KR20040071392A - A servo-motor controlled by using universal asynchronous receiver and transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 서보 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a servo motor, and more particularly, to a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method.
당업자라면 주지하는 바와 같이, 서보 모터라 함은 서보 기구의 조작부로서 제어 신호에 의해 부하를 구동하는 장치를 말한다. 이러한 서보 모터는 동력원에 따라 전기식(서보 전동기), 공기식(공기 서보모터), 유압식(유압 모터) 등이 있으며, 보통 서보 모터라고 하면 서보 전동기를 의미한다.As will be appreciated by those skilled in the art, the term "servo motor" refers to an apparatus for driving a load by a control signal as an operation unit of a servo mechanism. These servo motors are electric (servo motor), pneumatic (air servo motor), hydraulic (hydraulic motor), etc., depending on the power source. Normally, a servo motor means a servo motor.
서보 전동기는 빠른 응답과 넓은 속도 제어의 범위를 가진 제어용 전동기로, 그 전원에 따라 직류 서보 모터와 교류 서보 모터로 다시 분류된다. 이들은 정지, 시동, 및 역전 등의 동작을 반복하므로, 방열 효과를 좋게 하거나, 동작의 변화가 빨라지도록 설계상 고려되어 있다. 서보 모터는 제어 신호에 따라 운전되고, 그러기 위해서는 제어 신호를 받아 이것을 증폭하여 서보 모터를 구동하는 장치가 필요한 경우가 있는데, 이를 서보 증폭기라고 한다.Servo motors are control motors with a range of fast response and wide speed control, and are classified into DC servo motors and AC servo motors according to their power supply. Since these operations repeat operations such as stopping, starting, and reversing, they are considered in design to improve the heat dissipation effect or to speed the change of the operation. The servo motor is driven according to the control signal, and in order to do so, a device for driving the servo motor by receiving the control signal and amplifying it is sometimes called a servo amplifier.
이러한 서보 모터는 마이크로프로세서(microprocessor)에 직접 연결이 가능하고, 직접 제어가 용이하다는 특징이 있다. 또한, 종래의 기술에 따르면, 서보 모터를 구동하기 위한 구동 신호가 인가되는 단자는 접지, 전원, 및 제어 신호가 인가되는 3 단자 방식으로 구성되어 있다. 이러한 종래의 서보 모터의 구동 방식은 트랜지스터에 의한 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식이 주류를 이루고 있다. 이 펄스폭 변조 방식은 사용 주파수 전원을 정류하여 직류를 얻어 이 직류 전원이 모터에 인가되는 시간폭을 주파수의 반송파에 의해 변화시키고, 가변 전압을 만들어 모터의 속도 제어를 수행하도록 동작한다. 이 펄스폭 변조 방식의 서보 모터 제어는 응답성이 좋고 부하 마찰 토오크가 국부적으로 변화하므로, 다관절 로봇과 같이 자세에 의한 모터축 부하 관성이 크게 변하는 계에서도 충분히 안정된 제어를 행할 수 있다는 장점이 있다.Such a servo motor can be directly connected to a microprocessor and can be directly controlled. In addition, according to the related art, a terminal to which a drive signal for driving a servo motor is applied is configured in a three-terminal manner to which ground, a power supply, and a control signal are applied. In the conventional driving method of the servo motor, a pulse width modulation (PWM) method using a transistor is mainstream. The pulse width modulation method operates to rectify the used frequency power source to obtain a direct current to change the time width applied by the direct current power source to the motor by the carrier of the frequency, and to make a variable voltage to perform the speed control of the motor. This pulse width modulation type servo motor control has responsiveness and changes in load friction torque locally, which makes it possible to perform sufficiently stable control even in a system in which the motor shaft load inertia is largely changed by posture, such as an articulated robot. .
