[예비보고서]중앙대학교 아날로그및디지털회로설계실습 스텝 모터 구동기
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2023.06.24
문서 내 토픽
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1. 단극 스텝 모터 (Uni-polar step motor)단극 스텝 모터의 동작 원리를 이해하고 스텝 모터를 조종하기 위한 범용 이동 레지스터 (Universal shift register)의 사용 방법을 배운다. BJT 트랜지스터와 범용 이동 레지스터를 이용하여 스텝 모터 구동기를 설계한 후 그 동작을 확인한다.
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2. 범용 이동 레지스터 74HC194범용 이동 레지스터 74HC194의 데이터시트를 분석하여 레지스터의 동작을 예상한다. 레지스터의 동작 모드(초기화, 변화 없음, 왼쪽/오른쪽 shift, 입력 그대로 출력)를 이해한다.
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3. ULN2003AN ICULN2003AN IC의 데이터시트를 바탕으로 2개의 BJT와 3개의 저항으로 구성된 Darlington Pair 회로를 이해한다. Darlington Pair 회로는 하나의 트랜지스터처럼 동작한다.
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1. 단극 스텝 모터 (Uni-polar step motor)단극 스텝 모터는 4개의 코일로 구성되어 있으며, 각 코일에 전류를 순차적으로 공급하여 회전을 발생시킵니다. 이 모터는 구조가 간단하고 제어가 쉬워 산업 현장에서 널리 사용되고 있습니다. 단극 스텝 모터의 장점은 저렴한 가격, 높은 토크 밀도, 정밀한 위치 제어 등입니다. 단점으로는 전력 소비가 높고 발열이 심하다는 점을 들 수 있습니다. 따라서 단극 스텝 모터는 토크와 정밀성이 중요한 응용 분야에 적합하며, 발열 문제를 해결하기 위한 냉각 시스템이 필요합니다.
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2. 범용 이동 레지스터 74HC19474HC194는 4비트 범용 이동 레지스터로, 직렬 입력과 병렬 출력, 직렬 출력과 병렬 입력 기능을 제공합니다. 이 IC는 데이터 시프트 및 저장, 병렬/직렬 변환 등의 응용 분야에 널리 사용됩니다. 주요 특징으로는 높은 스위칭 속도, 낮은 전력 소비, 호환성 있는 CMOS 로직 레벨 등을 들 수 있습니다. 74HC194는 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 처리 장치, 산업 자동화 시스템 등 다양한 전자 회로에서 중요한 역할을 합니다. 이 IC의 활용도가 높고 안정적인 성능을 보이므로 전자 회로 설계 시 고려해볼 만한 좋은 옵션이라고 할 수 있습니다.
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3. ULN2003AN ICULN2003AN은 7개의 독립적인 Darlington 트랜지스터 어레이로 구성된 IC입니다. 이 IC는 저전압 디지털 논리 회로를 고전압/고전류 부하에 구동할 수 있는 인터페이스 역할을 합니다. 주요 특징으로는 최대 50V, 500mA의 스위칭 능력, 내부 다이오드를 통한 역전압 보호, 간단한 구동 회로 등을 들 수 있습니다. ULN2003AN은 릴레이, 소형 모터, LED 어레이 등의 구동에 널리 사용되며, 마이크로컨트롤러와 연계하여 다양한 산업 및 가전 제품에 적용됩니다. 이 IC는 저렴하면서도 안정적인 성능을 제공하므로 전자 회로 설계 시 유용하게 활용될 수 있습니다.
