KR101938191B1 - 프로그래밍이 가능한 모터 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

프로그래밍이 가능한 모터 제어장치 및 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 프로그래밍을 이용하여 하나 이상의 다양한 모터를 동시에 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

Description

프로그래밍이 가능한 모터 제어장치 및 방법{Method and Apparatus for Controlling Motor Capable of Programming}
본 실시예는 프로그래밍이 가능한 모터 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
모터 제어장치, 특히, 서보모터 제어장치는 부여된 목표입력에 대한 빠른 추종 응답특성을 갖고, 넓은 속도제어의 범위를 가지며, 정밀하게 움직일 수 있도록 서보 모터에 공급하는 전력을 적합한 형태로 변환하는 등의 제어를 하는 장치이다.
종래의 모터 제어장치는 특정 모터의 프로토콜 또는 인터페이스만을 저장하고 있기 때문에, 특정 모터 이외의 모터는 제어를 할 수 없는 불편이 있었다. 이러한 불편을 해소하고자 등장한 모터 제어장치가 범용 모터 제어장치이다. 그러나 이러한 범용 모터 제어장치는 다양한 모터로의 제어를 지원하기 위해 불필요한 많은 핀들을 보유하게 된다. 예를 들어, A 모터의 제어를 지원하기 위해 반드시 필요한 a1, a2 핀은 B 모터의 제어를 지원하는 데에 아무런 필요가 없을 경우가 존재한다. 이런 경우, 범용 모터 제어장치가 B 모터의 제어를 지원하는 경우, a1, a2 핀은 아무런 역할도 하지 않으면서 불필요하게 핀의 개수만을 차지하게 되는 불편이 존재하였다.
본 실시예는, 프로그래밍을 이용하여 하나 이상의 다양한 모터를 동시에 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 실시예의 일 측면에 의하면, IC(Integrated Circuit)로 구현되며, 모터의 구동을 제어하기 위한 모터 제어장치에 있어서, 상기 모터 제어장치의 각각의 구성을 구동하기 위한 구동전원 및 상기 모터의 구동을 제어하기 위한 제어전원을 수신하는 전원 수신부; 상기 모터 제어장치와 연결된 모터에 대한 환경정보, 상기 모터의 구동을 제어하기 위한 제어정보 및 상기 모터 또는 상기 모터 제어장치로부터 피드백 정보를 수신하는 정보 수신부; 상기 모터의 종류 및 상기 모터가 사용하는 프로토콜을 포함하는 상기 환경정보에 따라 상기 모터 제어장치 내 구성의 설정을 제어하며, 상기 제어정보 또는 상기 피드백 정보를 이용하여 상기 제어전원의 펄스폭을 변조하도록 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제어전원의 펄스폭을 변조하는 펄스폭 변조부; 및 상기 모터 제어장치에 포함된 일부 또는 전부의 구성에 관한 정보, 상기 제어부의 제어에 따라 발생하는 임시 정보 및 기타 정보를 저장하는 플래시메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예의 다른 측면에 의하면, IC(Integrated Circuit)로 구현되며, 모터의 구동을 제어하기 위한 모터 제어장치의 구동 방법에 있어서, 상기 모터 제어장치의 각각의 구성을 구동하기 위한 구동전원 및 상기 모터의 구동을 제어하기 위한 제어전원을 수신하는 전원 수신과정; 상기 모터 제어장치에 포함된 일부 또는 전부의 구성에 대한 환경정보, 상기 모터의 구동을 제어하기 위한 제어정보 및 상기 모터 또는 상기 모터 제어장치로부터 피드백 정보를 수신하는 정보 수신과정; 상기 모터의 종류 및 상기 모터가 사용하는 프로토콜을 포함하는 상기 환경정보에 따라 상기 모터 제어장치 내 구성의 설정을 제어하는 설정 제어과정; 상기 제어정보를 이용하여 상기 제어전원의 펄스폭을 변조하여 상기 모터로 전송하는 변조과정; 펄스폭이 변조된 제어전원 및 상기 모터로부터 상기 모터의 위치 정보, 홀 정보를 수신하는 피드백 정보 수신과정; 및 상기 피드백 정보 수신과정에서 수신한 정보를 이용하여 상기 제어전원의 펄스폭을 재변조하여 상기 모터로 전송하는 재변조과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치 구동 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 별도의 하드웨어의 교체 없이도 프로그래밍을 이용하여 다양한 모터를 제어할 수 있으며, 필요에 따라 하나 이상의 다양한 모터를 동시에 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버를 포함하는 모터제어 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래시 메모리에 데이터가 저장되는 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버를 포함하는 모터제어 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터제어 시스템(100)은 마스터 장치(110), 전원장치(120), 환경정보 제공장치(130), 서보 드라이버(140), 엔코더(150) 및 모터(160)를 포함하여 구성된다.
