KR870002518Y1 - 모우터의 회전방향 및 속도감지회로 - Google Patents

모우터의 회전방향 및 속도감지회로 Download PDF

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Description

모우터의 회전방향 및 속도감지회로
제1도는 본 고안의 회로도.
제2도는 본 고안에 따른 모우터의 시계반대방향회전시 타이밍챠트.
제3도는 본 고안에 따른 모우터의 시계방향회전시 타이밍챠트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔코더 2 : 속도감지회로
3 : 펄스샘플링회로 4 : 회전방향 감지회로
5 : 디지탈/아날로그 변환기 CT : 엎 카운터
LT1, LT2: 랫치회로 IV1~IV11: 인버터
EX1~EX4: 배타논리회로 ND1~ND5: 낸드게이트
OS : 구형파발진기 JF : JF형 플립플롭
본 고안은 로보트나 수치제어기기등의 구동원으로 사용되고 있는DC서어보모우터의 회전방향과 속도를 제어해줌에 있어서, 엔코더에서 출력되는 2개의 신호를 처리하여 모우터의 회전속도를 감지하도록된 C-MOS를채용한 모우터의 회전방향 및 속도감지회로에 관한 것이다. 요사이 여러가지 종류의 정밀기기라던가 설비를 설치해 놓음으로서 효율적인 제품생산 및 제품관리를 꾀하기 위한 공장자동화가 이루어지고 있는데, 그중에는 특히 폐회로를 구성시켜 로보트나 수치제어기기등의 구동원으로 되는 DC서어보 모우터를 제어해 줌에 있어 엔코더로 부터 모우터의 위치정보를 얻고 티코제너레이터로 부터는 모우터의 속도정보를 얻도록 되어있었다. 그런데 이러한 종래의 방식으로는 모우터의 회전방향 및 속도를 감지하도록 된 모우터에다 타코제너레이터와 엔코더를 설치하여 사용하도록 되어있었기 때문에 그 모우터의 부피가 커지게 되어 이것이 제조원가를 상승시키는 요인으로 되고 있었다.
본 고안은 상기와 같은 결점을 개선해 주기 위해 고안된 것으로, DC서어보모우터의 속도정보를 얻게되는 타코레너레이터를 사용하지 않는 대신, 모우터의 위치정보를 얻을 수 있는 엔코더만으로도 모우터의 회전방향 및 속도를 감지할 수 있도록, 엔코더에서 출력된 위상이 다른 두 신호와 구형파발진기의 신호를 샘플링하여 상승시 및 하강시의 펄스열을 만든 다음 이 펄스를 속도감지회로에 인가시켜 모우터의 회전속도 정보를 디지탈아날로그/변환기에 공급하게 됨에 따라 모우터의 회전속도를 알 수 있도록 하고, 또 엔코더를 통한 위상이 다른 두 신호를 회전방향감지회로를 통하여 디지탈/아날로그 변환기에 공급해 주므로써 디지탈/아날로그 변환기의 출력이 하이상태나 로우상태로 됨에 따라 모우터의 회전방향을 감지할 수 있도록 된 C-MOS를 채용한 모우터의 회전방향 및 속도감지회로를 제공함에 그 목적이 있다.
이하 본 고안의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
본 고안은 통상적인 모우터의 엔코더(1)에 저항(R1)과 콘덴서(C1), 배타논리회로(EX1) (EX2), 인버터(IV1) (IV3~IV5), 낸드게이트(ND1~ND3), 엎카운터(CT) 및 랫치회로(LT1) (LT2)로 구성된 속도감지회로(2)가 연결되고, 이 속도감지회로(2)에는 구형파발진기(OS)와 배타논리회로(EX3), 인버터(IV2) (IV11), 저항(R2~R5) 및 콘덴서(C2~C4)로 구성된 펄스 샘플링회로(3)와, 저항(R6) (R7)과 콘덴서(C5) (C6), 인버터(IV6~IV10), 낸드게이트(ND4) (ND5), 배타논리회로(EX4) 및 JK형 플립플롭(JF)으로 구성되는 회전방향감지회로(4)가 각각 연결되며, 상기 속도감지회로(2)와 회전방향감지회로(4)의 출력단에는 디지탈/아날로그변환기(5)가 연결된 구조로 되어있다. 미설명부호 J, K, Q는 JK형 플립플롭의 입출력단자, CR은 크리어단자를 나타낸다.
