KR20060061141A

KR20060061141A - 모터 제어장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20060061141A
Application number: KR1020040100034A
Authority: KR
Inventors: 박형룡
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-06-07

Abstract

본 발명은, 모터를 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서 본 발명에 따른 다수의 모터를 소정의 순서에 따라 순차제어 하는 모터 제어장치는, 상기 각 모터의 구동에 필요한 구동전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 전원공급부로부터 상기 각 모터에 공급되는 상기 구동전원을 단속하는 스위칭부와; 상기 모터를 제어하기 위한 구동신호를 상기 각 모터에 인가하고, 상기 다수의 모터가 소정의 순서에 따라 순차제어 되도록 하기 위해 상기 전원공급부로부터 공급되는 상기 구동전원이 상기 다수의 모터에 선택적으로 공급되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 모터를 순차제어 하는 경우에 제어장치 및 그 방법을 간소화하고 불필요한 장치의 사용을 방지함으로써 비용절감을 이룰 수 있다.

Description

모터 제어장치 및 그 제어방법 {MORTOR CONTROLLER AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 종래의 다수의 스텝모터를 제어하기 위한 모터 제어장치를 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 모터 제어장치의 제어블럭도이고,

도 3은 도 2의 모터 제어장치의 일예를 구체적으로 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 모터 제어방법의 제어흐름도이다.

본 발명은 모터 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터를 순차적으로 제어하는 모터 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

모터는 모터의 구동 원리 및 구조에 따라 DC모터, AC모터, 스텝모터, 액추에이터 등으로 구분된다. 이러한 모터들을 제어하는 방법에 있어서, 근래에는 반도체 기술의 발달로 마이컴을 이용하여 모터를 제어하는 방법이 널리 이용되고 있다. 특히 스텝모터인 경우에는 더욱 그러하다.

도 1은 종래의 다수의 스텝모터를 제어하기 위한 모터 제어장치를 도시한 도면이다.

종래의 스텝모터 제어장치는 전원공급부(13)와, 마이컴(10)과, 다수의 버퍼(11_1,11_2,…,11_N)를 포함한다.

마이컴(10)은 각 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)에 구동신호를 출력한다. 여기서 신호를 출력한다거나 신호를 인가한다는 의미는 회로를 구성하기에 따라서 신호가 High 즉 1인 경우와 Low 즉 0인 경우 모두를 포함한다. 이하 같다.

그리고 각 버퍼(11_1,11_2,…,11_N)는 소자간 전압차이나 임피던스를 보정해주거나 또는 코일성분의 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)에서 발생하는 역기전력으로부터 마이컴(10)을 보호하는 등 마이컴(10)과 각 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N) 사이의 완충역할을 수행한다.

전원공급부(13)에서 공급되는 전원과 마이컴(10)에서 출력되는 구동신호에 의해 각각의 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)는 동작된다.

즉, 마이컴(10)은 O1_a부터 O1_d까지의 구동신호를 출력하여 버퍼(11_1)을 통해 스텝모터(12_1)을 구동시키고, O2_a부터 O2_d까지의 구동신호를 출력하여 버퍼(11_2)를 통해 스텝모터(12_2)를 구동 시킨다. 이러한 방식으로 마이컴(10)은 ON_a부터 ON_d까지의 구동신호를 출력하여 버퍼(11_N)을 통해 스텝모터(12_N)을 구동 시킨다.

스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)를 한번에 하나씩 순차적으로 구동시키는 경우에는 마이컴(10)은 O1_a부터 ON_d까지의 구동신호를 각 스텝모터에 관여하는 그룹별로 출력하여 각각의 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)를 구동시킨다.

하지만 순차적으로 스텝모터를 구동시키고자 하는 경우에도 스텝모터 (12_1,12_2,…,12_N) 각각의 상에 대해 마이컴(10)의 출력포트 (O1_a, O1_b, O1_c, O1_d, O2_a, O2_b, O2_c, O2_d, …, ON_a, ON_b, ON_c, ON_d)를 연결하게 되면 마이컴(10)의 포트 갯수가 제한되어 있기 때문에 마이컴(10)에 연결될 수 있는 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)의 갯수가 제한되거나 또는 필요한 갯수의 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)를 제어하기 위해서 추가적인 마이컴(10)이 필요할 수가 있다.