마스터 장치(110)는 모터(160)의 목표 제어상태를 설정하고, 이를 서보 드라이버(140)로 제공한다. 마스터 장치(110)는 PC, 서버, 또는 별도의 모터를 제어하기 위한 드라이버로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 모터(160)의 목표 제어상태를 설정할 수 있는 장치이면 어떤 것으로도 구현될 수 있다. 마스터 장치(110)는 목표 제어상태를 설정하고, 설정한 목표 제어정보를 서보 드라이버(140)로 전송한다. 마스터 장치(110)는 목표 제어정보를 서보 드라이버(140)로 전송함에 있어, 유선으로 연결되어 펄스를 이용하여 전송할 수도 있고, 통신을 이용하여 전송할 수 있다. 마스터 장치(110)는 RS-232, 422 또는 485 방식을 이용하여 서보 드라이버(140)와 연결될 수 있으며, IEEE 802.3 방식을 이용하여 서보 드라이버(140)와 연결될 수 있다. 이처럼, 마스터 장치(110)는 유선 또는 전술한 통신 방식을 이용하여 서보 드라이버(140)와 연결된 후, 목표 제어정보를 서보 드라이버(140)로 전송한다.
전원장치(120)는 서보 드라이버(140)로 전원을 제공한다. 전원장치(120)는 서보 드라이버(140)가 구동할 수 있도록 하는 구동전원을 제공한다. 전원장치(120)는 서보 드라이버(140)로 구동전원을 제공함으로써, 서보 드라이버(140) 내에 존재하는 각각의 구성이 자신의 역할을 수행할 수 있도록 한다. 또한, 전원장치(120)는 모터를 동작시키기 위한 제어전원을 서보 드라이버(140)로 제공한다. 전원장치(120)는 서보 드라이버(140)로 제어전원을 제공하며, 서보 드라이버(140)는 제어전원을 목표 제어정보에 따라 변조를 하여 모터(160)로 전달한다. 전원장치(120)는 서보 드라이버(140)로 구동전원과 제어전원을 분리하여 별도의 핀으로 제공하거나, 구동전원과 제어전원을 동일한 핀으로 제공할 수 있다.
환경정보 제공장치(130)는 서보 드라이버(140)로 서보 드라이버(140)와 연결된 모터에 대한 환경정보를 제공한다. 환경정보라 함은 서보 드라이버(140)와 연결될 모터의 전반적인 정보를 의미하며, 모터의 종류, 모터가 사용하는 프로토콜 및 모터의 개수 중 일부 또는 전부를 포함한다. 환경정보 제공장치(130)는 서보 드라이버(140)로 환경정보를 제공하며, 서보 드라이버(140)는 환경정보에 따라 서보 드라이버(140) 내에 포함된 구성을 설정한다.
서보 드라이버(140)는 목표 제어정보를 수신하여 모터로 제공할 전원을 제어한다. 서보 드라이버(140)는 마스터 장치(110)로부터 목표 제어정보를 수신하고, 전원장치(120)로부터 수신한 제어전원을 목표 제어정보에 따라 변조한다. 서보 드라이버(140)는 변조한 제어전원을 모터(160)로 제공한다. 또한, 서보 드라이버(140)는 환경정보 제공장치(130)로부터 수신한 환경정보에 따라 서보 드라이버(140) 내에 포함된 각각의 구성을 설정한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
엔코더(Encoder, 150)는 모터(160)의 샤프트의 회전수나 회전 각도(절대 위치)를 검출한다. 엔코더(150)는 홀 센서(Hall Sensor)를 포함할 수 있으며, 이를 이용해 모터(160)의 샤프트의 회전수나 회전 각도를 검출할 수 있다. 엔코더(150)는 이와 같이 검출한 모터(160)의 샤프트의 회전수나 회전 각도를 서보 드라이버(140)로 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버(140)는 전원 수신부(210), 정보 수신부(220), 플래시 메모리(230), 제어부(240) 및 펄스폭 변조부(250)를 포함하여 구성된다.
