (Philips datasheet 참조 )

6 20/45 Section 04 트랜지스터를이용한 ATmega128 정격초과전류공급 I C = 75[mA] 계산값 VCE(Sat)=0.3[V], LED 전압강하 3.2[V] I B = 6[mA] 계산값, 출력핀으로충분히공급할수있음 20[Ω] 양단의전압강하는 = 1.5[V] 측정값 77[mA]

7 Section 05 디지털 I/O 핀을이용한릴레이구동 21/45 사전지식 릴레이동작 코일에전류가흐르면, 코일은전자석이되어위의판을끌어당김 COM과연결된접점의접촉위치가변경 평상시 N.C.(Normal Close) 위치, 전자석이되면 N.O.(Normal Open) 과연결 [ 소형릴레이 JS1F-5V 구조 [ 출처 : NAIS JS Relay 데이터시트 (c)]]

8 Section 05 디지털 I/O 핀을이용한릴레이구동 22/45 소형릴레이 JS1F-5V 사례 전자석이되기위해 5[V] 조건에서 72[mA] 가필요 디지털 I/O 핀으로직접구동이어려움 출력핀으로트랜지스터를구동한컬렉터전류를사용하여간접구동 릴레이구동을위한회로

9 Section 05 디지털 I/O 핀을이용한릴레이구동 23/45 릴레이구동을위한프로그램 핀신호방향설정입력신호내부풀업 PG1 스위치눌림을폴링으로감지 PG2 스위치눌림을폴링으로감지

10 Section 05 디지털 I/O 핀을이용한릴레이구동 24/45 릴레이구동회로동작을 LED 로확인 N.C. 가연결될때 N.O. 이연결될때 서로다른 LED가켜지게구성된회로 릴레이 ON/OFF 작동

11 Section 05 디지털 I/O 핀을이용한릴레이구동 25/45 실험 5-5 릴레이구동 (video.zip 참고 / 5-5)

12 Section 06 프로세서연산에의한강제시간지연 26/45 GNU gcc 컴파일러의라이브러리시간지연함수 CPU 가외부장치에명령을보낸후, 적절한동작이완성되기까지기다려야하는경우가많기때문 시간지연라이브러리함수 <util/delay.h> 를 include 해야사용할수있음 위함수사용을위해 F_CPU가정의하는방법 Project 메뉴 Configuration Options General Frequency 항입력 < 혹은 > #define F_CPU UL로정의, CPU 주파수가 16MHz인경우

13 Section 06 프로세서연산에의한강제시간지연 27/45 스위치디바운싱현상과소프트웨어적인해결방법 입력핀에인가되는전압을결정하는회로 [ 통상적인푸시버튼스위치입력회로 ]

14 Section 06 프로세서연산에의한강제시간지연 28/45 스위치바운싱현상 스위치를여러번누른동작으로오동작할수있음 스위치의기계적인특성으로발생 전압변화유발 소프트웨어적으로스위치디바운싱역할수행» 스위치변화를처음감지후, 일정시간동안변화를무시함 [ 스위치바운싱에의한전압변화 ]

15 Section 07 시간지연함수를이용한 1 초마다숫자증가 29/45 실험목적 시간지연함수를호출하여 1 초마다숫자가증가되는동작을이해 회로

16 30/45 Section 07 시간지연함수를이용한 1 초마다숫자증가 실험절차 5.2 절에서실험한 7- 세그먼트 LED 디스플레이를위한배열사용 #include <util/delay.h> 를포함하여 _delay_ms( ) 함수호출가능 _delay_ms(1000) 함수호출은 1000[msec] 즉 1 초시간지연 _delay_ms() 함수에서 F_CPU 매크로레이블정의필요 #define F_CPU UL에의한정의 혹은, 개발환경에서 Frequency 항목기록에의해정의 둘다사용하면프로그램에서경고발생» #define F_CPU UL 정의가사용됨 sec % 10 연산은정수 sec 을 10 으로나눈후, 나머지값 0 ~ 9 까지만디스플레이됨

