KR20070092789A - 금융자동화기기의 스텝모터 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금융자동화기기의 지폐입출금 시에 스텝모터의 동작을 제어하는 스텝모터 제어장치에 관한 것으로서, 스텝모터 정지 스텝구간 동안 강여자 및 약여자 형태의 구동신호를 제공함을 특징으로 한다. 금융자동화기기의 지폐 입출금 시에 지폐의 입,방출을 수행하는 스텝모터와, 상기 스텝모터를 정지시키는 첫 번째 스텝 구간에서는 일정 크기의 강여자 형태의 정지 구동신호를, 상기 스텝모터 정지 후 현재 정지 상태를 유지하기 위하여 상기 강여자 보다 작은 약여자 형태의 정지 구동신호를 생성하여 상기 스텝모터에 공급하는 구동부와, 상기 정지 구동신호를 제공받아 상기 스텝모터의 구동을 위한 전력 크기로 증폭하는 전력증폭부와, 금융자동화기기의 지폐 입출금을 제어하기 위하여, 스텝모터의 구동, 정지를 제어하는 구동 제어명령을 생성하여 상기 구동부로 전송하는 제어부를 구비한다. 따라서 스텝모터의 구동신호를 상황에 따라 강여자 및 약여자로 인가함으로써, 스텝모터의 정확한 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.

스텝모터, 금융자동화기기, 상지연, 스텝, 정지, 구동

Description

금융자동화기기의 스텝모터 제어장치{Controller for stepping motor in ATM}

도 1은 스텝모터의 동작 모습을 도시한 도면.

도 2는 스텝모터의 구동신호를 도시한 그래프.

도 3 및 도 4는 스텝모터의 정지 및 구동 재개 시의 구동신호를 그래프.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스텝코너 제어장치의 내부 구성 블록도.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 스텝모터의 정지 및 구동 재개 시의 강여자 및 약여자 형태의 실효치 구동신호를 도시한 그래프.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 스텝모터의 정지 및 구동 재개 시의 강여자 및 약여자 형태의 쵸핑주파수 구동신호를 도시한 그래프.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

51: 제어부 52: 구동부

53: 전력증폭부 54: 스텝모터

본 발명은 금융자동화기기의 지폐입출금 시에 스텝모터의 동작을 제어하는 스텝모터 제어장치에 관한 것으로서, 스텝모터 정지 스텝구간 동안 강여자 및 약여자 형태의 구동신호를 제공함을 특징으로 한다.

지폐 입출금 장치는 은행이나 기타 금융기관에서 고객에게 편리한 금융서비스를 제공하기 위하여 은행 외에 편의점 및 공공장소 등에 설치되어 고객이 자신의 현금서비스카드나 신용카드를 이용하여 현금을 자유롭게 입출금할 수 있도록 한 장치이다. 상기와 같이 입출금 기능을 갖는 지폐 입출금 장치는 입금 시 이용자에 의해 투입한 지폐를 분리기로 1매씩 분리하여 반송부로 반송하고, 반송된 지폐의 진위를 판별한 후, 수락 불가로 판별된 지폐를 리젝트하여 이용자에게 반환해야하므로 입출금부에 지폐를 집적하는 기능을 구비하여야 한다. 그 방법으로는 일시저장부를 마련하여 리젝트 된 지폐를 보관해 두었다가 모든 지폐의 분리 후 일시저장부에 보관된 지폐를 일출금부의 수납부에 집적하거나, 일시저장부 없이 리젝트된 지폐를 입출금부의 수납부에 직접 집적하는 방법이 사용된다. 또한, 지폐 입출금 장치의 입출금부는 입금 시의 리젝트된 지폐나 출금 시 수납부에 집적된 지폐를 이용자가 취득하지 않았을 경우, 미취득된 지폐를 회수고에 수납하는 기능을 갖는다.

