Data Analysis for Investment & Control

DSP 제어보드의 설계가 거의 끝나가고 있다. 제어보드를 사용해 모터를 제어하기 위해서는 드라이버 모듈을 설계해야 하는데, 예전에 학교에 있을 때에는 간단하게 DC 모터 드라이버를 만들때, L298이나 LMD18200 같은 덩치 큰 드라이버 칩을 사용했었다. 그래도 별도의 FET를 붙일 필요가 없었기 때문에 회로 구성은 상당히 단순하다. 반도체 기술이 지속적으로 발전하고 있고, 모터 드라이버 IC도 많은 진화를 하고 있다. 모터 제어용 DSP인 C2000계열로 유명한 TI(Texas Instruments)에 잘 찾아보면 모터 드라이버 IC도 좋은 제품이 있지 않을까 하는 생각에 TI 홈페이지를 뒤적거리다가 DRV8402라는 녀석을 발견했다. 상당히 작은 크기에 비교적 대용량의 전류를 제어할 수 있는 놈이..

전자 공학 전공이 아니라 PCB 아트웍은 회사에 입사해서 3개월 전쯤부터 배우기 시작했는데, 아직도 많이 익숙하지가 않네요. 잘하는 사람들은 손으로 복잡한 것도 척척 그리던데, 내공이 부족해서 그런지 그런건 엄두도 못내고 있습니다. 여하튼, 원래의 계획대로 기판의 크기는 80 x 80mm로 정했습니다. 굳이 이 사이즈로 정한 이유는 만능 PCB 기판을 찾아보니 이 사이즈로 나오는 제품이 있어서 였는데, 혹시나 센서 모듈이나 드라이버 모듈을 만능 PCB 기판에다가 제작을 하게 될 경우에 서로 크기를 맞추고 확장핀을 바로 연결할 수 있게 하기 위해서 였습니다. OrCAD로 설계한 회로를 PADS로 불러와서 각 부품을 80 x 80 사이즈의 기판에 적절히 배치한 모습니다. 80 x 80mm 짜리 만능 기판의 ..

이제 기본적인 보드 컨셉을 잡았으니, OrCAD를 이용, 회로 설계에 들어가기로 한다. 기본적으로 TI의 DSP C2000 계열 중 나름 최신 버전인(TMS320C2834x 시리즈가 출시 되었음) TMS320F28335를 사용하고, 외부 메모리는 DSP 보드를 제작할 때, 많이들 사용하고 있는 IS61WV25616BLL SRAM을 2개 사용하여, 256K x 32bit 용량을 가지는 32비트 외부 인터페이스를 사용하는 것으로 한다. 그밖의 DSP를 위한 전원은 TI 제품인 TPS767D301을 사용하며, 역시 TI의 MAX3232와 CAN Transceiver를 사용하여 통신 회로를 구성한다. 176핀짜리 DSP 칩 회로를 그리느라 생노가다를 해버렸다. 그래도 이 회로가 몇 번의 시행 착오를 거쳐 핀 네..

1. 세계시장 현황 및 전망 시장 현황 2007년 세계 로봇시장 규모는 전년대비 18.9% 성장한 81.26억불로 추산(국제로봇연맹[IFR], '08.10) 제조업용 로봇 시장 규모는 58.9억불로 추산, 최근 3년간 대체로 점진적 증가세를 유지 서비스용 로봇은 22.32억불로 추산, 가파른 성장세를 보이고 있음 -> 전문서비스용 로봇 시장은 연평균 59.3%의 고성장세 -> 개인서비스용 로봇 시장은 ‘06년 전년대비 △15.0%의 하락세를 보였으나, ’07년 전년대비 81.3%의 높은 성장세를 회복 제조용 로봇의 경우 세계시장 점유현황은 일본이 26.6%로 1위, 미국 21.0%로 2위를 차지하고 있으며 우리는 5.7%로 5위권 세계 로봇시장은 ‘13년 300억불 규모를 형성, 본격적인 시장성장 단계에..

1. 산업 특성 및 기술의 중요성 "지능형 로봇은 국민소득 4만불 시대를 선도할 미래핵심 성장동력" 지능형 로봇은 자동차, PC 이후 21세기를 대표하는 엔드유저 상품 산업사회에서 지식기반사회로 발전함에 따라, 로봇은 단순노동대체 수단에서 인간과 공존하는 서비스 실현 수단으로 진화 중 -> 2029년에는 인간 두뇌에 필적하는 인공 지능 개발 (커즈 와일, 미래학자, 2007) 미래학자, 혁신기업가 등은 머지않은 미래에 로봇이 단일 품목으로 수천억불의 경제규모로 성장할 것을 전망 -> PC이후는 로봇 혁명의 시대, 로봇은 1970년대 PC 초기 상황과 유사하며, 향후 급격한 성장 패턴을 가질 것임(빌 게이츠, 2007년 1월) 로봇은 메가트랜드에 부응하는 최선의 해결책 소득수준 향상, 고령화 시대 도래, ..