그러나, 상술한 종래의 펄스폭 변조 방식으로 제어되는 서보 모터는 제어 신호를 단순히 입력 받아 이 제어 신호에 따라 동작할 뿐이므로, 다수 개의 서보 모터를 동시에 제어하기 위해서는 각각의 서보 모터 모듈에 각각의 제어 신호를 병렬적으로 입력하여야 한다는 문제점이 있다. 이러한 문제점으로 말미암아, 특히 다수의 서보 모터 모듈이 직렬 또는 케스케이드(cascade) 방식으로 연결되어 소정의 작업을 수행하는 경우, 다수의 서보 모터 모듈에 각각의 제어 신호를 병렬적으로 인가하여야 하므로 서보 모터 모듈별로 각각의 제어를 위한 프로세서와 같은 중앙 처리 장치를 구비하여야 한다는 또 다른 문제점이 있다.However, since the servo motor controlled by the conventional pulse width modulation method described above simply receives a control signal and operates according to the control signal, each servo motor module controls each servo motor module in order to simultaneously control the plurality of servo motors. There is a problem that signals must be input in parallel. Due to this problem, in particular, when a plurality of servo motor modules are connected in series or cascade, a predetermined operation must be applied to the plurality of servo motor modules in parallel to each servo motor module. Another problem is that a central processing unit such as a processor for each control must be provided.
본 발명은 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서보 모터의 구동하기 위한 신호를 전원(Vcc), 접지(GND), 송신 포트(Tx), 및 수신 포트(Rx)의 4 단자를 통해 입력 받는 새로운 개념의 서보 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-described problems according to the prior art, the signal for driving the servo motor to the four terminals of the power supply (Vcc), ground (GND), transmission port (Tx), and receiving port (Rx) Its purpose is to provide a new concept of servo motor that is received through.
또한, 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터는 종래 펄스폭 변조 방식으로 제어되는 서보 모터의 문제점을 해결하여, 다수 개의 서보 모터가 하나의 어셈블리(assembly) 형태로 결합되어 소정의 작업을 수행하는 경우, 하나의 중앙 처리 장치를 통하여 시리얼 방식으로 제어 신호를 서보 모터 어셈블리에 인가하고, 이에 따라 서보 모터 어셈블리가 구동되도록 제어하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, the servo motor controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention solves the problem of the servo motor controlled by the conventional pulse width modulation method, a plurality of servo motors are combined in one assembly (assembly) form a predetermined When performing the operation, the control signal is applied to the servo motor assembly in a serial manner through one central processing unit, and the purpose is to control the servo motor assembly to be driven accordingly.
또한, 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터는 범용 비동기 송수신 방식의 신호에 의해서도 제어될 뿐 아니라, 단일 서보 모터로 사용되는 경우 등에는 종래의 펄스폭 변조 신호에 의해서도 제어될 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the servo motor controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention can be controlled not only by the signal of the general-purpose asynchronous transmission and reception method, but also by the conventional pulse width modulation signal when used as a single servo motor. To make another purpose.
도 1은 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 일실시예를 도시한 구성 블록도이다.1 is a block diagram showing an embodiment of a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 제어 신호 송수신 동작의 일예를 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an example of a control signal transmission and reception operation of a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에서 구동을 위한 신호를 인가받는 인터페이스부의 일예를 도시한 구성 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an example of an interface unit receiving a signal for driving in a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에 구동을 위한 신호를 인가하기 위한 커넥터 수단의 일예를 도시한 도면이다.4 is a view showing an example of a connector means for applying a signal for driving to a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110 : 중앙 처리 장치 120 : 역전원 방지부110: central processing unit 120: reverse power protection unit
130 : 필터부 140 : 정전압부130: filter unit 140: constant voltage unit
150 : 처리부 160 : 모터 구동부150 processing unit 160 motor driving unit
170 : 모터 180 : 제어부170: motor 180: control unit
310 : 판별부 320 : 인터페이스부310: determination unit 320: interface unit
410 : 3단자 커넥터부 420 : 4단자 커넥터부410: three-terminal connector portion 420: four-terminal connector portion
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터는 모터부, 송신 및 수신 단자를 통하여 소정의 제어 신호를 송수신하는 처리부, 소정의 전압을 상기 처리부에 공급하기 위한 전압 공급부, 및 상기 처리부의 제어에 따라 상기 서보 모터부를 구동하기 위한 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention includes a processing unit for transmitting and receiving a predetermined control signal through a motor unit, a transmitting and receiving terminal, and a predetermined voltage. And a motor driving part for driving the servo motor part under control of the processing part.