서보 드라이버(140)는 모든 구성(210 내지 250)을 포함하는 하나의 IC(Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. 종래의 서보 드라이버는 다양한 기능을 갖는 각각의 구성이 따로따로 구현되어 있어, 각각의 구성의 연결관계가 복잡해지며, 구현에 있어서도 번잡한 불편이 존재하였다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버(140)는 모든 구성(210 내지 250)을 포함하는 하나의 IC(Integrated Circuit)로 구현되기 때문에, 생산이 용이해진다. 서보 드라이버(140)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 외부로부터 펌웨어의 업데이트를 이용해 프로그래밍이 가능한 IC라면 어떠한 구성으로도 구현될 수 있다.
전원 수신부(210)는 전원장치(120)로부터 전원을 수신한다. 전원 수신부(210)는 전원장치(120)로부터 구동전원에 해당하는 전류 및 전압과 제어전원에 해당하는 전류 및 전압을 수신한다. 전원 수신부(210)는 구동전원을 수신하는 포트와 제어전원을 수신하는 포트를 분리하여 구현될 수 있고, 단일의 포트로 구동전원 및 제어전원을 수신하여 내부에서 두 전원을 분리(Isolation)할 수 있다.
전원 수신부(210)는 전원장치(120) 내에서 이미 디지털 값으로 변환된 전원을 수신할 수 있다. 그러나 전원 수신부(210)는 전원장치(120)로부터 아날로그 값의 전원을 수신할 수 있다. 이러한 경우, 전원 수신부(210)는 ADC(Analog-to-Digital Converter, 미도시)를 포함할 수 있으며, Sinc3 필터와 같은 데시메이션 필터(Decimation Filter, 미도시)를 추가적으로 더 포함할 수 있다. 이처럼, 전원 수신부(210)는 디지털화된 전원을 수신하거나, 수신된 전원을 디지털화하여 제어부(240)로 전달한다.
정보 수신부(220)는 마스터 장치(110), 환경정보 제공장치(130) 및 모터(160)로부터 정보를 수신한다. 정보 수신부(220)는 환경정보 수신부(223), 제어정보 수신부(226) 및 피드백 정보 수신부(229)를 포함하여 구성된다.
환경정보 수신부(223)는 환경정보 제공장치로부터(130) 환경정보를 수신한다. 환경정보 수신부(223)는 제어부(240)의 제어에 따라 환경정보 제공장치(130)와 유선으로 연결되도록 구현되거나 RS 232, 422 또는 485와 같은 이더캣(Ethercat) 또는 IEEE 802.3과 같은 무선 통신을 이용하여 연결되도록 구현될 수 있으며, 환경정보 제공장치(130)로부터 환경정보를 수신한다. 환경정보 수신부(223)는 수신한 환경정보를 플래시 메모리(230)로 전달하여 저장한다.
제어정보 수신부(226)는 마스터 장치(110)로부터 목표 제어정보를 수신한다. 제어정보 수신부(226)는 제어부(240)의 제어에 따라, 마스터 장치(110)와 유선으로 연결되도록 구현되거나 RS 232, 422 또는 485와 같은 이더캣(Ethercat), IEEE 802.3 또는 메카트로링크(Mechatrolink) 등과 같은 무선 통신을 이용하여 연결되도록 구현될 수 있다. 제어정보 수신부(226)는 마스터 장치(110)와 유선 또는 무선으로 연결되어 목표 제어정보를 수신한 후, 이를 제어부(240)로 전달한다.
