스테핑모터

※잘못된 내용은 댓글 달아 주시면 감사하겠습니다.

스테핑모터는 각도 조절이 쉽다.

정확한 각도만큼씩만 움직인다.

하드디스크, 프린터 등에 사용된다.

아래처럼 생긴, 저가형 서보모터는 각도 제어용이며, 대부분 180도만 동작가능하다.

아래처럼 생긴, 고가형 서보모터는 비싸다.

스테핑모터는 4선식(바이폴라.양방향전류)과 5,6,8선식(유니폴라.단방향전류)이 있다.

6,8선식 유니폴라는 4선식 바이폴라 방식으로 사용가능하다.

4선식 바이폴라 스텝모터는 회생재동이 가능하여, 모터가 불필요하게 움직일때 발생하는 전기를 전원쪽으로 보낼 수 있다.(발전)

5선인 경우, 빨간색은 COM(공통)

8선식은 매우 드물다. 거의 없다.

A,B가 같은 코일로 되어 있다.

C,D가 같은 코일로 되어 있다.

다른 문서에는 A,B,/A,/B로 표기되어 있다.

A, /A는 반대극성이다.

예) A=+일때, /A는 -또는 GND

B, /B도 반대극성이다.

스테핑모터는 펄스 인가순서에 따라 모터가 회전한다.

펄스 인가방식에따라, 몇가지 여자방식으로 나뉜다. 4펄스 필요.(4스텝)

1) 한번에 1개의 극(자석)만을 ON하는 방식. 4펄스 필요.(4스텝)

2) 한번에 2개의 극(자석)을 ON하는 방식

   회전자(자석)은 2개의 극 사이에 위치한다.(45도각도)

   2개의 극을 동시에 사용하므로, 힘이 좋다. 전력소비도 크다.

3) 1),2)번을 같이 사용하는 방식. 1-2여자 (1상 2여자). 8펄스 필요.(8스텝)

1여자 (1 Phase)

=====================================

      1234

A 1000  A

C 0100  B

B 0010 /A

D 0001 /B

1회전당 4펄스

- A,C,B,D순서

- 구동 토크가 작다. 부하가 큰 경우, 처음에 동작이 어렵다.

   처음에는 2여자 방식으로 구동하고, 회전하면, 1여자 방식으로 사용해도 될듯.

2여자 (2 Phase)

=====================================

  1234

A 1100  A

C 0110  B

B 0011 /A

D 1001 /B

- 1회전당 4펄스

- A,C,B,D순서

- 한번에 2개가 동시에 ON

- 회전자 자석은 45도에 위치

- 큰힘. 전력소모가 큼

- 2여자 방식은, A,/A가 2가지 상태를 가지므로, /A, /B는 반전(NOT)하여 사용할 수 있다.

  즉, A와 /A는 2가지 경우만 존재(동시에 0이 없음)

  따라서, PWM등을 사용할때, 2개의 PWM과 NOT회로 2개로 구동이 가능할듯하다.

1-2여자 (Half Phase)

=====================================

  12345678

A 11100000  A

C 00111000  B

B 00001110 /A

D 10000011 /B

- 1회전은 8개의 펄스가 필요하다.

- 1회전시, 3펄스동안 '1'이되며, 2개씩 중첩된다.

- 세로방향으로 4비트를, 오른쪽으로 사용하면, 정회전, 왼쪽으로 사용하면, 역회전이된다.

- 1여자+2여자 방식

- 더 세밀한 각도 조절

- 고속이 어려움

문제점

==============

보통 CPU가 PWM출력이 몇개 안되는데, 스테핑모터는 4개의 PWM출력이 필요하다.

대안1) GPIO를 사용하여, 고속이 아닌, 저속회전

대안2) 스테핑모터 드라이버 IC 사용

        문제점:원하는 동작을 정확하게 구현하기가 어려울 수 있다.

브레이크

=======================================

모터도 위치를 유지하려면, 브레이크가 필요하다.

코일에 전류가 계속 흐르고 있어야, 정확한 위치가 유지된다.

전류가 흐르지 않아도, 일정 위치를 유지할 수 는 있으나, 부하가 크면, 부하의 힘에 의해 회전될 수 있다.

일반적으로 스테핑 모터는 항상 전류가 흐른다.(소비전력이 큰편)

브레이크 장치가 있다면, 항상 전류가 흐를 필요는 없다.

스테핑모터에 이빨은 왜 있는걸까?

========================================

A,B상 이빨은 0.5만큼 차이가 난다.

이빨이 많으면, 각도를 더 미세하게 조절가능

1.8도 모터의 경우, 회전자 이빨 50개, 고정자 이빨 48개

안쪽에 회전하는 회전자의 이빨이 더 많다.

컨트롤러 IC

========================================

L297

약 1만원. 너무 비쌈. 오래된 IC.

L298

약 4천원. 데드타임 컨트롤 필요.(ENABLE)

FET로 구성하면?

검색결과보기

N-FET,50V,4A,최저가150원x8=1,200원+@ (드라이버 제외)

[PDF]Stepper motor controllers - STMicroelectronics

www.st.com/resource/en/datasheet/cd00000063.pdf

이 페이지 번역하기

The L297 Stepper Motor Controller IC generates four phase drive signals for two phase bipolar and four phase unipolar step motors in microcomputer-.

[PDF]The L297 stepper motor controller - STMicroelectronics

www.st.com/resource/en/application_note/cd00003803.pdf

이 페이지 번역하기

AN470. APPLICATION NOTE. November 2003. The L297 Stepper Motor Controller is primarily intended for use with an L298N or L293E bridge driver in stepper.

디바이스 마트

A3967 아두이노 스텝모터 드라이버 모듈 Easy Driver [SZH-MDBL-005]

[SMG (중국)] A3967 아두이노 스텝모터 드라이버 모듈 Easy Driver [SZH-MDBL-005][상품코드:1327606] 디지털 출력 0~5V 펄스 범위의 스테핑 모터용 컨트롤 드라이버 / Easy Driver Stepper Motor Driver / Power supply range: 7V - 30V / Size : 49mm x 21.5mm 모듈이 3000원인데, 칩이 3천원이 넘음.

하드디스크는 어떤 스테핑 모터를 사용하나?

=======================================

4선식, 유니폴라(코일 2개, 4선)