게다가 각 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)마다 버퍼 (11_1,11_2,…,11_N)를 사용하고 있어, 제어하고자 하는 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)를 추가하는 경우 버퍼(11_1,11_2,…,11_N)도 함께 추가해야 한다.

따라서 스텝모터(12_1,12_2,…,12_N)를 순차제어하는 경우에 마이컴(10)의 출력포트제한을 극복하고 불필요한 버퍼(11_1,11_2,…,11_N)의 낭비를 줄이는 방법을 개발할 필요가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 다수의 모터를 순차 제어하는 경우에 마이컴의 출력포트 낭비를 막고 불필요한 버퍼를 줄이는 모터의 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라 다수의 모터를 소정의 순서에 따라 순차제어 하는 모터 제어장치에 있어서, 상기 각 모터의 구동에 필요한 구동전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 전원공급부로부터 상기 각 모터에 공급되는 상기 구동전원을 단속하는 스위칭부와; 상기 모터를 제어하기 위한 구동신호를 상기 각 모터에 인가 하고, 상기 다수의 모터가 소정의 순서에 따라 순차제어 되도록 하기 위해 상기 전원공급부로부터 공급되는 상기 구동전원이 상기 다수의 모터에 선택적으로 공급되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제어부는 상기 구동신호와, 상기 스위칭부의 제어를 위한 선택신호를 출력하는 마이컴과; 상기 마이컴으로부터 출력된 상기 구동신호를 상기 다수의 모터 중 적어도 어느 하나에 인가하는 버퍼를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라 다수의 모터를 제어하는 방법에 있어서, 상기 다수의 모터를 구동시키기 위한 구동신호를 상기 다수의 모터에 인가하는 단계와; 상기 다수의 모터가 소정의 순서에 따라 순차제어 되도록 상기 다수의 모터에 구동전원을 선택적으로 공급하는 단계를 포함하는 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 모터 제어장치의 제어블럭도이다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 모터 제어장치는 전원공급부(50)와, 전원공급부(50)로부터 각 모터(30_1,30_2,…,30_N)에 공급되는 전원을 단속할 수 있는 스위칭회로(40)와, 스위칭회로(40)에 선택신호를 보내고 모터(30_1,30_2,…,30_N)에 구동신호를 보내는 제어부(20)를 포함한다.

제어부(20)는 모터(30_1,30_2,…,30_N)를 구동시키기 위한 구동신호를 다수의 모터(30_1,30_2,…,30_N)에 공통적으로 인가하고, 선택신호를 스위칭회로(40)에 인가한다.

제어부(20)로부터 선택신호를 받은 스위칭회로(40)는 전원공급부(50)로부터 인가되는 전원을 다수의 모터(30_1,30_2,…,30_N) 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 공급함으로써 원하는 모터(30_1,30_2,…,30_N)만이 제어될 수 있도록 한다.

도 3은 도 2의 모터 제어장치의 일예를 구체적으로 도시한 도면이다.

스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)를 순차제어 하기 위한 제어장치는, 도 2의 제어부(20) 역할을 하는 마이컴(21)과 버퍼(22)를 포함하고, 도 2의 스위칭회로(40) 역할을 하는 PNP 트랜지스터와 저항을 포함하고(40_1,40_2,…,40_N), 12V 전압을 인가하는 전원공급부(50)를 포함한다.

마이컴(21)에서 출력되는 신호 중 O_a에서 O_d까지의 신호는 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)를 구동시키는 신호이고, S_1에서 S_N까지의 신호는 동작시킬 스텝모터를 선택하기 위한 선택신호이다.

버퍼(22)는 종래 기술과 마찬가지로 마이컴(21)과 각 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N) 사이에서 완충역할을 한다.

PNP 트랜지스터 소자와 저항으로 구성된 스위칭회로(40_1,40_2,…,40_N)는 전원이 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)로 들어가는 것을 상기 선택신호에 의해 조절한다.

마이컴(21)에서 나온 구동신호는 버퍼(22)로 들어가고 버퍼(22)는 각 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)에 공통적으로 상기 구동신호를 전달한다. 위에서 언급하였듯이 마이컴(21)이 구동시킬 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)에 연결된 스위칭회로 (40_1,40_2,…,40_N)에 선택신호를 버퍼(22)를 통해 보냄으로써 선택된 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)만이 구동하게 된다.