지폐의 입,방출 시에 스텝모터의 단계적 움직임에 의하여 지폐의 입, 방출이 이루어지는데, 상기 스텝모터(stepping motor)는 회전자와 다수개의 고정자로 구현되어 서로 다른 4개의 상으로서 동작된다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이 제1고정자(11)에 코일을 감아 전류를 흘려주면 제1고정자(11)의 아래 부분이 N극으로 여자되 고, 회전자(15)의 S극이 시극에 끌려 시계방향 90도 만큼 회전하고 정지한다. 이와 같은 방법으로 제2고정자(12), 제3고정자(13), 제4고정자(14)를 여자시키면 90도 각도만큼 움직이면서 회전하게 된다. 따라서 상기 스텝모터가 지폐입출금장치에서 지폐를 입,방출하는 경우, 회전자(15)의 S극이 제1고정자(11)에서 제2고정자(12) 및 제3고정자(13)를 거쳐 제4고정자(14)에 도달함으로써 1매의 지폐가 입,방출된다.

상기와 같은 스텝모터의 구동을 위한 여자방식으로는 1상 여자 방식, 2상 여자 방식이 있는데, 이중에서 상기 2상 여자 방식의 구동펄스 예시를 도 2에 도시하였다. 상기 도 2와 같이 각 고정자에 인가되는 구동펄스에 의해 각 구간마다 두 가지 상이 동시에 여자됨으로서 스텝모터 회전 구동이 이루어짐을 알 수 있다. 한 매의 지폐를 방출하기 위하여 스텝모터는 4개의 스텝을 거쳐 회전이 이루어지는데, 도 2에 도시한 바와 같이

의 구동 신호가 반복적으로 인가되는데, 한매의 지폐 방출이 스텝1(21), 스텝2(22), 스텝3(23)을 거쳐 스텝4(24)의

구동신호에 의해 이루어진다.

그런데, 스텝4(24)에서 지폐 방출이 모두 이루어져 상기 스텝모터의 구동이 멈추어 함에도 불구하고, 스텝모터의 회전 관성에 의하여 원하는 위치에서 멈추지 않는 경우가 발생하는 문제가 있었다. 예를 들어,

의 구동 신호의 반복적 공급에 의하여 동작하는 스텝모터에 있어서, 도 3에 도시한 바와 같이 스텝4(34)에서 지폐방출이 완료된 후 스텝5(35) 및 스텝6(36) 기간 동안 스텝모터 정지를 하기 위하여 스텝5(35) 및 스텝6(36)에 어떠한 구동신호도 공급하지 않은 경우, 스텝모터는 스텝4(34)의 위치에서 멈추어야함에도 불구하고 회전 관성에 의하여 스텝모터는 스텝 6(36)의 위치에 있는 경우가 있었다. 상기와 같은 문제를 극복하기 위하여

상기와 같이 스텝4(34)에서 정지를 위하여 스텝4(34)에서만

구동신호를 인가하고 다음 스텝인 스텝5(35) 및 스텝6(36)에서 아무런 구동신호를 인가하지 않은 경우, 실제로 스텝모터는 회전 관성력에 의하여 다음 스텝으로 회전 이동되어 정확한 제어 동작이 이루어질 수 없는 문제를 극복하기 위하여, 도 4와 같이 스텝모터 정지 구간인 스텝 4(44), 스텝5(45), 스텝6(46) 동안 해당 정지 구동신호를 계속하여 유지하도록 하였다. 그런데, 상기 정지 구동신호를 계속 공급하게 되면 스텝모터에 계속하여 한 상의 전류가 공급되는 결과를 가져와 스텝모터의 온도 상승을 일으키는 문제가 있었다. 상기 스텝모터의 온도 상승은 코일의 자기력에 영향을 미쳐 올바른 스텝모터의 구동을 제어할 수 없게 된다.

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 안출된 것으로서, 스텝모터의 정지 구동신호를 인가함에 있어서, 강여자 및 약여자 형태로 인가하여 스텝모터의 온도 상승을 방지함을 목적으로 한다. 즉, 스텝모터의 회전 중에 정지시키고자 하는 때에는 처음에는 강여자를 인가하고 정지 후에는 해당 정지 상태를 계속 유지하도록 하는 약여자를 인가함을 특징으로 한다.