또한, 상기 처리부는 상기 소정의 제어 신호의 종류를 판별하기 위한 판별부를 더 포함하고, 상기 판별부는 상기 소정의 신호의 펄스폭(pulse width)을 기준으로 상기 소정의 신호가 펄스폭 변조 신호인지 또는 범용 비동기 송수신 방식의 신호인지 여부를 판별하도록 동작할 수 있다.The processing unit may further include a discriminating unit for discriminating the type of the predetermined control signal, wherein the determining unit is based on a pulse width of the predetermined signal, or is the predetermined signal a pulse width modulated signal, or It may be operable to determine whether the signal is a general purpose asynchronous transmission and reception method.
또한, 본 발명에 따른 서보 모터를 구동하기 위한 신호를 인가하기 위한 수단은 전원, 접지, 및 펄스폭 변조 신호가 인가되는 제1 커넥터 수단, 및 상기 커넥터 수단으로부터 인가된 상기 신호들을 상기 서보 모터에 전달하기 위해 상기 서보 모터의 인터페이스에 결합되는, 하나 이상의 더미 단자를 포함하는 제2 커넥터 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the means for applying a signal for driving a servo motor according to the present invention includes a first connector means to which a power, ground, and pulse width modulation signal is applied, and the signals applied from the connector means to the servo motor. And second connector means including one or more dummy terminals, coupled to the interface of the servo motor for transmission.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 바람직한 실시예를 상술한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
범용 비동기 송수신 방식(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter; UART)이라 함은 비동기 직렬 통신 방식을 의미한다. 일반적으로, 범용 비동기 송수신 방식은 데이터 전송에 사용되는 직렬/병렬 변환 및 병렬/직렬 변환이 가능한 비동기 전송식의 송수신 방식을 의미한다. 명확하게 말하면, 범용 비동기 송수신 방식은 소정의 프로세서에게 RS-232C DTE(Data Terminal Equipment) 인터페이스를 제공함으로써, 모뎀이나 기타 다른 직렬 장치들과 통신하거나 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 것이다. 보다 진보된 범용 비동기 송수신 장치들은 일정량의 데이터 버퍼링을 제공함으로써, 프로세서와 직렬 장치들의 데이터 스트림이 대등하도록 맞추도록 동작할 수도 있다. 일예로, 가장 최근의 UART인 16550은 16 바이트 버퍼를 가지고 있어서, 프로세서가 소정의 처리를 수행하기 전에 데이터를 가지고 있을 수 있다.Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) means asynchronous serial communication. In general, the general purpose asynchronous transmission and reception means an asynchronous transmission and reception method capable of serial / parallel conversion and parallel / serial conversion used for data transmission. Clearly, the general purpose asynchronous transmit / receive approach is to provide a given processor with an RS-232C Data Terminal Equipment (DTE) interface to communicate with or send data to or from modems or other serial devices. More advanced general purpose asynchronous transceivers may provide some amount of data buffering to operate to match the data streams of the processor and serial devices to be equivalent. For example, the most recent UART, 16550, has a 16 byte buffer, so it may have data before the processor performs any processing.
