FPGA를 사용하여 모터 제어하기

2019년에 첫 직장을 다니게 되었습니다. 직원수는 13명인 중소기업이었습니다. 저의 직무는 제어개발이었습니다. 입사 후 한두달은 사수로부터 FPGA 설계 프로그램과 코드를 받아서 코드 분석만 하였습니다. 코드의 분석이 어느 정도 끝나갈 무렵 서보모터를 제어하여 2축 모터 주행을 하는 프로젝트를 진행하게 되었습니다.

2축 모터를 제어하기에 앞서 1축 리니어 모터를 제어하는 연습부터 시작하였습니다. 자일링스 706보드를 사용하여 연습을 시작하였으며, 한 달간 독학과 테스트를 진행하면서 리니어 모터의 왕복운동을 만들 수 있었습니다.

이어서 2축 모터 제어를 제어하려고 하니 2축 모터의 개발 환경은 리눅스 환경이어서 당황하였습니다. 1축 리니어 모터 제어는 윈도우 환경에서 연습을 시키더니 2축은 리눅스 환경이라고 가상머신인 우분투 설치부터 해야했습니다.

우분투 설치 후 1축 리니어 모터를 제어하였던 방식으로 2축 모터를 제어하려고 했더니 2축이 동시에 움직이는 것에서 문제가 생겼습니다. 사수는 해답을 쉽게 알려 주지 않았으며 본인의 코드를 줄테니 분석해보라고 하였습니다. 사수가 준 코드를 분석하여 2축을 동시에 움직이는 방법을 찾았고 동시에 2축을 제어할 수 있었습니다. 하지만 사장님은 나노미터 단위로 모터의 위치를 제어하기를 원했고 나노미터 단위로 모터를 움직이는 방법을 계속해서 테스트 하였으나 결국 실패하였습니다.

첫 직장에서 진행한 첫 프로젝트는 실패로 끝났으나 많은 것을 배울 수 있는 경험이었습니다.

적용 프로젝트
"나노 미터 제어" 프로젝트로 스테이지위치를 나노 미터 단위로 제어하는 프로젝트입니다.

사용했던 드라이버 솔루션
스테이지를 나노 미터 단위로 제어하기 위해 초정밀 제어 항목을 중점으로 하여 드라이버를 선정하였습니다.
사용한 드라이버는 오토닉스사의 MD5-HD14 스테핑 모터 드라이버입니다.

사용했던 이유
MD5 시리즈는 소형 경량화
최고 분해능이 250이었으며 초정밀 제어 가능
저속 구간 진동과 소음 감소
신입으로 입사하여 프로젝트를 혼자 진행한 것이 아니라 선임과 함께 진행하여
드라이버는 이미 선택된 상황이었습니다.
이 드라이버를 통해 초보자인 저도 쉽게 모터를 제어할 수 있었다는 장점이 있습니다.