매뉴얼 (Model: ET-DCM) 이경남 L K 임베디드 서울북부기술인재학원 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 1
1. 제품소개 그림. 1.1 이란? DC 모터구동시하드웨어제작에소요되는시간을단축시켜프로그래밍연구개발및학습효과를극대화시켜주는 입니다. 또한당사 DEV 보드와 1P 점퍼클립케이블을이용하여연동이가능하며, 산업용 DC 모터의정회전, 역회전구동및속도제어시유용하게사용되는 입니다. 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 2
1.2 DC 모터란 그림. 서보형 DC 모터사진 DC 모터 (DC Motor) 란? 고정자로영구자석을사용하고, 회전자 ( 전기자 ) 로코일을사용하여구성한것으로, 전기자에흐르는전류의방향을전환함으로써자력의반발, 흡인력으로회전력을생성시키는모터이다. 모형자동차, 무선조정용장난감등을비롯하여여러방면에서가장널리사용되고있는모터이다. 일반적으로 DC 모터는회전제어가쉽고, 제어용모터로서아주우수한특성을가지고있다고할수있다. 1.3 DC 모터의회전원리 그림. 모터의구동원리 DC 모터는그림과같이회전자 (rotor) 와고정자 (stator) 로구성되어있다. 고정자는좌우에고정된 N 극과 S 극의영구자석으로되어있으며이것으로인해모터내부에일정한자기장 B 를형성한다. 플래밍의왼손법칙으로자기장내에존재하는도체에전류가흐르게되면자계의방향과전류의방향에따라일정한방향으로도체에자기력이작용을하는것이다. 이때코일을 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 3
감은회전자에전류 I 가흐르면서외부에형성된자기장에의해힘 F 를받으면서 DC 모터는회전하게되는것이다. 1.4 DC 모터특징 (1) 기동토크가크다 (2) 인가전압에대하여회전특성이직선적으로비례한다 (3) 입력전류에대하여출력토크가직선적으로비례하며, 또한출력효율이양호하다 (4) 가격이저렴하다 1.5 특징 1) 2 채널의모터의 PWM 신호를개별적으로입력하여 DC 모터의속도제어가능 2) 심플한하드웨어구성및 DC 모터에서발생하는역기전력흡수다이오드설계 3) DC 모터출력을터미널단자로구성하여배선연결이손쉬움 4) DC 모터전원 ( 입력전압 DC 5~36V, 각채널당최대전류 1A) 5) 핀헤더커넥터 DC 모터전원공급, 제어신호및제어전원공급 6) 차별화된엔지니어기술지원및예제소스제공 1.6 구성 그림. 구성도 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 4
2 1 2 1 TITLE: Education 1.7 핀헤더커넥터정보 J2 그림. 1X10 핀헤더커넥터핀배치 위그림은 DC 모터제어및전원입력커넥터이다. DC 모터구동시반드시모터전원을해당보드에 공급하여야한다. 사용자는사용하려는 DC 모터의전원스펙을잘확인하여, 모터에알맞은 DC 전원을전원입력 커넥터 (VDD, GND) 에입력해야하며, DC 모터구동전압 5V~36V 까지입력할수있다. DC 전원 입력시 DC 극성을꼭확인하여전원을입력해야한다. 만일 DC 극성을무시하고전원을입력할 경우해당보드와 DC 모터가망가질수있으므로각별한주의를기울여 DC 모터전원을 VDD, GND 핀에입력해야한다. 1.8 Block Diagram CON9 1 DIR1 2 DIR2 3 EN1 4 DIR3 5 DIR4 6 EN2 7 VCC 8 GND 9 VDD 10 GND MCU 5V (ET-DCM) OUT1 5V PORTn2 PORTn0 PORTn1 7.LOGIC POWER(5V) 3.EN1 1.DIR1 2.DIR2 MOTOR1 OUT1 MOTOR PORTn5 PORTn3 PORTn4 6.EN2 4.DIR3 5.DIR4 OUT2 GND 8.GND DC 모터전원 2P 입력커넥터 9.VDD 10.GND MOTOR2 OUT2 MOTOR 5~36V GND DC모터전원 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 5
2. DC 모터구동하기 2.1 연결방법 그림. DC 모터를 과연결하여구동하는사진 위그림처럼당사 DEV 보드와 을 1P 점퍼클립케이블을이용하여보드간의내장된핀헤더커넥터에서로연결하고, DC 모터를 내에있는 2P 터미널커넥터에연결하여별도의하드웨어납땜작업없이손쉽게시스템을구성하실수있습니다. 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 6