피드백 정보 수신부(229)는 엔코더 또는 펄스폭 변조부(250)로부터 피드백 정보를 수신한다. 피드백 정보는 모터의 위치 정보 또는 홀 정보일 수 있으며, 펄스폭이 변조된 제어전원에 관한 정보일 수 있다. 제어부(240)가 목표 제어정보에 따라 적절히 모터를 제어하였는지를 실시간으로 확인할 수 있도록, 피드백 정보 수신부(229)는 엔코더(150)로부터 피드백 정보를 수신하여 제어부(240)로 전달한다. 이에 따라, 제어부(240)는 수신한 목표 제어정보에 따라 적절히 모터가 제어되었는지를 실시간으로 확인할 수 있으며, 적절히 제어하지 못한 경우 다시 모터(160)로 제공할 펄스폭을 재변조하도록 제어할 수 있다. 또한, 피드백 정보 수신부(229)는 펄스폭 변조부(250)로부터 펄스폭이 변조된 제어전원에 관한 정보를 수신할 수 있다. 피드백 정보 수신부(229)가 제어전원에 관한 정보를 수신하여 제어부(240)로 전달하며, 제어부(240)는 펄스폭 변조부(250)가 자신의 제어에 따라 변조를 하였는지를 확인한다. 제어부(240)는 펄스폭 변조부(250)가 자신의 제어에 따라 제대로 변조하였는지 여부를 확인하며, 제대로 변조하지 않은 경우 펄스폭을 재변조하도록 제어할 수 있다.
제어부(240)의 제어에 따라, 피드백 정보 수신부(229)는 유선으로 엔코더(150)와 연결되거나 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 또는 BISS(BIdirectional Serial Synchronous) 프로토콜 등을 이용한 무선 통신으로 엔코더(150)와 연결될 수 있도록 구현된다. 엔코더(150)는 스탠다드(Standard) 엔코더와 시리얼(Serial) 엔코더가 존재한다. 스탠다드 엔코더는 A상, B상 등을 갖는 펄스를 이용하여 모터의 위치 정보나 홀 정보를 서보 드라이버(140)로 전달하며, 시리얼 엔코더는 UART 또는 BISS 프로토콜 등을 이용한 무선통신을 이용하여 모터의 위치 정보나 홀 정보를 서보 드라이버(140)로 전달한다. 피드백 정보 수신부(229)는 스탠다드(Standard) 엔코더 또는 시리얼(Serial) 엔코더 각각과 연결될 수 있는 포트를 모두 구비하거나, 하나의 포트만을 구비하며 제어부(240)의 제어에 따라 스탠다드(Standard) 엔코더 또는 시리얼(Serial) 엔코더 중 어느 하나와 연결될 수 있도록 구현될 수 있다.
플래시 메모리(230)는 서보 드라이버에 관한 정보, 제어부(240)의 제어에 관한 정보 및 사용자가 별도로 저장하기 위한 정보를 저장한다. 플래시 메모리(230)에 대해서는 도 3에 보다 상세히 도시하였다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플래시 메모리에 데이터가 저장되는 예를 도시한 도면이다.
플래시 메모리(230)는 서보 드라이버에 관한 정보를 저장하는 서보 드라이버 영역(310), 제어부(240)의 제어에 관한 정보를 저장하는 제어부 영역(320) 및 사용자가 별도로 저장하기 위한 정보를 저장하는 사용자 영역(330)으로 구성된다.
서보 드라이버 영역(310)은 서보 드라이버의 구성에 관한 정보를 저장한다. 환경정보, 특히, 모터의 종류 또는 모터가 사용하는 프로토콜에 따라 구현되어야 하는 서보 드라이버의 구성을 대응하여 저장한다. 서보 드라이버 영역(310)에는, 예를 들어, 모터의 종류가 A인 경우, 환경정보 수신부는 유선을 이용하여 연결되며, 제어정보 수신부는 RS 485를 이용하여 연결된다는 정보가 저장된다. 또한, 플래시 메모리(230)는 환경정보 수신부(223)로부터 환경정보를 수신하여 이를 저장하며 제어부(240)로 제공한다.
제어부 영역(320)은 제어부(240)가 정보 수신부(220) 각각의 구성, 펄스폭 변조부(250) 또는 기타 구성을 제어하며 제어 도중 발생할 수 있는 임시 데이터를 저장하거나, 제어정부 수신부(226)로부터 수신한 목표 제어정보를 저장할 수 있다.
사용자 영역(330)은 사용자가 별도로 저장하기 위한 정보를 저장한다. 서보 드라이버에 관한 정보 및 제어부(240)의 제어에 관한 정보 외에 별도로 저장이 필요한 정보는 사용자 영역(330)에 저장된다.
플래시 메모리(230)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 전기 공급이 끊긴 상태에서도 장기간 기억이 가능하며, 기록된 데이터를 지우고 쓰는 것이 가능한 기억장치는 어떠한 것으로도 대체될 수 있다.
제어부(240)는 수신한 환경정보에 따라 서보 드라이버(140) 내의 구성을 설정하며, 수신한 목표 제어정보에 따라 모터로 제공할 제어전원의 펄스폭 변조를 제어한다.
