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[기계공학 실험] DC모터 및 엔코더[ Encoder] - Matlab을 통한 PID 제어를 실습

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작성일17-12-07 10:55

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` 여러종류의 엔코더 `

□ Encoder의 구조와 원리
Encoder의 내부는 크게 나누자면 3가지의 구성요소로 되어있따 빛을 발산하는 투광소자(LED), LED의 빛을 받는 수광소자, 그리고 그 사이에 설치된 회전디스크이다.
위 그림의 A 와 B는 서로 다른 슬롯을 바라보고 있따 가장바깥 둘레의 슬롯을 A가, A의 안쪽 슬롯을 B가 담당하고 있따 A 와 B 의 슬롯은 서로 어긋나있고, ON 되는 시기가 약간 틀리다. 고속으로 회전하면 연속의 ON/OFF가 되는 것이다.[기계공학 실험] DC모터 및 엔코더[ Encoder] - Matlab을 통한 PID 제어를 실습
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[기계공학 실험] DC모터 및 엔코더[ Encoder] - Matlab을 통한 PID 제어를 실습
목 차
□ Encoder의 용도
□ Encoder의 외형과 구조
□ Encoder의 구조와 원리
□ Encoder 분류
□ DC 모터의 구동원리
□ DC 모터의 제어법(PWM)
□ 실험을 하면서 느낀점

□ Encoder의 용도
- Encoder 는 회전각도, 위치 이동량과 같은 아날로그 값을 디지털 값과 같이 취급할 수 있도록 코드화 전기신호로 출력하는 변환기이다. 모터의 회전속도, 회전방향등 을 나타내주는 유닛이다.
이때 Encoder에 설치된 LED의 빛이 Encoder 슬롯을 통과한다.
컴퓨터 주변기기. 계측기기, 산업용 로봇, NC 공작기계 등에 널리 사용되며, 선형위치 및 변위나 직선 이동량을 검출하기 위한 Linear Encoder와 회전속도, 회전량, 각도 등의 검출을 위한 Rotary Encoder가 있따
이 실험에서는 모터가 무엇을 하고 있는지를 나타내주는 역할을 하는 기구이다.

□ Encoder의 외형과 구조
- Encoder는 회전형 직선형 등이 있으나 모터의 회전감지에 사용되는 Encoder는 회전체의 각변위를 측정(measurement)하는 회전형 Encoder가 쓰인다. 수광소자가 빛을 받게 되면ON 상태가 되고 슬롯과 슬롯 사이에서는 빛이 막혀 …(생략(省略)) 있어 차단됨에 따라 OFF가 된다된다.

A 와 B의 출력파형을 2진수로 표현하자면,

A
:
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
....
B
:
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
....


위의 출력이 좌회전이라면, 반대로

A
:
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
....
B
:
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
....


이 출력은 우회전이 됨을 알 수 있따
또한 단위시간당 펄스의 출력(ON)으로 속도도 알 수 있따

□ Encoder 분류
일반적 분류 - Rotary Encoder, Linear Encoder
- Rotary Encoder : 선형위치 및 변위나 직선 이동량을 검출
- Linear Encoder : 회전량, 각도 등의 검출
출력 형태에 의한 분류 - Incremental type, Absolute type

`Incremental Encoder`

`Absolute Encoder`
- Incremental Encoder

출력형식
회전축의 회전각에 따라 구형파로 출력됨
절대위치
기준위치(원점)로부터 계수됨(Counter필요)
측정(measurement)범위
분해능(출력펄스 수)에 의해 결정됨
정 전 시
전원 복구 후에는 원점을 찾아야 함
특 징
출력형신이 간단하며, 기본적으로는 A상과 B상만 사용하며,
초기(0)





순서





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실험결과/기계



다. 출력형태로는 디지털 형태의 펄스가 출력되는 것이 일반적이며 다음 그림과 같은 구조의 광학식 회전형의 Encoder가 주류를
이룬다. 회전디스크의 원형 둘레에는 많은 슬롯이 생성되어있따

` 슬 롯 `
모터축이 회전을 하게 되면 기계적으로 물려있는 Encoder도 같은 속도로 회전을 하게 된다된다.

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