도 1은 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 일실시예를 도시한 구성 블록도이다.1 is a block diagram showing an embodiment of a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터는 중앙 처리 장치(110)로부터 구동 전원(Vcc)을 입력 받고 역전압 방지하는 기능을 담당하는 역전원 방지부(120), 역전원 방지부(120)에서 출력되는 아날로그 형태의 구동 전압을 소정 레벨의 디지털 형태의 전압으로 변화시켜 출력하는 기능을 담당하는 정전압부(140), 정전압부(140)에서 출력된 전압 신호를 필터링하는 기능을 담당하는 필터부(130), 중앙 처리 장치(110)로부터 소정의 제어 신호를 입력 받고, 소정의 신호를 출력하며, 입력된 상기 제어 신호에 따라 모터(170)의 구동을 위한 제어 신호와 방향 신호(DIR)을 모터 구동부(160)로 전달하는 기능을 담당하는 처리부(150), 처리부(150)로부터의 신호들 및 정전압부(140)의 출력 전압에 따라 모터(170)를 구동시키는 기능을 담당하는 모터 구동부(170), 모터(170), 모터 구동부(160) 및 모터(170)로부터 소정의 피드백 신호를 검출하여 이를 다시 처리부(150)로 제공하는 기능을 담당하는 제어부(180)로 구성된다. 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 외부에는 서보 모터가 소정의 동작 패턴을 갖도록 제어 신호를 출력하고, 서보 모터의 동작 전원의 역할을 하는 중앙 처리 장치(110)가 있다. 중앙 처리 장치(110)는 소정의 연산 능력을 갖춘 프로세서 회로로 구성되는데, 프로그래밍에 의하여 서보 모터를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하도록 동작하는 컴퓨터 단말기의 형태일 수도 있다. 중앙 처리 장치(110)와 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 인터페이스는 전원, 접지, 송신부, 및 수신부의 4 단자 인터페이스이다. 실제로는 본 발명에 따른 서보 모터와 중앙 처리 장치(110) 간의 인터페이스는 상술한 바와 같이 RS-232C와 같은 직렬 인터페이스 형태일 수 있다. 도 1에는 처리부(150)의 송신부(Tx)에서 출력된 신호가 중앙 처리 장치(110)의 수신부(Rx)로 인가되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 처리부(150)의 송신부(Tx)에서 출력된 신호는 다른 서보 모터의 처리부의 수신부(Rx)로 인가되어 상기 다른 서보 모터의 제어 신호로 사용될 수 있다.The servo motor controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention shown in FIG. 1 receives a driving power supply Vcc from the central processing unit 110 and prevents reverse voltage. The constant voltage unit 140 and the voltage signal output from the constant voltage unit 140 are in charge of a function of changing and outputting an analog driving voltage output from the reverse power protection unit 120 to a digital voltage of a predetermined level. Receives a predetermined control signal from the filter unit 130 and the central processing unit 110 in charge of the filtering function, outputs a predetermined signal, and controls for driving the motor 170 according to the input control signal. The motor 170 is driven according to the processing unit 150, the signals from the processing unit 150, and the output voltage of the constant voltage unit 140, which are responsible for transmitting the signal and the direction signal DIR to the motor driving unit 160. Capability to let And a controller 180 which is responsible for a function of detecting a predetermined feedback signal from the motor driver 170, the motor 170, the motor driver 160, and the motor 170 and providing the feedback signal back to the processor 150. . Outside the servo motor controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention is a central processing unit 110 to output a control signal so that the servo motor has a predetermined operation pattern, and serves as an operating power source of the servo motor. The central processing unit 110 is composed of a processor circuit having a predetermined computing power, and may be in the form of a computer terminal operative to generate a control signal for controlling a servo motor by programming. The interface of the servo motor controlled by the central processing unit 110 and the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention is a four-terminal interface of a power supply, a ground, a transmitter, and a receiver. In practice, the interface between the servo motor and the central processing unit 110 according to the present invention may be in the form of a serial interface such as RS-232C as described above. In FIG. 1, the signal output from the transmitter Tx of the processor 150 is applied to the receiver Rx of the central processing unit 110, but according to a preferred embodiment of the present invention, the processor 150 The signal output from the transmitter Tx may be applied to the receiver Rx of the processor of the other servo motor to be used as a control signal of the other servo motor.