제1도는 상기와 같이 구성된 본 고안의 회로도로서, 모우터가 회전합에 따라 DC서어보모우터의 엔코더(1)로부터 90˚의 위상차를 갖는 제2도의 (2-1) (2-2)와 같은 출력신호가 출력되어 속도감지회로(2)의 베타논리회로(EX1)로 입력됨과 더불어 회전방향감지회로(4)의 낸드게이트(ND4)와 배타논리회로(EX4)의 한쪽 입력단자로 각각 입력된다. 그에 따라 속도감지회로(2)에 있는 배타논리회로(EX1)의 출력신호(압력신호가 각각 다를때 하이상태임)는 (2-3)과 같은 신호로 되어 배타논리회로(EX2)의 한쪽 입력단자와 회전방향감지회로(4)에 있는 낸드게이트(ND5)의 한쪽입력단자에 직접 인가됨과 동시에 상기 배타논리회로(EX2)와 낸드 게이트(ND5)의 다른쪽 입력단자에는 상기 배타논리회로(EX2)의 출력신호(제2도의 (2-3))가 저항(R1)과 콘덴서(C1)를 통해 △1만큼 지연되어 인버터(IV1)를 통해 반전된 다음 인가된다.
그에 따라 배타논리회로(EX2)의 출력신호는 (2-4)와 같은 신호로 되어 인버터(IV3)를 통해(2-5)와 같은 신호로 반전된 다음 낸드게이트(ND1)의 한쪽 입력단자로 인가된다.
한편, 펄스샘플링회로(3)의 구향파발진기(OS)에서는 저항(R2~R4)과 콘덴서(C2)에 의해 설정되는 샘플링 주파수의 출력신호가 제2도의 (2-6)신호로서 출력되어 낸 드게이트(ND1) (ND2)와 인버터(IV2)로 인가된다. 그러므로 결국 낸드게이트(ND1)의 입력단자에는 전슬한(2-5) (2-6)과 같은 신호가 인가되므로 그 출력신호는 (2-11)과 같은 파형으로 되어 엎 카운터(CT)의 클록단자(CK)로 인가되고 또 구형발진기(OS)의 출력신호(제2도의 (2-6))는 인버터(IV2)를 통과하면서 (2-7)과같이 반전되어 배타논리회로(EX3)와 낸드게이트(ND3)의 한쪽입력단자로 인가되는 동시에, 저항(R5)과 콘덴서(C4)를 통해 △2만큼 지연되어 인버터(IV11)를 통해 반전된 다음 상기 배타논리회로(EX3)의 다른쪽 입력단자로 인가되므로, 배타논리회로(EX3)의 출력신호는 (2-8)과 같은 신호로서 인버터(IV4)에 인가된다. 그러면 인버터(IV4)의 출력신호는 (2-9)와 같은 신호로서 낸드게이트(ND2) (ND3)에 입력되게 되어 결국 낸드게이트(ND2)의 두 입력신호는 제2도의 (2-6) (2-9)신호로 되므로 낸드게이트(ND2)의 출력신호는 (2-10)신호로서 인버터(IV5)에 인가되어 (2-12)신호와 같이 샘플링주파수의 하강시 펄스로 반전되어 엎 카운터(CT)의 크리어단자(CR)로 입력된다.