제어부(240)는 수신한 환경정보에 따라 서보 드라이버(140) 내의 구성을 설정한다. 플래시 메모리(230)에 환경정보 수신부(223)가 수신한 환경정보가 저장된 경우, 제어부(240)는 플래시 메모리(230)에 저장된 환경정보로 엑세스한다. 제어부(240)는 환경정보로 엑세스하여, 수신한 환경정보에 따라 서보 드라이버(140) 내의 구성을 설정한다. 예를 들어, 환경정보 수신부와 유선을 이용하여 연결되며, 제어정보 수신부와 RS 485를 이용하여 연결되는 모터를 2개 제어해야 한다는 환경정보를 수신한 경우, 제어부(240)는 환경정보 수신부(223)과 제어정보 수신부(226)를 각각 유선 및 RS 485를 이용하도록 제어하며, 2개의 모터 각각에 제공할 펄스폭을 변조하도록 펄스폭 변조부를 2개 구비하도록 설정할 수 있다. 필요에 따라, 제어부(240)는 도 2에 도시된 구성 외의 구성을 구비하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 서보 드라이버(140)가 GPIO부(미도시)를 더 포함하도록 설정하여 모터와 GPIO부를 이용해 별도의 신호를 입출력할 수 있다. 즉, 제어부(240)는 환경정보 내에 포함된 모터의 종류 또는 모터가 사용하는 프로토콜에 따라 서보 드라이버(140) 내의 구성에 대해 각각의 구성의 인터페이스 또는 프로토콜을 제어하거나, 모터의 개수에 따라 필요한 각각의 구성의 개수를 제어한다. 제어부(240)는 이와 같이 수신한 환경정보에 따라 서보 드라이버(140)의 구성을 설정하기 위해, 플래시 메모리(230)로부터 환경정보에 따라 구현되어야 하는 서보 드라이버의 구성에 관한 정보를 엑세스한다.
제어부(240)는 수신한 목표 제어정보에 따라 모터로 제공할 제어전원의 펄스폭 변조를 제어한다. 제어부(240)는 전원 수신부(210)로부터 수신한 제어전원에 대해 펄스폭 변조가 이루어지도록 펄스폭 변조부(250)를 제어한다. 펄스폭 변조를 하는 이유는 전압과 전류의 진폭을 직접 변화시키기는 물리적으로 상당한 제약이 있기 때문에, 제어전원(전압과 전류)에 펄스폭 변조를 실시한다. 제어전원이 펄스폭 변조되면, 펄스폭을 제어함으로써 전압과 전류의 진폭을 변화시키는 것과 동일한 효과를 가져올 수 있다. 이에 따라, 제어부(240)는 수신한 제어전원에 대해 펄스폭 변조가 이루어지도록 펄스폭 변조부(250)를 제어한다. 제어부(240)는 펄스폭 변조부(250)를 제어함에 있어, 제어정보 수신부(226)로부터 수신한 목표 제어정보에 따라 펄스폭 변조가 실시되도록 펄스폭 변조부(250)를 제어한다.
펄스폭 변조부(250)는 제어부(240)의 제어에 따라 제어전원에 펄스폭 변조를 실시한다. 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 하는 이유는 전술한 바와 같이 모터로 제공할 제어전원의 진폭을 보다 용이하게 변화시키기 위함이다. 펄스폭 변조부(250)는 펄스폭 변조에 의해 생성한 펄스를 모터(160) 및 피드백 정보 수신부(229)로 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 드라이버의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
서보 드라이버(140)는 전원장치로부터 구동전원 및 환경정보 제공장치로부터 환경정보를 수신한다(S410). 서보 드라이버(140) 내의 전원 수신부(210)는 전원장치(120)로부터 서보 드라이버(140)를 구동시킬 구동전원을 수신한다. 이와 함께, 서보 드라이버(140) 내의 환경정보 수신부(223)는 환경정보 제공장치(130)로부터 서보 드라이버(140) 내의 구성을 설정하기 위한 환경정보를 수신한다.
