『ROBOT 이론/실무 정리』

(이전 글 참고)

RC 값 변경에 따른 출력 실험

• 표 1번 실험:

R/C 값으로 인해 U3(SN74LV)의 Output(Q)가 PWM으로 출력됨

Fan이 동작하지 않는다는 Error로 간주될 수 있어 R/C 값을 변경하여 Q 출력을 조절해야 함

1번 실험(10k, 104) - RC 입력

1번 실험(10k, 104) - Q 출력

• 표 3번 실험:

동일한 CAP(104)를 병렬로 연결하여 Table 4와 같이 구현함

하지만 R/C 값의 그래프가 변하지만 Q 출력은 여전히 PWM으로 확인됨

3번 실험(10k, 104x2EA) - RC 입력

3번 실험(10k, 104x2EA) - Q 출력

• 표 4번 실험:

TEST 1에서 부착한 CAP과 기존 CAP을 제거하고 105 CAP을 연결

R/C 값이 LOW로 확인되며 출력 Q는 On/Off 신호로 변경됨

FAN의 동작유무에 대한 Error 값 출력 확인 완료

4번 실험(10k, 105) - RC 입력

4번 실험(10k, 105) - Q 출력

1. 설계 목적

• FAN의 동작 유무를 판단하여 I/O 출력을 하는 회로를 구성
• FAN은 3Pin(VCC, GND, TACHO) 제품을 사용하여 구현

2. 제품 목록

단안정 멀티바이브레이터 (ex, SN74LV123)
: 디지털 펄스를 지속하거나 스위치의 시간을 지연할 때 사용

3. 회로도 및 특징 설명

• FAN의 동작 유무에 따라 에러를 출력하는 회로
• FAN의 TACHO는 1초에 약 200개 펄스를 출력하여 이를 입력받아 처리함
• PWM 펄스가 지속되거나 정지되면 R/C 필터를 통해 High 또는 Low를 출력할 예정
• 하지만 RC 필터의 영향으로 Error가 PWM으로 출력되는 현상이 있어 RC 값을 계산하고 테스트할 필요가 있음
• 이후 RC 필터의 C값을 변경하며 출력 확인

4. RC 필터

• 단안정 멀티바이브레이터 IC에서 출력 신호를 제어하기 위해 RC 필터가 사용됨
• RC 값에 따라 펄스, High, Low가 출력됨
• 해당 기능은 펄스가 아닌 High, Low로 출력하기 위해 적정 R, C 값을 선정함

• B, CLR = 3.3V
• trr은 A의 한 펄스 주기
• tw는 유지되는 시간
• 펄스가 발생하면 총 tw(+trr) 시간 동안 유지됨
• 이러한 기능을 활용하여 High, Low로 출력이 가능함

• Trr과 tw를 계산하기 위해 데이터시트의 표를 참고함
• Trr = 1/(rpm/60/2)*1000000000
  -> rpm: 7000, 60: rpm to rmsec, 2: 1주기에 두개 펄스 발생, *: ns to sec
• K 값은 그래프를 참고하여 약 1.01로 작성

• trr은 FAN의 스펙에 따라, tw는 RC 필터 스펙에 따라 조정할 수 있음
• FAN의 RPM은 최대 7,000(@24V)이며 전압에 따라 낮아질 수 있음
• 즉, trr 값은 최소 4ms이며 입력 12V일 때 약 3,000 RPM으로 나타남
• FAN의 RPM을 최대 7,000 / 최소 3,000이라고 가정하면, 모두 Error를 검출할 수 있도록 tw값을 10ms 이상으로 설정해야 함
  (실험 참고)

• 표의 1번과 같이 RC를 10k, 104로 정한다면 tw가 1ms로 설정되며, 게이트의 출력 Q가 PWM 출력되게 됨
• 따라서 RC 시정수를 늘려 tw값을 10ms 이상으로 설정하려면, 2번 혹은 4번과 같이 R, C를 변경해야함

• 표 1번의 경우 1.00E+06, 2번의 경우 1.00E+07로 나타남

• 최종적으로 표 1번의 trr+tw 값 1ms를 10ms이상으로 변경하기 위해, 저항 10k옴에서 100k옴으로 변경함

페라이트 코어

로봇의 EMC 테스트를 진행하며, 제조사별 페라이트 코어 표를 정리하였다.

EMI 전자파 장해 시험의 경우, 30MHz ~ 1GHz 의 주파수 대역에서 시험을 진행한다.

시험을 진행하며 Margin 을 확인하고, 전자파가 많이 방출되는 대역폭에 맞게 페라이트 코어를 장착한다.

연결해도 부족하다면 케이블을 한번 감아주는 것이 더 유리하다. (2배 이상 효과)

보통 TDK 제품이 저렴하고 재고가 많아 많이 사용하지만,

개인적으로 Wurth Elektronik 사 제품이 타사 대비 임피던스 값이 높아 선호한다.

국내 제품도 여러 조사를 하였지만 중국에서 OEM으로 수입해 판매하는 경우가 많다.

TDK 선정 가이드 표

https://product.tdk.com/en/products/selectionguide/clamp.html

페라이트 정리 표