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[A+]중앙대학교 아날로그및디지털회로설계실습 S스텝 모터 구동기 예비보고서 7페이지
(1) 스텝 모터 구동기의 원리스텝 모터는 모터 축이 각 스텝에 따라서 회전되는 모터이며, 전류의 방향에 따라 단극성 과 양극성으로 구분할 수 있다. 즉, 단극성의 경우 전류가 한 방향으로 흐르는 반면, 양극 성의 경우 전류가 양방향으로 흐른다. 스텝 모터의 회전각과 회전 속도는 인가 펄스와 컨 트롤러를 통해 조절할 수 있다. 모터 축이 360도 공전하는데 200스텝이 필요하다면 펄스 를 인가함으로써 각 스텝 당 1.8도씩 회전하게 된다. 또한, 컨트롤러의 낮은 출력 전류를 증폭시키는 증폭기를 추가함으로써 최종적으로 스텝 모터 구동...2021.09.02· 7페이지 -
[A+]중앙대 아날로그및디지털회로설계 실습 예비보고서3 스텝 모터 구동기 10페이지
4. 실습 계획서4.1 스텝 모터의 회전각은 가해진 펄스 수를 조정함으로써 제어할 수 있다. 만약 1회전 100 펄스의 스텝 모터가 있다면, 구동회로에서 1개의 펄스를 보낼 때 스텝 모터는 몇 도 회전하는지 계산하시오.4.2 범용 이동 레지스터 74HC194의 data sheet을 인터넷에서 찾아서 계획서에 첨부하시오.Data sheet을 분석한 후, 다음 표의 빈칸을 채움으로써 범용 이동 레지스터의 동작을 예상하시오. 참고로 L은 Low, H는 High , x는 Low/High와 상관없음을 의미한다.4.3 ULN2003AN IC의...2022.09.08· 10페이지 -
[A+] 중앙대학교 아날로그 및 디지털 회로 설계실습 예비보고서 3. 스텝 모터 구동기 4페이지
3-3-3 ULN2003AN IC의 data sheet을 인터넷에서 찾아서 계획서에 첨부하시오. Data sheet를 바탕으로 2개의 BJT와 3개의 저항으로 이루어진 각 Darlington Pair의 회로를 도시하시오.우선, Darlington 회로란 2개의 트랜지스터를 하나로 결합시킨 것이다. 전류의 증폭도가 높아져서 고출력 회로에 사용되며, 1개의 트랜지스터처럼 취급할 수 있다. [그림 3]의 Data sheet를 바탕으로 2개의 BJT와 3개의 저항으로 이루어진 Darlington 회로를 PSPICE를 이용하여 도시하면 [그...2023.02.06· 4페이지 -
중앙대학교 아날로그및디지털회로설계실습 설계실습 3. 스텝 모터 구동기 A+ 예비보고서 21페이지
3-1. 실습목적 : 단극 스텝 모터(Uni-polar step motor)의 동작 원리를 이해하고 스텝 모터 를 조종하기 위한 범용 이동 레지스터 (Universal shift register)의 사용 방법을 배운다. 이를 바탕으로 BJT 트랜지스터와 범용 이동 레지스터를 이용하여 스텝 모터 구동기를 설계한 후 그 동작을 확인한다.* 사용장비 오실로스코프(Oscilloscope) : 1대 브레드보드(Breadboard) : 1개 파워서플라이(Power supply) : 1대 함수발생기(Function generator) : 1대 ...2022.09.15· 21페이지 -
3. 스텝 모터 구동기 예비보고서 - [아날로그및디지털회로설계실습 A+ 인증] 9페이지
아날로그 및 디지털 회로 설계 실습-실습 3 예비보고서-스텝 모터 구동기소속중앙대학교 전자전기공학부담당 교수님*** 교수님제출일2021.09.23(목)분반, 조**분반, *조학번2*******이름***1. 실습을 위한 이론적 배경:스텝 모터 :-모터 축이 각 스텝에 따라서 회전되는 모터-단극성 : 전류 한방향으로 흐름 / 양극성 : 전류가 양방향으로 흐름-스텝 모터의 회전각, 회전 속도는 인가 펄스, 컨트롤러를 통해 조절됨-증폭기를 추가하여 컨트롤러의 낮은 출력 전류 증폭시켜야 함-펄스 인가 순서 : 스텝 모터의 여자 방식에 따라 ...2022.09.18· 9페이지