상기 목적을 이루기 위하여 본 발명은, 금융자동화기기의 지폐 입출금 시에 지폐의 입,방출을 수행하는 스텝모터와, 상기 스텝모터를 정지시키는 첫 번째 스텝 구간에서는 일정 크기의 강여자 형태의 정지 구동신호를, 상기 스텝모터 정지 후 현재 정지 상태를 유지하기 위하여 상기 강여자 보다 작은 약여자 형태의 정지 구동신호를 생성하여 상기 스텝모터에 공급하는 구동부와, 상기 정지 구동신호를 제공받아 상기 스텝모터의 구동을 위한 전력 크기로 증폭하는 전력증폭부와, 금융자동화기기의 지폐 입출금을 제어하기 위하여, 스텝모터의 구동, 정지를 제어하는 구동 제어명령을 생성하여 상기 구동부로 전송하는 제어부를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 본 발명의 기술 분야에 속하는 자의 일반적 관례에 따라서 달라질 수 있으며, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스텝모터 제어장치의 블록도이다.

상기 도 5를 참조하면, 제어부(51)는 금융자동화기기의 입출금을 총괄적으로 제어하는 기능부로서, 특히, 스텝모터(54)의 구동, 정지를 제어하는 명령을 생성하여 구동부로 제공한다. 예컨대, 지폐의 방출 등이 있는 경우 스텝모터의 구동 제어명령을 구동부(52)로 전송하며, 지폐의 방출이 완료된 경우 스텝모터의 정지 제어명령을 구동부로 전송한다.

전력증폭부(53)는 구동부(52)의 스텝모터의 구동신호를 제공받아 스텝모터를 실제로 구동시킬 전류로 증폭 변환하는 기능부이다. 상기 전력증폭부(53)는 모터의 실제 구동에 있어 필요한 전류로 증폭하는 회로부로서, 트랜지스터와 같은 일반적인 증폭 능동소자로서 구현된다.

구동부(52)는 상기 제어부(51)의 제어명령에 따른 스텝모터(54)의 구동신호를 발생하는 구동 회로로서, 스텝모터(54)의 회전 및 정지를 위한 특정한 구동신호를 발생하여 전력증폭부(53)로 제공한다. 상기 구동부(52)는 특정 스텝에서 일정 시간동안 스텝모터(54)를 정지시키고자 하는 경우 계속적으로 해당 스텝의 구동신호를 계속하여 생성하여 스텝모터(54)에 공급한다. 예를 들어, 스텝 1, 스텝 2, 스텝 3, 스텝 4 과정을 거쳐 지폐방출이 완료된 후 스텝 5, 스텝 6 기간 동안 스텝모터를 정지하고 스텝 7에서 스텝모터를 다시 재개 구동하고자 하는 경우, 구동부(52)는 도 4에 도시한 바와 같이 스텝4(44)에서

구동신호를 생성하여 스텝모터에 제공한 후 계속적으로 스텝5(45), 스텝6(46) 기간 동안 계속하여

구동신호를 유지한다. 왜냐하면, 원하는 스텝모터의 정지 스텝 기간(44,45,46) 동안 계속하여 상기

구동신호를 유지하여야 스텝모터의 정지를 정확하게 유지할 수 있기 때문이다.

그런데, 상기 도 4와 같이 정지 구동 신호를 강여자 형태로 계속 공급하게 되 면 스텝모터에 계속하여 한 상의 전류가 공급되는 결과를 가져와 스텝모터(54)의 온도 상승을 일으키는 문제가 있다. 스텝모터(54)의 온도 상승은 코일의 자기력에 영향을 미쳐 올바른 스텝모터의 구동을 제어할 수 없게 된다. 예컨대, 도 4와 같이 짧은 시간동안 스텝모터 정지가 있는 경우에는 큰 영향이 없지만, 오랜 시간동안 스텝모터를 정지하고자 하는 경우 계속적으로