서보 드라이버(140)는 수신한 환경정보에 따라 서보 드라이버 내의 구성을 설정한다(S420). 서보 드라이버(140) 내의 환경정보 수신부(229)가 수신한 환경정보는 플래시 메모리(230)에 저장되며, 서보 드라이버(140) 내의 제어부(240)는 플래시 메모리(230)에 저장된 환경정보에 엑세스하여 환경정보에 따라 서보 드라이버 내의 각각의 구성을 설정한다. 제어부(240)는 환경정보 내에 포함된 모터의 종류 또는 모터가 사용하는 프로토콜에 따라 서보 드라이버(140) 내의 구성에 대해 각각의 구성의 인터페이스 또는 프로토콜을 제어하거나, 모터의 개수에 따라 필요한 각각의 구성의 개수를 제어한다.
서보 드라이버(140)는 전원장치로부터 제어전원 및 마스터 장치로부터 목표 제어정보 수신한다(S430). 서보 드라이버(140) 내의 전원 수신부(210)는 전원장치(120)로부터 모터를 동작시키기 위한 제어전원을 수신한다. 이와 함께, 서보 드라이버(140) 내의 제어정보 수신부(226)는 마스터 장치(110)로부터 모터의 동작을 제어하기 위한 목표 제어정보를 수신한다.
서보 드라이버(140)는 수신한 제어정보에 따라 제어전원에 펄스폭 변조 수행하여 모터로 전송한다(S440). 서보 드라이버(140)는 내의 제어부(240)는 수신한 제어정보에 따라 제어전원에 펄스폭 변조를 수행하도록 펄스폭 변조부(250)를 제어한다. 제어부(240)의 제어에 따라, 펄스폭 변조부(250)는 제어전원에 펄스폭 변조를 수행한다.
서보 드라이버(140)는 엔코더 또는 펄스폭 변조부로부터 피드백 정보를 수신한다(S450). 피드백 정보는 모터의 위치 정보 또는 홀 정보일 수 있으며, 펄스폭이 변조된 제어전원에 관한 정보일 수 있다. 제어부(240)가 목표 제어정보에 따라 적절히 모터를 제어하였는지를 실시간으로 확인할 수 있도록, 피드백 정보 수신부(229)는 엔코더(150)로부터 피드백 정보를 수신하여 제어부(240)로 전달한다. 또한, 피드백 정보 수신부(229)는 펄스폭 변조부(250)로부터 펄스폭이 변조된 제어전원에 관한 정보를 수신할 수 있다. 피드백 정보 수신부(229)가 제어전원에 관한 정보를 수신하여 제어부(240)로 전달하며, 제어부(240)는 펄스폭 변조부(250)가 자신의 제어에 따라 변조를 하였는지를 확인한다.
서보 드라이버(140)는 피드백 정보를 이용해 제어전원의 펄스폭을 재변조한다(S460). 서보 드라이버(140) 내 제어부(240)는 모터의 위치 정보 또는 홀 정보를 이용하여 수신한 목표 제어정보에 따라 적절히 모터가 제어되었는지를 실시간으로 확인할 수 있으며, 적절히 제어하지 못한 경우 다시 모터(160)로 제공할 펄스폭을 재변조하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(240)는 펄스폭이 변조된 제어전원에 관한 정보를 이용하여 펄스폭 변조부(250)가 자신의 제어에 따라 변조를 하였는지를 확인한다. 제어부(240)는 펄스폭 변조부(250)가 자신의 제어에 따라 제대로 변조하였는지 여부를 확인하며, 제대로 변조하지 않은 경우 펄스폭을 재변조하도록 제어할 수 있다.