그에 따라 엎 카운터(CT)는 샘플링시간동안 입력된 클록신호(제2도의 (2-11)를 카운터하여 그 클록신호를 랫치회로(LT1) (LT2)에 랫치시켜주고, 전슬한 낸드게이트(ND3)의 두 입출력신호는 제2도의 (2-7) (2-9)신호로 되어 그 출럭은 (2-13)과 같은 신호로서 샘플링주파수의 상승시 펄스로 변경되어 랫치회로(LT1) (LT2)의 클록단자(CK)로 인가되므로, 랫치되어졌던 신호가 디지탈/아날로그 변환기(5)에 입럭되게 됨에 타라 디지탈/아날로그 변환기(5)에서는 입럭되는 디지탈의 신호를 아날로그출럭신호 즉, 전압의 양으로 변환시켜 출럭하게 된다. 따라서, 아날로그출럭인 전압의 양에 따라 모우터의 속도세기를 감지할 수 있게 된다.
다음에는 회전하는 모우터의 회전방향(시계방향 및 시계반대반향)을 감지하는 동작에 대해 설명한다.
먼저 모우터가 시계반대방향으로 회전하는 경우 전술한 엔코더(1)의 출력신호인 제2도의 (2-1)신호가 회전방향 감지회로(4)에 있는 낸드게이트(ND4)의 한쪽 입력단자로 인가됨과 더불어 저항(R6)과 콘덴서(C5)를 통해 △1만큼 지연되어 인버터(IV6)를 통해 반전된 다음 낸드게이트(ND4)의 다른쪽 입력단자에 인가되므로 낸드게이트(ND4)의 출력신호가 (2-14)의 신호와 같이 되고, 그 신호는 인버터(IV10)를 통해 (2-17)신호와 같이 반전되어 JK형 플립플롭(JF)의 J단자에 인가되며, 또 전술한 배타논리회로(EX1)의 출력신호(제2도 (2-3))가 낸드게이트(ND5)의 한쪽 입력단자로 인가됨과 더불어 낸드게이트(ND5)의 다른쪽 입력단다에는 상기 배타논리회로(EX1)의 출력신호(제2도의 (2-3))가 저항(R1)과 콘덴서(C1)를 통해 △1만큼 지연되어 인버터(IV1)를 통해 반전된 다음 인가되므로 낸드게이트(ND5)의 출력신호는 (2-15)와 같은 신호로 되고, 이 (2-15)신호가 인버터(IV8)를 통해 (2-18)의 신호로 반전되어 JK형 플립플롭(JF)의 클록단자(CK)로 인가되며, 전슬한 엔코더(1)의 출력신호(제2도의 (2-2))는 배타논리회로(EX4)의 한쪽 입력단자에 인가되는 동시에 저항(R7)과 콘덴서(C6)을 통해 △1만큼 지연되어 인버터(IV7)를 통해 반전된 다음 배타논리회로(EX4)의 다른쪽 입력단자에 인가되므로 배타논리회로(EX4)의 출력신호가 (2-16)과 같은 신호로 되고, 이 (2-16)신호가 인버터(IV9)를 통해 (2-19)의 신호와 같이 반전되어 JK형 플립플롭(JF)의 K단자에 인가된다. 그러므로, JK형 플립플롭(JF)은 진리표에 의해 클록신호(제2도의 (2-18))와 K단자에 입력되는 펄스(제2도의 (2-19))가 위상이 다르게되므로 JK형 플립플롭(JF)의 출력단(Q)에는 (2-20)과 같이 하이상태의 신호가 출력되어 디지탈/아날로그변환기(5)에 공급되게 되어 디지탈/아날로그변환기(5)의 출력신호가 (2-21)과 같이 -V전압으로 출력되어 구동단에 공급되므로 DC서어보모우터가 시계반대방향으로 회전하고 있음을 감지하게 된다.