또한, 도 1의 제어부(180)는 모터 구동부(160)를 통해 모터(170)의 부하 전류를 검출하기 위한 전류 검출부(도시되지 아니함), 모터(170)의 회전을 감지하기 위한 회전 감지부(도시되지 아니함), 및 상기 전류 검출부와 상기 회전 감지부로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 하나 이상의 아날로그/디지털 변환기(converter)를 포함할 수 있다.In addition, the controller 180 of FIG. 1 includes a current detector (not shown) for detecting a load current of the motor 170 through the motor driver 160, and a rotation detector for detecting rotation of the motor 170 ( (Not shown), and one or more analog / digital converters for converting the analog signal output from the current detector and the rotation detector into a digital signal.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상술한 도 1에 도시된 서보 모터는 다수 개가 함께 위치하여 소정의 동작을 수행하도록 제어될 수 있다. 즉, 하나의 중앙 처리 장치(110)은 다수의 서보 모터를 제어하기 위한 제어 신호를 다수의 서보 모터로 전송하고, 다수의 서보 모터는 이 신호를 수신하여 자신의 식별 번호와 연관된 제어 신호인 경우 이를 분석하여 소정의 모터 동작을 수행하며, 자신의 식별 번호와 연관된 제어 신호가 아닌 경우 이를 다시 다른 서보 모터로 전송하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(110)가 총7개의 서보 모터 어셈블리의 동작을 제어하기 위하여 "1번 모터는 270도 우측 회전하고, 7번 모터는 20도 좌측 회전"하도록 제어하는 신호를 전송하는 경우 상기 7개의 서보 모터들이 이 신호를 차례로 수신하게 되는데, 1번 모터가 상기 신호를 수신한 경우 상기 신호에 따라 270도 우측 회전하도록 모터를 동작시키고, 2번 모터가 이 신호를 수신한 경우에는 자신의 식별 번호와 연관된 제어 신호가 아니므로 이를 그대로 3번 모터로 전달하게 된다. 이러한 방법으로 상기 제어 신호는 7번 모터까지 전달이 되고, 7번 모터는 자신의 식별 번호와 연관된 제어 신호라고 판단하여 20도 좌측으로 모터를 구동하게 된다. 이러한 구성으로 인해, 종래의 PWM 방식의 서보 모터 제어에 비하여 다수의 서보 모터를 손쉽게 제어하는 것이 가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of servo motors shown in FIG. 1 may be controlled to be located together to perform a predetermined operation. That is, one central processing unit 110 transmits a control signal for controlling the plurality of servo motors to the plurality of servo motors, and the plurality of servo motors receive the signal and are control signals associated with their identification numbers. By analyzing this, a predetermined motor operation may be performed, and if it is not a control signal associated with its identification number, it may be operated to transmit it to another servo motor. For example, the central processing unit 110 transmits a signal for controlling the operation of “motor No. 1 rotates 270 degrees right and motor No. 7 rotates 20 degrees left” to control the operation of a total of seven servo motor assemblies. When the seven servo motors receive this signal in sequence, when the motor 1 receives the signal, it operates the motor to rotate right by 270 degrees according to the signal, and when the motor 2 receives this signal, Since it is not a control signal associated with its identification number, it is transmitted to the third motor as it is. In this way, the control signal is transmitted to the seventh motor, and the seventh motor is determined to be a control signal associated with its identification number to drive the motor to the left by 20 degrees. Due to this configuration, it is possible to easily control a large number of servo motors as compared to the conventional servo motor control of the PWM system.
도 2는 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 제어 신호 송수신 동작의 일예를 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an example of a control signal transmission and reception operation of a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터의 제어 신호 송수신 동작의 일예를 설명하면 다음과 같다.An example of a control signal transmission / reception operation of a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission / reception scheme according to the present invention shown in FIG. 2 will be described below.
서보 모터 동작 중 인터럽트가 발생(단계 210)하면, 중앙 처리 장치(110; 도 1 참조)는 상기 인터럽트 신호를 서보 모터 처리부(150)의 수신 포트(Rx)로 전송하고, 서보 모터는 수신 포트(Rx)를 통해 상기 인터럽트 신호를 수신한다(단계 220). 처리부(150)에서는 상기 인터럽트 신호를 분석하여 서보 모터의 동작 모드를 분류한다(단계 230).When an interrupt occurs during operation of the servo motor (step 210), the central processing unit 110 (see FIG. 1) transmits the interrupt signal to the receiving port Rx of the servo motor processing unit 150, and the servo motor receives the receiving port ( Rx) to receive the interrupt signal (step 220). The processor 150 classifies the operation mode of the servo motor by analyzing the interrupt signal (step 230).
