모터 엔코더

엔코더의 기본 개념

모터에서 엔코더는 회전 운동을 전기 신호로 변환하여 모터의 위치, 속도 및 방향을 정확하게 측정하는 장치입니다. 엔코더는 크게 두 가지 유형으로 나뉘며, 각각의 동작 원리와 특징이 다릅니다. 이번 포스팅에서는 증분형(Incremental) 엔코더와 절대형(Absolute) 엔코더의 동작 원리와 차이점을 자세히 살펴보겠습니다.

 

1. 증분형(Incremental) 엔코더

1.1 동작 원리

증분형 엔코더는 회전하는 샤프트에 부착된 광학 디스크나 자석을 이용하여 회전 각도의 변화를 감지합니다. 엔코더 내부에는 두 개의 광 센서(A, B)가 배치되어 있으며, 이 센서들은 디스크에 있는 슬릿이나 자석의 변화를 감지하여 신호를 생성합니다.

 

● 슬릿 방식: 디스크에 여러 개의 슬릿이 있으며, 샤프트가 회전할 때 슬릿을 통과하는 빛의 양에 따라 전기 신호가 생성됩니다.
● 자기 방식: 자석이 장착된 디스크가 회전하면서 센서가 자속 변화를 감지하여 신호를 생성합니다.
이렇게 생성된 신호는 펄스 형태로 출력되며, 모터의 회전 방향을 알기 위해 A와 B 신호의 위상 차이를 이용합니다. A 신호가 먼저 발생하면 시계 방향, B 신호가 먼저 발생하면 반시계 방향으로 판단합니다.

 

1.2 특징

● 위치 정보: 전원이 꺼지면 마지막 위치 정보가 사라지며, 초기화가 필요합니다.
● 속도 측정: 펄스의 빈도를 통해 속도를 쉽게 계산할 수 있습니다.
● 비용 효율성: 상대적으로 저렴하고 간단한 구조로 다양한 산업에 널리 사용됩니다.

 

2. 절대형(Absolute) 엔코더

2.1 동작 원리

절대형 엔코더는 각 위치에 고유한 값을 부여하여, 회전하는 샤프트의 위치를 항상 정확하게 알 수 있도록 설계되었습니다. 이 엔코더는 일반적으로 여러 개의 트랙을 갖고 있으며, 각 트랙은 서로 다른 비트를 나타냅니다. 샤프트가 회전할 때, 각 트랙에 있는 센서들이 고유한 값을 읽어들여 특정 위치를 결정합니다.

● 디지털 출력: 각 위치가 고유한 이진 코드로 표현되며, 전원이 꺼져도 이 정보는 유지됩니다. 이는 배터리 백업이나 비휘발성 메모리 기술을 통해 구현됩니다.

 

2.2 특징

● 위치 정보 유지: 전원이 꺼져도 마지막 위치 정보를 잃지 않기 때문에 초기화가 필요 없습니다.
● 정확한 위치 측정: 각 위치를 즉시 알 수 있어 정밀한 위치 제어가 가능합니다.
● 복잡한 구조: 일반적으로 더 복잡하고 비싼 구조로 설계되어 있습니다.

 

3. 증분형과 절대형의 차이점

항목	증분형 엔코더	절대형 엔코더
동작 원리	펄스를 통해 회전 각도를 측정	각 위치에 고유한 값을 부여
위치 정보	전원이 꺼지면 사라짐	전원 꺼짐에도 유지
응용 분야	일반적인 모터 제어	정밀 위치 제어가 필요한 시스템
가격	상대적으로 저렴	상대적으로 비쌈
설치 간편성	상대적으로 간단	복잡한 설치 필요

 

4. 결론

증분형 엔코더와 절대형 엔코더는 각각의 장단점이 있으며, 사용자의 필요에 따라 적절한 선택이 필요합니다. 증분형 엔코더는 간단하고 경제적이며, 절대형 엔코더는 높은 정확도와 신뢰성을 제공합니다. 따라서 특정 애플리케이션에 따라 적합한 엔코더를 선택하는 것이 중요합니다.