17 Section 07 시간지연함수를이용한 1 초마다숫자증가 31/45 _delay_ms( ) 함수를이용한 1 초지연프로그램

18 Section 08 시간지연함수를이용한스위치디바운싱 32/45 실험목적 스위치바운싱현상에의한오동작을확인 시간지연을이용한스위치디바운싱현상을확인 스위치디바운싱을위한회로

19 Section 08 시간지연함수를이용한스위치디바운싱 33/45 실험절차 초기화과정 // 스위치눌린횟수 // 초기스위치는개방된상황으로간주 스위치눌림감지는 before 값과현재의 PD0 핀논리값검사

20 Section 08 시간지연함수를이용한스위치디바운싱 34/45 바운싱현상을제거하지못한프로그램

21 Section 08 시간지연함수를이용한스위치디바운싱 35/45 소프트웨어적인디바운싱 스위치변화후, 일정기간강제시간지연을갖게함

22 36/45 Section 09 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 DC 모터의정회전과역회전을위한 H- 브리지회로 H-브리지회로 모터의전류흐름 : 좌 우» A, D 단락» B, C 개방 모터의전류흐름 : 우 좌» A, D 개방» B, C 단락 모터전류차단» A, B, C, D 모두개방» ( 혹은 ) A, B 개방혹은 C, D 개방 [ H- 브리지회로와스위치 ]

23 37/45 Section 09 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 소형모터구동을위한 H- 브리지회로 [ H- 브리지회로를이용한 DC 모터정 역방향제어회로 ]

24 38/45 Section 09 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 베이스저항값이 470[Ω] 일때 직류전류이득을 50 이라가정해도» 450[mA] 까지구동할수있음 DC 모터양단에걸리는전압 4.6[V], 450[mA] 범위의소형또는마이크로 DC 모터를구동

25 39/45 Section 09 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 DC 모터정회전, 역회전을위한디지털전압레벨 [ 그림 5-21] 회로의 DC 모터회전을위한 A, B, C, D 입력신호 AC, BD 디지털전압레벨을동일하게하면간소화된 H-브리지회로 [ 그림 5-22] 회로의 DC 모터회전을위한 AC, BD 입력신호

26 40/45 Section 09 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 소형모터를위한간소화된회로 주의사항 전원을연결하고 AC 혹은 BD 신호를개방시키면안됨 트랜지스터가모두 ON 되어쇼트된다. AC, BD 는 HIGH 혹은 LOW 가항상인가되어야함

27 Section 10 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 41/45 실험목적 트랜지스터를이용한 H-브리지회로동작을구현하여확인 시간지연함수를이용한스위칭디바운싱기능 H-브리지회로의정 역회전을디바운싱스위치로제어하는프로그래밍 한개의스위치로정지, 정회전, 역회전동작 DC 모터정 역회전, 공통캐소드 7- 세그먼트 LED 디스플레이결합회로 ([ 그림 5-21])

28 42/45 Section 10 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 실험절차 모터연결신호레이블 모터동작레이블 모터정회전, 역회전, 정지명령 // number 에대한 1 의자리가 1 일때 // number 에대한 1 의자리가 3 일때 // number 에대한 1 의자리가기타값

29 43/45 Section 10 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 7- 세그먼트 LED 값과모터의회전 H- 브리지회로를이용한 DC 모터의회전

30 44/45 Section 10 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 실험 5-10 H- 브리지회로를이용한소형 DC 모터정 역회전 (video.zip 참고 / 5-10)

31 IT CookBook, 마이크로컨트롤러 AVR ATmega128

Microsoft PowerPoint - es-arduino-lecture-09

Microsoft PowerPoint - es-arduino-lecture-09 임베디드시스템개론 : Arduino 활용 Lecture #9: Motor 제어 2012. 5. 13 by 김영주 강의목차 소형모터개요 트랜지스터를이용한 DC 모터제어 Motor Driver IC를이용한 DC 모터제어 Servo 모터제어 2 3 1. 소형모터 (Motor) 소형모터 (1) 소형모터 전기에너지를회전운동으로변환하는장치모터소형화로다양하게응용되고있음