도 4에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각각의 도면에 기재된 과정의 순서를 변경하여 실행하거나 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 4에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 모터제어 시스템 110: 마스터 장치
120; 전원장치 130: 환경정보 제공장치
140: 서보 드라이버 150: 엔코더
160: 모터 210: 전원 수신부
220: 정보 수신부 223: 환경정보 수신부
226: 제어정보 수신부 229: 피드백 정보 수신부
230: 플래시 메모리 240: 제어부
250: 펄스폭 변조부 310: 서보 드라이버 영역
320: 제어부 영역 330: 사용자 영역

Claims (12)

  1. 모터 제어장치 내 구성을 구동하기 위한 구동전원 및 모터구동을 제어하기 위한 제어전원을 수신하고, 상기 구동전원 및 상기 제어전원을 디지털화하기 위한 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 포함하는 전원 수신부;
    상기 전원 수신부로 수신되는 아날로그 데이터를 줄이기 위한 데시메이션 필터를 포함하는 필터부;
    무선통신을 기반으로 시리얼 엔코더 및 상기 모터 제어장치로부터 상기 모터구동을 실시간으로 확인하기 위한 피드백 정보를 수신하는 피드백 정보 수신부를 포함하고, 상기 무선통신을 기반으로 환경정보 제공장치로부터 환경정보를 수신하고, 상기 무선통신을 기반으로 상기 모터구동을 제어하기 위해 마스터 장치로부터 제어정보를 수신하는 정보 수신부;
    상기 환경정보, 상기 제어정보, 상기 피드백 정보, 상기 모터 제어장치에 포함된 일부 또는 전부의 구성에 관한 정보, 모터 제어에 따라 발생하는 임시 정보 및 기타 정보를 저장하는 플래시메모리;
    FPGA(Field Programmable Gate Array)를 기반으로 상기 환경정보에 포함된 모터종류 정보, 모터프로토콜 정보 및 모터개수 정보에 각각 대응하도록 상기 모터 제어장치 내 구성을 변경하기 위한 모터구성 정보를 생성하고, 상기 모터구성 정보에 대응하도록 모터 종류, 모터 개수, 상기 모터 제어장치 내 인터페이스 및 상기 모터 제어장치 내 구성의 각각의 포트(Port)를 포함하는 상기 모터 제어장치 내 구성을 설정하며, 설정된 모터 제어장치 내 구성을 기반으로 상기 제어정보에 포함된 목표 제어정보에 대응하도록 상기 제어전원의 펄스폭을 산출하고, 상기 제어전원의 펄스폭에 대한 응답으로서 상기 피드백 정보 수신부로부터 상기 피드백 정보를 분석하여 모터위치 정보, 홀 정보 및 펄스폭변조 정보를 추출하고, 상기 모터위치 정보 및 상기 홀 정보를 기반으로 상기 목표 제어정보에 따라 상기 모터구동을 제어하였는지를 확인하고, 상기 펄스폭변조 정보를 기반으로 상기 목표 제어정보에 따라 상기 제어전원의 펄스폭을 변조하였는지를 확인하며, 대응여부 확인결과에 따라 상기 목표 제어정보에 대응하는 경우 상기 모터구동을 유지하고, 상기 목표 제어정보에 대응하지 못하는 경우 상기 제어전원의 펄스폭을 재산출하는 제어부;
    산출된 펄스폭에 대응하도록 상기 제어전원의 펄스폭을 변조하여 상기 제어전원의 진폭을 용이하게 변화시키는 펄스폭 변조부; 및
    다용도 입출력 포트(GPIO, General-Purpose Input/Output)를 이용하여 별도의 신호를 입출력하는 GPIO부
    를 포함하되, 상기 전원수신부, 상기 필터부, 상기 정보수신부, 상기 제어부, 상기 펄스폭 변조부 및 상기 GPIO부는 상기 FPGA를 기반으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드(code)로 구현되고,
    상기 전원수신부, 상기 필터부, 상기 정보수신부, 상기 제어부, 상기 펄스폭 변조부, 상기 플래시메모리 및 상기 GPIO부는 펌웨어 업데이트(firmware update)를 이용하여 프로그래밍(programming)이 가능한 하나의 IC(Integrated Circuit)로 구현되며,
    상기 전원수신부, 상기 필터부, 상기 정보수신부, 상기 제어부, 상기 펄스폭 변조부, 상기 플래시메모리 및 상기 GPIO부는 상기 펌웨어 업데이트를 기반으로 별도의 하드웨어 교체 없이도 다양한 모터를 제어하고,
    상기 모터구성 정보에 근거하여 상기 모터구동을 제어하는데 필요한 핀의 개수를 줄여서 동작하도록 하여 상기 모터구동을 제어하는데 필요한 핀을 최소화하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보수신부는,
    상기 피드백 정보 수신부 외에 상기 환경정보 제공장치로부터 상기 환경정보를 수신하는 환경정보 수신부 및 상기 마스터 장치로부터 상기 제어정보를 수신하는 제어정보 수신부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 플래시메모리에 저장된 상기 모터 제어장치에 포함된 일부 또는 전부의 구성에 관한 정보를 이용하여 상기 환경정보 수신부, 상기 제어정보 수신부 및 상기 피드백 정보 수신부 중 적어도 하나에 대한 설정을 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드백 정보 수신부는,