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 서보 모터의 동작 모드는 다음과 같다. 먼저, 포지션 샌드 모드(position send mode)는 모터(170)를 위치 제어용으로 동작시키고, 위치 제어 범위는 0-332.3도이며, 위치 제어용 명령을 수신한 다음 모터 자신의 현재 위치와 전류를 다시 재 전송하는 모드이다. 다음으로는 모터 다운 모드로서, 모터의 힘을 0으로 만들고, 사용자가 임의로 모터의 위치를 손으로 변경할수 있으며, 명령 수신 후 모터 자신의 현재 위치와 전류를 전송하고, 외부의 힘에 의한 위치 변화용 센서로서 동작하는 모드이다. 다음으로는, 파워 다운 모드로서, 모터 시스템의 동작 파워를 최소화하고, 사용자가 시스템 전체의 파워를 최소화하고자 할 때 사용될 수 있으며, 명령 수신 후에 자신의 식별 번호와 위치를 재 전송하도록 동작하는 모드이다. 파워 다운 모드는 상술한 바와 같이, 제어 신호를 단일 프로세서로부터 시리얼 통신을 통해 다수의 서보 모터로 전달하는 경우 각 서보 모터 별 제어 신호를 검출하기 위한 일수단으로서의 서보 모터 자신의 식별 번호를 알고자 하는 경우 사용될 수 있는 모드이다. 마지막으로, 휠 액트 모드는 모터를 바퀴용으로 동작시키고, 360도 회전과 속도 조절이 가능하며, 명령 수신 후 자신의 회전량과 현재 위치를 돌려 보내는 모드이다.According to an embodiment of the present invention, the operation mode of the servo motor is as follows. First, the position send mode operates the motor 170 for position control, the position control range is 0-332.3 degrees, receives the position control command, and then retransmits the current position and current of the motor itself. Mode. Next, as motor down mode, the power of the motor is set to zero, the user can change the position of the motor by hand arbitrarily, and after receiving the command, the current position and current of the motor is transmitted, and the position change by external force It is a mode that operates as a sensor. Next, as a power down mode, it can be used to minimize the operating power of the motor system, when the user wants to minimize the power of the whole system, and operate to retransmit his identification number and position after receiving a command. . In the power down mode, as described above, when a control signal is transmitted from a single processor to a plurality of servo motors through serial communication, the servo motor itself needs to know an identification number as a means for detecting a control signal for each servo motor. This mode can be used. Finally, wheel act mode is to operate the motor for the wheel, rotate 360 degrees and adjust the speed, and send back its own rotation amount and current position after receiving the command.
상술한 모드를 분류(단계 230)한 다음, 동작 모드 변수와 목표 위치를 변경하고(단계 240), 모터의 처리부(150)의 송신 포트(Tx)를 출력 포트로 변경한다(단계 250). 상기 송신 포트(Tx)를 통해 모터 자신의 현재 위치 및 모터의 전류를 다시 중앙 처리 장치(110)으로 전송(단계 260)하고, 다시 처리부(150)의 송신 포트(Tx)를 중앙 처리 장치(110)로부터 제어 신호를 입력 받기 위한 입력 포트로 변경(단계 270)함으로써 소정의 인터럽트 수행을 완료한다.After classifying the above-described mode (step 230), the operation mode variable and the target position are changed (step 240), and the transmission port Tx of the processing unit 150 of the motor is changed to the output port (step 250). The current position of the motor and the current of the motor are transmitted back to the central processing unit 110 through the transmission port Tx (step 260), and the transmission port Tx of the processing unit 150 is transferred to the central processing unit 110 again. In step 270, a predetermined interruption is completed by changing to an input port for receiving a control signal.
도 3은 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에서 구동을 위한 신호를 인가받는 인터페이스부의 일예를 도시한 구성 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an example of an interface unit receiving a signal for driving in a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention.
도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에서 외부 전원 및 제어 신호를 입력 받기 위한 인터페이스부(320)는 단자가 4개일 수 있고, 이들은 전원(Vcc), 접지(GND), 송신 포트(Tx), 및 수신 포트(Rx)일 수 있다.In the servo motor controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the interface unit 320 for receiving external power and control signals may have four terminals, and these may be four power sources ( Vcc), ground (GND), transmit port (Tx), and receive port (Rx).