라는 스텝모터 정지 구동신호를 공급하는 경우, 공급되는 전류로 인해 스텝모터(54)의 온도 상승을 초래할 우려가 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은, 스텝모터를 정지시키기 위하여 스텝모터에 공급되는 구동신호를 강여자 및 약여자 형태로 함을 특징으로 한다. 스텝모터 회전을 멈추고자 하는 경우에는 정상적인 크기의 강여자 형태의 구동 정지신호를 공급하고, 스텝모터의 회전이 멈춘 상태에서는 정상 크기보다 작은 약여자 형태의 구동 정지신호를 공급하는 것이다. 회전 도중에 스텝모터를 정지시키는 경우에는 회전 관성력을 정지시키기 위한 큰 전력의 강여자 형태의 구동신호를 공급하여야 하지만, 일단 정지된 상태에서는 정지 상태를 유지하기 위하여 강여자 보다 작은 크기의 구동신호를 스텝모터에 공급하는 것이다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이 스텝모터의 회전 도중에 스텝4(64)에서 스텝모터를 정지시키고자 하는 경우에는, 회전 관성력을 정지시키기 위한 정상적 크기의 강여자 형태의

구동신호를 스텝4(64) 구간에서 공급하지만, 일단 스텝모터 회전이 정지된 후에는 정지 상태를 유지할 정도의 최소한의 크기를 갖도록 강여자보다 작은 형태의 약여자의

구동신호를 스텝5(65) 및 스텝6(66) 구간에서 제공하는 것이다. 예를 들어, 스텝모터의 회전 중에 처음 정지시키는 경우에는 2A 크기의 강여자를 스텝4(64)에서 인가하였다가, 스텝모터의 정지가 있은 후인 스텝5(65), 스텝6(66)의 구간에서는 정지상태만을 유지하기 위해 1A 크기의 약여자를 스텝모터에 공급하는 것이다.

한편, 상기 도 6은 스텝모터의 강여자, 약여자를 실효치(RMS; Real Mean Value)로서 도시한 그래프로서, 실제로 스텝모터에 인가되는 전류는 쵸핑 형태의 구동주파수로 제공된다. 즉, 도 7과 같이 스텝4(74)에서 강여자로 인가될 시에는 2A의 실효치를 갖도록 듀티비를 크게 갖는 구동신호를 가지며, 스텝5(75) 및 스텝6(76)에서 약여자로 인가될 시에는 1A의 실효치를 갖도록 듀티비를 작게 갖는 구동신호를 가지도록 한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시 될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.

상기에서 기술한 바와 같이 본 발명은, 스텝모터의 처음 정지시에는 강여자를 인가하고 정지 후 정지상태를 유지하기 위해서 약여자를 인가함으로써, 어느 한 상을 유지하는데 있어 발생할 수 있는 스텝모터의 온도 상승을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 금융자동화기기의 지폐 입출금 시에 지폐의 입,방출을 수행하는 스텝모터와,

   상기 스텝모터를 정지시키는 첫 번째 스텝 구간에서는 일정 크기의 강여자 형태의 정지 구동신호를, 상기 스텝모터 정지 후 현재 정지 상태를 유지하기 위하여 상기 강여자 보다 작은 약여자 형태의 정지 구동신호를 생성하여 상기 스텝모터에 공급하는 구동부와,

   상기 스텝모터의 구동을 제어하는 구동 제어명령을 생성하여 상기 구동부로 전송하는 제어부

   를 구비하는 금융자동화기기의 스텝모터 제어장치.
2. 금융자동화기기의 지폐 입출금 시에 지폐의 입,방출을 수행하는 스텝모터와,

   상기 스텝모터를 정지시키는 첫 번째 스텝 구간에서는 일정 크기의 강여자 형태의 정지 구동신호를, 상기 스텝모터 정지 후 현재 정지 상태를 유지하기 위하여 상기 강여자 보다 작은 약여자 형태의 정지 구동신호를 생성하여 상기 스텝모터에 공급하는 구동부와,

   상기 정지 구동신호를 제공받아 상기 스텝모터의 구동을 위한 전력 크기로 증폭하는 전력증폭부와,

   금융자동화기기의 지폐 입출금을 제어하기 위하여, 스텝모터의 구동, 정지를 제어하는 구동 제어명령을 생성하여 상기 구동부로 전송하는 제어부

   를 구비하는 금융자동화기기의 스텝모터 제어장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강여자는, 회전 중의 스텝모터를 순간적으로 정지시킬 수 있는 힘의 크기로 여자됨을 특징으로 하는 금융자동화기기의 스텝모터 제어장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 약여자는 상기 강여자 크기의 1/2 임을 특징으로 하는 금융자동화기기의 스텝모터 제어장치.

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