그래도 MCU 중에서는 성능이나 개발환경 면에서 TI의 DSP 2000 계열이 가장 좋은 듯 싶다. 다만, 가격이 좀 비싸 학생들이 다루기에는 부담이 된다는게 단점이다. 그래서, 나도 졸업 논문 지원이 있을 때나, 지금처럼 회사에서 관련 업무를 수행하는 경우가 아니면 DSP를 다룰 기회가 없다. DSP와 관련된 회사 프로젝트를 진행하는 김에 가장 흔한 로봇 형태 중에 하나인 모바일 로봇에 적용될 수 있는 2축 모터 제어 보드를 개인적으로 TI의 DSP를 이용하여 만들어 보고자 한다. 제어보드의 사양은 다음과 같다. - TI의 TMS320F28335 사용 : 150Mhz, 부동소수점 연산 가능(라이브러리 필요) - 2개의 엔코더 입력 가능 - 2축의 DC모터 혹은 BLDC모터 제어를 위한 PWM 출력 포트..

CAN(Controller Area Network)은 두 개 이상의 MCU가 존재할 때 이를 연결시켜 데이터를 통신하기 위한 버스 통신 방식입니다. 자동차의 전자 제어 부품의 사용이 많아짐에 따라 이를 효율적으로 관리하기 위한 통신 방식이 필요했는데, 이것이 CAN 버스입니다. CAN 통신을 사용하기 위해서는 CAN Transceiver를 사용해야 합니다. 개인적으로 MCU로 TI의 DSP C2000 계열을 많이 사용하기 때문에 TI사의 CAN Transceiver인 SN65HVD233-EP를 가지고 설명을 하도록 하겠습니다. 3.3V로 동작하는 SN65HVD233-EP는 최대 1Mbps로 동작을 하며, -2V~7V의 동작 범위를 갖으며, 최대 120개의 노드까지 확장할 수 있는 ISO-11898 표준을..

그림 1 간단한 형태의 BLDC 모터 내부 구조 그림 1은 BLDC 모터의 간단한 구조를 나타내고 있다. BLDC 모터는 영구 자석으로 된 회전자와 권선으로 되어 있는 스테이터 폴들로 이루어져있다. 영구 자석 회전자와 전류가 인가된 권선으로부터 생성되는 자기장 사이의 관계에 의해 전기 에너지는 회전자를 회전시킴으로써 기계적인 에너지로 변환된다. 그림 왼쪽에는 간단한 형태의 BLDC 모터의 내부를 나타내고 있으며, 오른쪽은 stator의 전기적인 구성을 나타내고 있다. 오른쪽 그림에서 ( A – a – com – b – B )의 순서로 전류가 흐르는 1번의 경우를 생각해보자. 그러면 왼쪽 그림에서처럼 해당 stator의 극성이 정해진다. 영구 자석으로 되어 있는 rotor의 N극은 ( A – a ) sta..

2008년부터 TI에서는 C2000 계열의 특성상 DSP라는 이름보다는 DSC, Digital Signal Controller라는 이름으로 부르고 있습니다. TI의 C24 계열의 하드웨어 이후로 C28계열의 모델은 32비트 기반으로 동작을 합니다. 동작 속도는 마이크로 컨트롤러로서는 상당히 빠른 속도인 150MHz로 동작을 하게 됩니다. 또한, DC모터나 BLDC 모터와 같은 모터제어를 위해 필요한 PWM 발생기, 엔코더 카운터 모듈과 같은 주변회로들이 탑재되어 있습니다. 그 밖에 SPI, SCI, I2C, CAN과 같은 통신 인터페이스를 지원합니다. 이런 점 때문에 TI에서는 C2000 계열의 DSC의 주요 어플리케이션으로 모터 제어를 내세우고 있습니다. 12비트의 최대 16채널의 ADC와 엔코더 카운..

TI에서 제공하는 C2000 계열의 제품 라인입니다. 기껏해야 16MHz의 속도의 ATmega128과 같은 마이크로 컨트롤러를 사용하다가 40MHz의 동작 속도를 가지는 C24X 계열의 제품이 처음으로 등장 했을 때, 마이크로 마우스나 라인트레이서를 만들던 엔지니어 혹은 다른 로봇 어플리케이션을 개발하던 사람들에게 상당한 임펙트를 주었었습니다. 40MHz의 속도를 가지는 16비트 마이크로 컨트롤러였는데다가, 비교적 풍부한 주변회로를 탑재하고 있었기 때문입니다. 저도 학부 졸업 논문을 쓸 때, DC 모터를 제어하기 위해 2407 모델을 사용했었습니다. C24 계열 이후로, 동작속도가 크게 개선된 F28X 계열의 제품이 등장했고, ADC도 12비트로 향상됐으며, 이 제품군을 통해 왠만한 제어 알고리즘을 적용..