버퍼(22)와 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N) 사이에 있는 다이오드들(23_1,23_2,…,23_N)은 구동신호가, 구동되어야 할 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N) 외의 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)에 영향을 주지 않도록 하는 기능을 수행한다.

선택신호는 단 하나의 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)를 구동시키기 위해 사용될 수도 있고 회전속도와, 회전각도가 동일한 다수의 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)를 구동시키기 위해서도 사용될 수 있다.

예를 들어 구동신호가 인가된 상태에서 선택신호 중 S_1 신호만이 마이컴(21)에서 출력이 된다면 스텝모터(30_1) 만이 구동을 하게 된다.

반면에 구동신호가 인가된 상태에서 선택신호 중 S_1 과 S_2 두개의 선택신호가 마이컴(21)에서 출력이 된다면 스텝모터(30_1)과 스텝모터(30_2) 두개의 모터가 동작을 하게 되고, 다만 같은속도, 같은 각도만큼 회전한다.

이러한 실시예로 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)를 순차제어하게 되면 각 스텝모터(30_1,30_2,…,30_N)당 선택신호를 출력할 포트 한 개와 트랜지스터와 저항으로 간단히 구성되는 스위칭회로(40_1,40_2,…,40_N) 만이 필요하다. 도 1에서 보는 바와 같이 종래 실시예에서는 스텝모터당 버퍼1개가 필요하고 마이컴의 구동신호를 출력할 포트가 4 개가 필요하다. 이러한 종래 실시예와 비교해 보면 본 발명에 따른 모터 제어장치의 잇점은 분명해 지고 이는 구동시키고자 하는 스텝모터의 수가 늘어날수록 더 크게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 모터 제어방법의 제어흐름도이다.

초기화 단계로서 모든 모터를 정지시킨다(S1). 모터를 구동할지 여부를 판단한다(S2). 모터구동을 하고자 하는 경우에는 구동 되어야할 모터에 연관된 선택신호를 출력하고(S3) 구동신호도 인가한다(S4). 스텝모터의 회전스텝이 원하는 양에 도달할 때까지 구동신호 인가는 계속되고 그 과정이 완료되면(S5) 선택신호를 차단하여(S6) 모터를 정지시키게 된다.

그리고 계속 구동되어야 할 모터가 있다면(S7) 구동될 모터를 선택하기 위해 선택신호를 출력(S3)하는 단계부터 반복이 이루어지고, 반면에 더 이상 모터구동이 필요치 않은 경우(S7)에는 구동신호도 최종적으로 차단(S8)하여 종료하게 된다.

상기 실시예는 스텝모터만이 아니라 다른 종류의 모터를 순차제어 하고자 할 경우에도 마찬가지로 적용되어 제어장치를 간소화 시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 모터를 순차제어 하는 경우에 제어장치를 간소화 할 수 있고, 구체적으로는 제어장치에 이용되는 마이컴의 포트 갯수 제한을 극복하고, 불필요한 버퍼의 낭비를 막을 수 있다. 또한 같은 속도, 같은 회전 각도를 갖는 다수의 모터를 순차제어를 위해 동시에 동작시키는 경우에도 그 제어장치 및 방법이 간소화 된다.

더 나아가 이러한 구성회로의 간소화는 불필요한 전력 낭비도 방지할 수 있다.

Claims

다수의 모터를 소정의 순서에 따라 순차제어 하는 모터 제어장치에 있어서,

상기 각 모터의 구동에 필요한 구동전원을 공급하는 전원공급부와;

상기 전원공급부로부터 상기 각 모터에 공급되는 상기 구동전원을 단속하는 스위칭부와;

상기 모터를 제어하기 위한 구동신호를 상기 각 모터에 인가하고, 상기 다수의 모터가 소정의 순서에 따라 순차제어 되도록 하기 위해 상기 전원공급부로부터 공급되는 상기 구동전원이 상기 다수의 모터에 선택적으로 공급되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 구동신호와, 상기 스위칭부의 제어를 위한 선택신호를 출력하는 마이컴과;

상기 마이컴으로부터 출력된 상기 구동신호를 상기 다수의 모터 중 적어도 어느 하나에 인가하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
다수의 모터를 제어하는 방법에 있어서,

상기 다수의 모터를 구동시키기 위한 구동신호를 상기 다수의 모터에 인가하는 단계와;

상기 다수의 모터가 소정의 순서에 따라 순차제어 되도록 상기 다수의 모터에 구동전원을 선택적으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어방법.