홀센서 순서, 슈미트 트리거 풀업 저항 질문

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안녕하세요! 좋은 질문 감사합니다.

두 가지 질문에 대해 순서대로 설명드리겠습니다.

1. 모터 데이터시트가 없을 때 홀센서 순서를 확인하는 방법

모터 데이터시트가 없더라도 홀센서의 출력 순서는 직접 측정하여 확인할 수 있습니다.

일반적으로 BLDC 모터는 3개의 홀센서를 이용하며, 회전자의 위치에 따라 각 센서가 HIGH(1) 또는 LOW(0) 신호를 출력합니다.

확인 방법은 다음과 같습니다.

1. 모터의 3상 전력 공급은 차단하고, 홀센서 규격에 맞는 전원을 공급합니다.

2. 홀센서 출력 3개(H1, H2, H3)를 오실로스코프나 로직 애널라이저에 연결합니다. 오픈 컬렉터 방식이라면 풀업 저항도 필요합니다.

3. 모터 축을 손으로 천천히 일정한 방향으로 회전시키면서 세 신호의 변화를 기록합니다.

일반적인 120도 전기각 배치의 홀센서라면 다음과 같은 순서가 나타날 수 있습니다.

001 → 101 → 100 → 110 → 010 → 011 → 001

이는 하나의 예시이며, 센서 배선 순서와 회전 방향에 따라 실제 출력 순서는 달라집니다.

여기서 중요한 점이 하나 있습니다.

홀센서의 출력 순서를 알아냈다고 해서 모터의 U, V, W 상과 홀센서의 대응 관계까지 모두 알아낸 것은 아닙니다.

6-Step 제어에서는 각 홀센서 상태에서 어느 상에 전류를 공급하고 어느 상으로 전류를 회수할지 결정해야 합니다.

따라서 실제 구동 시에는 저전압·전류 제한 조건에서 상 순서와 홀센서의 위치 관계를 확인하거나 제조사에 요청하셔야 합니다.

2. 슈미트 트리거의 풀업 저항이 홀센서에 적합한지 확인하는 방법

우선 슈미트 트리거와 풀업 저항의 역할을 구분하는 것이 중요합니다.

• 슈미트 트리거: 입력 신호에 히스테리시스를 적용하여 노이즈 등에 의한 불안정한 논리 전환을 줄이는 역할

• 풀업 저항: 출력이 LOW 상태를 만들 수 있지만 HIGH 상태를 직접 구동하지 못하는 센서에서 HIGH 전압을 형성하는 역할

따라서 풀업 저항이 필요한지는 슈미트 트리거 자체보다는 사용하는 홀센서의 출력 방식에 따라 결정됩니다.

홀센서 데이터시트에서 Output Type 항목을 확인하시면 됩니다.

① Open Collector / Open Drain 방식

출력단에서 LOW 신호만 능동적으로 만들 수 있기 때문에 일반적으로 풀업 저항이 필요합니다.

예를 들어 3.3V 풀업에 4.7kΩ 저항을 사용한다면 LOW 상태에서 약 0.7mA의 전류가 흐릅니다.

이때 홀센서가 해당 전류를 정상적으로 흘려보낼 수 있는지 데이터시트의 출력 전류 및 LOW 출력 전압 사양을 확인해야 합니다.

② Push-Pull 방식

HIGH와 LOW를 센서가 직접 출력하기 때문에 일반적으로 별도의 풀업 저항이 필요하지 않습니다.

추가로 풀업 저항값은 신호의 상승 시간에도 영향을 줍니다. 저항값이 너무 크면 배선 커패시턴스와 함께 상승 시간이 길어지고, 너무 작으면 LOW 상태에서 센서가 흘려야 하는 전류가 증가합니다.

일반적인 회로에서는 4.7kΩ~10kΩ 정도를 출발점으로 검토할 수 있지만, 최종적으로는 센서의 출력 사양, 배선 길이, 입력 회로의 특성을 확인해야 합니다.

또한 홀센서의 HIGH/LOW 전압이 슈미트 트리거의 입력 임계값과 호환되는지, 슈미트 트리거 출력이 MCU의 입력 전압 범위를 만족하는지도 확인해야 합니다.

특히 5V Push-Pull 출력은 3.3V 입력 회로에 무조건 직접 연결하면 안 됩니다.

근데 홀센서는 어지간하면 오픈 드레인 타입이니까 참고하시길 바랍니다.

정리하자면, 홀센서 순서는 실제 파형 측정으로 확인하고, 풀업 저항은 센서의 출력 방식과 전기적 사양을 기준으로 검토하시면 됩니다.

데이터시트가 없는 모터라면 우선 홀센서의 전원 사양과 배선부터 확인하시고, 실제 홀 신호를 측정해 보시는 것을 추천드립니다.

감사합니다!