당업자라면 주지하는 바와 같이, 범용 비동기 송수신 방식에서 사용되는 펄스는 통상 9600bps 이상이다. 이는 모터의 입장에서 보면, 입력 단자에 펄스폭이 0,01msec인 펄스가 인가되는 것이다. 반면, 펄스폭 변조 방식에서는 펄스폭이 0.7에서 2.3msec인 펄스가 인가된다. 이러한 범용 비동기 송수신 방식과 펄스폭 변조 방식의 경우는 신호 자체로 다르기도 하지만, 상술한 바와 같이 펄스폭 또한 상이하므로, 처리부(150)로 인가되는 신호의 펄스폭을 검출하면, 입력되는 신호가 범용 비동기 송수신 방식의 신호인지 또는 펄스폭 변조 방식의 신호인지 여부를 쉽게 판단할 수 있다. 도 3에 도시된 판별부(310)은 상술한 바와 같이 입력 신호의 펄스폭을 검출하고, 입력된 신호의 방식을 판별하여 이를 처리부(150)로 전달하는 기능을 담당한다. 서보 모터에 전원이 인가되면 판별부(310)에서 입력되는 신호가 펄스폭 변조 신호인지 범용 비동기 송수신 방식의 신호인지 여부를 판단하여, 펄스폭 변조 신호인 경우에는 종래의 서보 모터와 동일한 동작을 하도록 제어하고, 범용 비동기 송수신 방식의 신호인 경우에는 UART 포트를 초기화하여 범용 비동기 송수신 방식을 이용한 서보 모터로서 동작하도록 한다. 또한, 본 발명의 또다른 일실시예에 의하면, 판별부(310)에서는 상술한 바와 같이 펄스폭을 검출함으로써 신호 유형을 판별하는 것이 아니라, 펄스폭 변조 신호의 경우 단자를 3개(전원, 접지, 및 펄스폭 변조 신호) 사용한다는 점에 착안하여 하나의 단자가 NC(No Connect)되어 있는 것을 검출함으로써 펄스폭 변조 신호인지 여부를 판별하도록 동작할 수도 있다.As will be appreciated by those skilled in the art, the pulses used in the general-purpose asynchronous transmission / reception scheme are usually 9600 bps or more. From the motor's point of view, a pulse with a pulse width of 0,01 msec is applied to the input terminal. On the other hand, in the pulse width modulation method, a pulse having a pulse width of 0.7 to 2.3 msec is applied. In the case of the general-purpose asynchronous transmission and reception method and the pulse width modulation method, although the signal itself is different, as described above, the pulse width is also different, so when the pulse width of the signal applied to the processing unit 150 is detected, Whether the signal is an asynchronous transmission / reception scheme or a pulse width modulation scheme can be easily determined. The determination unit 310 shown in FIG. 3 is responsible for detecting the pulse width of the input signal as described above, determining the type of the input signal, and transferring the same to the processing unit 150. When power is supplied to the servo motor, it is determined whether the signal input from the determination unit 310 is a pulse width modulation signal or a general purpose asynchronous transmission / reception signal, and in the case of the pulse width modulation signal, the same operation as that of a conventional servo motor is performed. In the case of a signal of a general-purpose asynchronous transmission / reception scheme, the UART port is initialized to operate as a servo motor using the general-purpose asynchronous transmission / reception scheme. Further, according to another embodiment of the present invention, the determination unit 310 does not determine the signal type by detecting the pulse width as described above, but in the case of the pulse width modulated signal three terminals (power supply, ground) And a pulse width modulated signal), it may be operable to determine whether it is a pulse width modulated signal by detecting that one terminal is NC (No Connect).