    상기 엔코더로부터 상기 모터위치 정보 및 상기 홀 정보를 수신하고, 상기 펄스폭 변조부로부터 상기 펄스폭변조 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 피드백 정보를 이용하여 기 변조한 제어전원의 펄스폭을 재변조하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
  9. 모터 제어장치 내 구성을 구동하기 위한 구동전원 및 모터구동을 제어하기 위한 제어전원을 수신하는 전원 수신과정;
    엔코더 및 상기 모터 제어장치로부터 상기 모터구동을 실시간으로 확인하기 위한 피드백 정보를 수신하고, 환경정보 제공장치로부터 환경정보를 수신하고, 상기 모터구동을 제어하기 위해 마스터 장치로부터 제어정보를 수신하는 정보 수신과정;
    상기 환경정보, 상기 제어정보, 상기 피드백 정보, 상기 모터 제어장치에 포함된 일부 또는 전부의 구성에 관한 정보, 모터 제어에 따라 발생하는 임시 정보 및 기타 정보를 저장하는 정보저장 과정;
    FPGA(Field Programmable Gate Array)를 기반으로 상기 환경정보에 포함된 모터종류 정보, 모터프로토콜 정보 및 모터개수 정보에 각각 대응하도록 상기 모터 제어장치 내 구성을 변경하기 위한 모터구성 정보를 생성하는 구성정보 생성과정;
    상기 모터구성 정보에 대응하도록 모터 종류, 모터 개수, 상기 모터 제어장치 내 인터페이스 및 상기 모터 제어장치 내 구성 각각의 포트(Port)를 포함하는 상기 모터 제어장치 내 구성을 설정하는 모터구성 설정과정;
    설정된 모터 제어장치 내 구성을 기반으로 상기 제어정보에 포함된 목표 제어정보에 대응하도록 상기 제어전원의 펄스폭을 산출하는 펄스폭 산출과정;
    상기 제어전원의 펄스폭에 대한 응답으로서 상기 피드백 정보를 분석하여 모터위치 정보, 홀 정보 및 펄스폭변조 정보를 추출하고, 상기 모터위치 정보 및 상기 홀 정보를 기반으로 상기 목표 제어정보에 따라 상기 모터구동을 제어하였는지를 확인하는 모터구동 확인과정;
    상기 펄스폭변조 정보를 기반으로 상기 목표 제어정보에 따라 상기 제어전원의 펄스폭을 변조하였는지를 확인하는 펄스폭검사 과정; 및
    대응여부 확인결과에 따라 상기 목표 제어정보에 대응하는 경우 상기 모터구동을 유지하고, 상기 목표 제어정보에 대응하지 못하는 경우 상기 제어전원의 펄스폭을 재산출하는 펄스폭 재산출과정
    을 포함하되, 상기 전원 수신과정, 상기 정보 수신과정, 상기 정보저장 과정, 상기 구성정보 생성과정, 상기 모터구성 설정과정, 상기 펄스폭 산출과정, 상기 모터구동 확인과정, 상기 펄스폭검사 과정 및 상기 펄스폭 재산출과정은 상기 FPGA를 기반으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드(code)로 구현되고, 펌웨어 업데이트(firmware update)를 이용하여 프로그래밍(programming)이 가능한 하나의 IC(Integrated Circuit)로 구현되며, 상기 모터구성 정보에 근거하여 상기 모터구동을 제어하는데 필요한 핀의 개수를 줄여서 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치 구동 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 정보 수신과정은,
    상기 환경정보 제공장치로부터 상기 환경정보를 수신하는 환경정보 수신과정, 상기 엔코더 및 상기 모터 제어장치로부터 상기 피드백 정보를 수신하는 피드백 정보 수신과정 및 상기 마스터 장치로부터 상기 제어정보를 수신하는 제어정보 수신과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치 구동 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 피드백 정보 수신과정은,
    상기 엔코더로부터 상기 모터위치 정보 및 상기 홀 정보를 수신하고, 펄스폭 변조부로부터 상기 펄스폭변조 정보를 수신하는 과정인 것을 특징으로 하는 모터 제어장치 구동 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07222479A (ja) * 1994-01-26 1995-08-18 Toyota Motor Corp 駆動装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200307696Y1 (ko) * 2002-11-26 2003-03-19 (주)한서정공 다중 모터 정밀 제어기

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