2.2 구동진리표 INPUTS FUNCTION DIR1, DIR3 = HIGH DIR2, DIR4 = LOW FORWARD( 정회전 ) EN1, EN2 = HIGH DIR1, DIR3 = LOW DIR2, DIR4 = HIGH REVERSE( 역회전 ) DIR1=DIR2 Fast Motor Stop( 긴급정지 ) EN1, EN2 = LOW Free Running Motor Stop( 정지 ) 그림. DC 모터제어구동진리표 1) 은사용자가 에 DIRn, DIRn 핀의 HIGH, LOW 신호를입력하여 2 채널에해당하는 DC 모터의정회전, 역회전방향을선택하여 DC 모터를구동할수있다. 또한 ENn 핀에 PWM 신호를입력하여각각의 DC 모터의속도를제어할수있다. 2) DC 모터제어시 < 그림. DC 모터제어구동진리표 > 를반드시참고한다. 2.3 구동코드 /* Project : 을이용한 DC 모터제어하기 Date : 2013-05-30 Author : Kyung Nam Lee Company : LKEMBEDDED Compiler: CodevisionAVR + AVRStudio Comment: DC 모터가 0.5 마다정회전, 역회전을바뀌면서구동이되면서, DC 모터속도또한증가와감소를반복하는프로그램이다. #include <mega128.h> #define CW1 PORTC.0 #define CWC1 PORTC.1 #define CW2 PORTC.2 #define CCW2 PORTC.3 #define EN1 PORTC.4 #define EN2 PORTC.5 unsigned int duty=0; unsigned int MotorDir=0; 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 7
// Timer 0 overflow interrupt service routine interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) //1ms 마다호출되는타이머 / 카운터인터럽트 static unsigned int cnt,cnt2=0; cnt++;cnt2++; if(cnt==duty) ///500ms 간격으로 pwm 신호의 on-time-duty 가상승한다. 따라서모터의속도역시상승한다. EN1=EN2=0; //off-time-duty make! if(cnt==50) //pwm 의주기는 50ms 이고, 주파수는 20Hz 이다. EN1=EN2=1; //on-time-duty make! cnt=0; //reset cnt! if(cnt2==500) //500mS duty++; //500ms 간격으로 duty 값은상승한다. if(duty>=50) duty=0; //reset duty duty=1;// pwm pluse 의 initialization value MotorDir^=1; //direction Select variable value cnt2=0; TCNT0+=0x06; void main(void) // Port C initialization PORTC=0x00; // DDRC=0xff; // 0~7 Pin Output Port set! TCCR0=0x04; //Normal Mode Operation(Overflow Interrupt Enable), 64Prescale Select 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 8
TCNT0=0x06;// Timer/Count Register initialization TIMSK=0x01;// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization #asm("sei")// Global enable interrupts duty=1;// pwm pluse 의 initialization value while (1) //endless loop switch(motordir) //500ms 마다두개의모터의회전방향이전환되는조건 case 0: CW1=1;CWC1=0;CW2=1;CCW2=0;break; //forward direction case 1: CW1=0;CWC1=1;CW2=0;CCW2=1;break; //reverse direction 3. Epilog 제품구매및교육신청 - 제품구매상담및교육문의 : Tel. 02-968-8616 제품기술상담관련 (Q&A) 및주의사항 - LK 임베디드에서는제품에대한궁금한점을신속하게답변드리기위해서 LK 임베디드홈페이지및카페제품문의게시판에서제품기술상담을도와드리고있으오니많은이용부탁드립니다. - http://www.lkembedded.co.kr - http://cafe.naver.com/lkembedded - LK임베디드모든제품에 DC전원공급시반드시극성 (+, -) 를확인하시여전원을공급해주시고, 제품정격전압을꼭지켜주셔야합니다. 만일이를어길시에는제품에치명적인오류및파손이발생할수있으니각별한주의가필요합니다. 감사의글 LK임베디드제품을구입해주셔서감사합니다. 당사는AVR, PIC, ARM7(STM32F103) 을사용하시는고객님의편의를증진시키기위해서, 마이컴교육및신제품연구개발을위해서항상노력하고있습니다. 앞으로도끊임없는도전정신을바탕으로신제품개발, 완벽한품질보증체계확립, 대고객서비스를통해고객의마음을편하게하는데정진할것입니다. 본제품을활용하여마이컴학습및제품개발에큰도움되시기를바랍니다. 2013 LK EMBEDDED ET-DCM version 1.0 페이지 9