도 4는 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에 구동을 위한 신호를 인가하기 위한 커넥터 수단의 일예를 도시한 도면이다. 종래의 RC 서보 모터의 경우 모터 제어를 위해서 펄스폭 변조 방식을 주로 사용하였으므로, 제어 신호를 출력하는 장치의 단자가 주로 3개이다. 이러한 종래의 제어 신호를 이용하여 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터를 구동하기 위한 커넥터 구조가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 커넥터 구조는 펄스폭 변조 방식의 구동 신호(전원, 접지, 및 펄스폭 변조 신호)를 입력 받기 위한 3단자 커넥터부(410), 및 3단자 커넥터부(410)로부터 입력된 구동 신호를 본 발명에 따른 서보 모터의 인터페이스부와 연결하기 위한 4단자 커넥터부(420)으로 구성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 4단자 커넥터부(420)의 일단자는 일종의 더미 단자일 수 있다.4 is a view showing an example of a connector means for applying a signal for driving to a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention. In the conventional RC servo motor, the pulse width modulation method is mainly used for motor control, and thus, three terminals of the device for outputting the control signal are mainly used. A connector structure for driving a servo motor controlled by a general-purpose asynchronous transmission / reception scheme according to the present invention using such a conventional control signal is shown in FIG. 4. The connector structure shown in FIG. 4 is a three-terminal connector 410 for receiving a pulse width modulation driving signal (power, ground, and pulse width modulation signal), and a driving input from the three-terminal connector 410. It consists of a four-terminal connector 420 for connecting the signal with the interface of the servo motor according to the present invention. As shown in FIG. 4, one end of the four-terminal connector 420 may be a kind of dummy terminal.
본 발명에 의하면, 서보 모터의 구동하기 위한 신호를 전원(Vcc), 접지(GND), 송신 포트(Tx), 및 수신 포트(Rx)의 4단자를 통해 입력 받는 새로운 개념의 서보 모터를 제공할 수 있다는 기술적 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a new concept servo motor that receives a signal for driving the servo motor through four terminals of power supply Vcc, ground GND, transmission port Tx, and reception port Rx. Can achieve the technical effect.
또한, 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에 의하면, 종래 PWM 방식으로 제어되는 서보 모터의 문제점을 해결하여, 다수 개의 서보 모터가 결합되어 소정의 작업을 수행하는 경우 하나의 중앙 처리 장치를통하여 시리얼 방식으로 제어 신호를 모든 서보 모터에 인가하여 서보 모터를 구동하도록 할 수 있다는 기술적 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the servo motor controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention, to solve the problem of the conventional servo motor controlled by the PWM method, when a plurality of servo motors are combined to perform a predetermined operation one central It is possible to obtain a technical effect that a control signal can be applied to all servo motors in a serial manner through a processing device to drive the servo motor.
또한, 본 발명에 따른 범용 비동기 송수신 방식에 의하여 제어되는 서보 모터에 의하면, 범용 비동기 송수신 방식의 신호에 의해서도 제어될 뿐 아니라, 단일 서보 모터로 사용되는 경우 등에는 종래의 PWM 신호에 의해서도 제어될 수 있는 서보 모터를 제공할 수 있다는 기술적 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the servo motor controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception method according to the present invention, not only can be controlled by the general-purpose asynchronous transmission and reception signal, but also when used as a single servo motor can be controlled by a conventional PWM signal. The technical effect of providing a servo motor can be obtained.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 점은 자명하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. It is obvious that modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030007343A KR20040071392A (en) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | A servo-motor controlled by using universal asynchronous receiver and transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030007343A KR20040071392A (en) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | A servo-motor controlled by using universal asynchronous receiver and transmitter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040071392A true KR20040071392A (en) | 2004-08-12 |
Family
ID=37359298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030007343A KR20040071392A (en) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | A servo-motor controlled by using universal asynchronous receiver and transmitter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040071392A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100975631B1 (en) * | 2008-06-10 | 2010-08-17 | 주식회사 져스텍 | Pulse modulating connector and method for real-time modulating motion control pulse |
-
2003
- 2003-02-06 KR KR1020030007343A patent/KR20040071392A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100975631B1 (en) * | 2008-06-10 | 2010-08-17 | 주식회사 져스텍 | Pulse modulating connector and method for real-time modulating motion control pulse |
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