LabView를 이용한 DC모터 회전수 제어

소개글

LabView를 이용한 DC모터 회전수 제어에 대한 보고서 자료입니다.

목차

■ 실험 목적

■ 실험 이론

■ 실험 장치

■ 실험 방법

■ LabViw 프로그램

■ 실험 결과

■ 결과에 대한 고찰

본문내용

VPS
initialize.vi
device number나 NI ELVIS의 ref number를 받아들이는 가상의 장치이다. device number가 없으면 워크스테이션 초기화가 발생한다.
NI ELIS VPS
Update.vi
전압의 크기가 초기화되는 사이에 공급되는 출력을 업데이트 한다.
NI ELIS VPS
Close.vi
초기값이 0이 되는 사이 공급된 출력을 배치한다.
선택한 공급된 자원을 열어둔다.
supply의 응답을 닫고, NI ELVIS의 응답을 되돌린다.
wile loop
while loop는 지정해준 블록다이어그램 안에서 특정실행을 반복하는 역할을 한다. 스톱버튼은 while loop의 실행을 마치는 역할을 하고, I는 반복을 뜻하고, 현재 loop의 반복횟수를 제공한다.
\
모터출력 센싱부의 구성
- 작동 원리 : min과 mix value로 공급할 전압값의 최고와 최소값을 +5,-5V로 설정하고, Device를 통해 포토 커플러와 입력장치로 사용한다. DAQmx Create Virtual channel.vi을 통해 입력값을 받아들일 가상 채널 장치를 설정한다. 그 다음 DAQmx Timming.vi을 설정해주고 rate장치를 설정하여 sample의 비율을 설정한다. DAQmx Start task.vi을 통하여 디지털 형식의 데이터를 아날로그 형식의 데이터로 변환한다. DAQmx Read.vi을 통해 신호의 파형을 읽어드려 그래프로 출력하고, 진동수와, RPM, Amplitude를 출력한다. 이때 채널당 샘플의 수는 1000개로 한다. 동일한 작업을 while loop를 통하여 반복하고, DAQmx clear Task.vi 를 통해 프로그램을 마무리한다.
『모터출력 센싱부』
ICON
이 름
기 능
divice
랩뷰에서 사용할 장치를 선택한다. 이 실험에서는 NI ELVIS판의 채널 0번을 지정해서 포토커플러와 연결하였다.
min, max value
최고와 최저 볼트값을 +5,-5V로 지정한다.
rate
Timming에서 비율을 설정한다.
constant
채널당 샘플의 수를 1000번으로 설정하였다.
DAQmx
Create Virtual channel.vi
볼트 값을 측정할 채널을 만든다.
DAQmx Timming.vi
시간이나, 비율, 샘플의 숫자등을 설정한다.
DAQmx Start task.vi
시작한 측정이나 발생 값을 변환한다.
DAQmx Read.vi
싱글 아날로그 Input channel을 통해 파형을 읽어낸다
DAQmx clear Task.vi
작업을 완수 한다.
Tone
Measurements
전기 신호를 받아 여러 가지 형태로 출격할 수 있다. 본 실험에서는 진동수, RPM, Amplitude로 출력하였다.
Graph
전기적 신호를 그래프로 출력한다.
Frequency
RPM
Tone Measurments를 통하여 RPM과 Frequncy를 출력한다.
Multiply
Frequncy에서 RPM을 출력하기 위해 60을 곱해준다. 이것은 진동수에서 RPM으로의 변화는 초당 회전수를 분당 회전 수로 바꿔주는 것이기 때문에 60초를 곱해주는 것이다.
Amplitude
Amplitude 즉 볼트 값을 출력한다.
■ 실험 결과
1) 입력(Volt)에 따른 Front panel에 출력된 값
- 1.03V 입력
- 1.97V 입력
- 3.00V 입력
- 4.03V 입력
- 4.97V 입력
2) 결과 값 정리
입력 전압 값(V)
1.03
1.97
3.00
4.03
4.97
RPM
533.2
1201
1920
2684
3363
진동수
8.89
20.0
32.0
44.7
56.1
주기
0.12
0.05
0.03
0.022
0.018
진폭
0.045
0.046
0.045
0.046
0.047
전압 강하량
0.23
0.23
0.23
0.23
0.24
▶ 위 표로 정리된 결과 값은 Front panel에서 확인한 그래프를 보고 정리한 것이다. RPM, 진동수, 진폭은 좌측 수치화된 값을 확인한 것이고, 주기와 전압 강하량은 그래프의 간격과 길이를 눈으로 확인하여 대략적으로 값을 수치로 정량화한 값이므로 정확도는 다소 떨어질 수 있다.
3) 결과 값 그래프 분석
RPM
진동수
주기
전압 강하량
■ 결과에 대한 고찰
위 결과를 토대로 우리는 모터의 전압을 증가시켜 주면 모터의 회전수가 증가하게 되어 RPM 선형적으로 증가하는 그래프를 통해 정비례관계라는 것을 확인할 수 있다. 이는 조사한 이론에서의 내용과 일치한다. 또한 RPM이 증가함에 따라 진동수도 선형적으로 증가함을 확인하였다. 그리고 주기는 진동수의 역수이므로 주기의 그래프는 반비례하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 마지막으로 전압 강하량은 일정하였고 가끔씩 튀는 부분이 생기는 하였지만 안정적으로 그래프가 나오는 것을 확인할 수 있었다.
Front panel를 통해 값을 측정함에 있어서 다소 어려움이 있었다. 그 중 값을 관찰하다보니 값이 계속해서 일정하지 않게 조금씩 수치가 변하게 되어 측정 최대값과 최저값의 차이가 있었지만 그중 중간에 해당하는 값을 측정하였다. 오차를 직접 확인할 수 있었기 때문에 그래프의 모형을 나타내기에는 문제가 없었지만 완벽히 신뢰할 만한 값은 아니었고 전혀 다른 값으로 출력되는 일도 간혹 존재하였다. 이는 여러 가지 요인이 작용하여 생기는 오차일 것이다. 이 오차들은 대부분 모터 출력이나, 포토커플러의 출력 공급이 일정하지 않을 경우가 있을 것이고 외부 요인에 따른 전기 회로에서 생기는 작은 오차가 있을 수도 있을 것이다.
입력전압의 값이 커짐에 따라 RPM도 증가하지만 진동수도 역시 증가하였고 그에 따라 역수관계인 주기를 나타내는 가로축(시간)의 간격이 조밀해지는데 이 간격(작은 한칸 0.02초)을 측정함에 있어 간격을 정밀하게 측정하기 어려웠고 눈으로 대략적으로 수치화하였기때문에 약간의 측정 오차가 생긴 것을 계산하여 보면 확인 할 수 있다.
이번 실험에서는 전지적 회로를 이용한 제어 실험이었다. 비록 입력값이 커지면 출력값도 커진다는 이론을 전재로 하여 결과를 얻어낸 간단한 실험이었지만 프로그램의 특성과 이용방법을 익힐 수 있었던 실험이었다.

키워드

labview,   DC모터,   DC모터제어,   회전수 제어