한편, DC서어보모우터가 시계방향으로 회전하는 경우에 대해 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이 경우는 엔코더(1)의 출력신호로서 상기한 시계반대방향 회전시와는 위상이 다른 신호가 출력되는 바 즉, 엔코더(1)의 출력신호는 제3도의 (3-1) (3-2)신호로서 출력되어 속도감지회로(2)의 배타논리회로(EX1)로 입력됨과 더불어 회전방향감지회로(4)의 낸드게이트(ND4)로는 상기 제3도의 (3-1)신호가 직접인가된다. 또 다른쪽 입력단자로는 저항(R6)과 콘덴서(C5)를 통해 상기 제3도의 (3-1)신호가 △1만큼 지연되어 인버터(IV6)를 통해 반전된 다음 인가되므로 낸드게이트(ND4)의 출력신호는 (3-14)와 같이 되어 인버터(IV10)에 인가된다. 그러면, 인버터(IV10)에서는 입력된 신호를 (3-17)과 같은 신호로 반전시켜 JK형 플립플롭(JF)의 J단자에 인가하게 되고, 또 전슬한 배타논리회로(EX1)의 출력신호(제3도 (3-3))는 낸드게이트(ND5)의 한쪽입력단자로 인가됨과 더불어 다른쪽 입력단자로는 제3도의 (3-3)신호가 저항(R1)과 콘덴서(C1)를 통해 △1만큼 지연되어 인버터(IV1)를 통해 반전된 다음 인가되어 그 출력신호가 (3-15)의 신호로서 인버터(IV8)를 통해 (3-18)의 신호로 반전되어 JK형 플립플롭(JF)의 클록단자(CK)에 인가되며, 전술한 엔코더(1)의 출력신호(제3도의 (3-2))는 배타논리회로(EX4)의 한쪽 단자에 직접인가되는 동시에 다른쪽 단자에는 저항(R7)과 콘덴서(C6)를 통해 △1만큼 지연되어 인버터(IV7)를 통해 반전된 다음 인가되므로 그 출력신호는 (3-16)과 같은 신호로서 인버터(IV8)를 통해 (3-19)의 신호로 반전되어 JK형 플립플롭(JF)의 K단자에 인가된다.
그러므로, JK형 플립플롭(JF)은 진리표에 의해 클록신호(제3도 (3-18))와 K단자에 입력된 펄스(제3도의 (3-19))의 위산이 같게되므로 출력단(Q)에서 (3-20)과 같이 로우상태의 신호가 출력되어 디지탈/아날로그변환기(5)에 공급되게 되어 디지탈/아날로그변환기(5)의 출력신호가 (3-21)과 같이 +V전압으로 출력되어 구동단에 공급되므로 DC서어보모우터가 시계방향으로 회전하고 음을 감지하게 된다.
상기한 바와 같이 작용하는 본 고안은 로보트나 수치제어기기등의 구동원인 DC서어보모우터에서 회전속도의 감지용인 타코제너레이터를 사용하지 않고 회전방향감지용인 엔코더만을 사용하여 모우터의 회전방향 및 회전속도를 감지할 수 있으므로 모우터의 부피가 작게 되고, 제조원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

  1. 통상적인 모우터의 엔코더(1)에 배타논리회로(EX1) (EX2)와, 인버터(IV1) (IV3~IV5), 낸드게이트(ND1~ND3), 엎 카운터(CT) 및 랫치회로(LT1) (LT2)로 구성된 속도 감지회로(2)가 연결되고, 이 속도감지회로(2)에는 구형파 발진기(OS)와 배타논리회로(EX3), 인버터(IV2) (IV11), 저항(R2~R5) 및 콘덴서(C2~C4)로 구성된 펄스샘플링회로(3)와, 인버터(IV6~IV10)와 낸드게이트(ND4) (ND5), 배타논리회로(EX4) 및 JK형 플립플롭(JF)으로 구성된 회전방향감지회로(4)가 각각 연결되며, 상기속도 감지회로(2)와 회전방향감지회로(4)의 출력단에는 디지탈/아날로그변환기(5)가 연결되어 모우터의 회전방향 및 속도를 감지할 수 있도록된 모우터의 회전방향 및 속도감지회로.
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