‘ADI 자체 집약체’ 모터 이식 애플리케이션 전용 ‘트라이나믹 시리즈’ 강조
BLDC·스테퍼·DC 등 모터에 소음·진동↓ 정밀성·안정성·에너지효율↑
오토메이션 영역 출사표...“모터 정밀제어 역량 극대화 안착”
전 세계 모션제어(Motion Control) 산업은 현재 약 170억 달러(약 23조 원) 규모로 분석되는 거대 시장이다. 성장세를 지속 거듭해온 만큼 잠재성 또한 확보된 영역으로 평가받는다. 특히 로봇, 가전, 산업용 설비, 자동차 등 모터를 통해 움직임을 제어하는 유망 분야에서 더욱 고도화된 기술을 요구하는 양상이다.
앞선 분야는 향후 거시적 관점에서 산업의 수준을 나타내는 지표로 작용할 가능성이 크다. 그렇기 때문에 정밀성·효율성 등 최근 산업이 주목하는 비전을 달성해야 한다. 이 과정에서 모터 제어를 담당하는 모터 컨트롤러가 해당 목표에 도달하는 데 청사진을 제시하고 있다.
모터 컨트롤러 영역에 새로운 시각과 인사이트를 제공하는 글로벌 반도체 솔루션 기업 ‘아나로그디바이스(Analog Devices, Inc. 이하 ADI)’는 센싱 측정(Sensing Measurement), 컴퓨팅 커넥티비티(Computer Connectivity), 파워 디바이스(Power Device) 등 영역에서 입지를 공고히 하고 있다. 최근에는 자동화 산업에 역량을 총동원해 연구개발(R&D)과 기술 혁신을 꾀하고 있다.
그 중심에는 ‘트라이나믹(Trinamic®) 모터 컨트롤러’가 있다. 이 모터 제어 솔루션은 로봇, 3D 프린팅, 의료기기, CCTV, 라이다(LiDAR) 등 제품에 이식되는 모터의 움직임을 관장한다. 차성근 ADI Korea 상무는 “트라이나믹 모터 컨트롤러는 성장 잠재력이 큰 차세대 분야에 도입돼 차별화된 모터 제어 기술을 선보이는 중”이라며 “ADI는 모터 제어에 더욱 집중해 전 세계에 혁신적인 제품이 전파될 수 있도록 지원할 것”이라고 강조했다.
지난달 29일 ‘2024 ADI 모터 컨트롤러 세미나(2024 ADI Motor Controller Seminar)’가 개막했다. 이 세미나는 트라이나믹 모터 컨트롤러를 소개하고, 참관객에게 모터 평가 보드(Evaluation Kit) 데모를 제공해 직접 체험할 수 있는 세션을 마련했다.
이날 행사에서 트라이나믹 시리즈 소개를 맡은 라스 야스쿨스키(Lars Jaskulski) ADI 산업 자동화 제품라인 담당 선임 매니저는 “ADI는 집적 회로(IC Chip)부터 모듈 솔루션, 모터가 탑재된 모듈 팬드라이브까지 모터 제어 전주기 솔루션을 보유했다”고 소개했다.
이어 그는 트라이나믹 솔루션의 주요 특징을 열거했다. 먼저 해당 솔루션에는 전류를 정밀하게 제어하는 ‘스프레드사이클(SpreadCycleTM)’, 모터 소음을 최소화하고 높은 수준의 정밀도를 부여하는 ‘스텔스찹(StealthChop™)’ 등 기술이 이식됐다. 이 기술을 통해 비교적 소음이 큰 스테퍼 모터의 경쟁력을 제고한다.
트라이나믹 솔루션은 모터가 가동하는 과정에서 덜컥거리거나, 급작스럽게 방향을 전환하는 등 투박한 움직임을 부드럽게 변환하기 위해 8포인트(Eight Point)로 제어할 수 있다. 여기에 모터의 부하 토크를 감지해 토크 손실을 방지하는 센서리스 ‘스톨가드(StallGuard)’, 모터 과열과 에너지 효율성을 모두 잡는 ‘쿨스텝(CoolStep)’, 센서 없이 모터의 운동을 감지·추적하는 ‘트라이코더(TriCoder)’ 등 하드웨어적 기술을 채택해 추가적인 소프트웨어적 기술이 요구되지 않는다.
쿨스텝은 4세대까지 출시된 스톨가드의 부하 측정값을 활용해 낮은 전류로도 모터를 구동하도록 지원한다. 이를 통해 에너지 소비와 열 발생을 최소화한다. 야스쿨스키 선임 매니저는 “ADI 트라이나믹 솔루션은 모터 기반 모든 애플리케이션에 특화된 기술로, 전문 지식이 없는 사용자도 쉽게 개발 가능하도록 설계됐다”며 “산업·의료·미술 등 미세한 가동이 필요한 영역에서 활약 가능한 로봇 팔에 적용되는 차세대 솔루션”이라고 전했다.
이어 “트라이나믹 솔루션의 하드웨어 기반 공간 자기장 벡터 제어 기술은 자기장의 크기 및 방향을 정확하게 제어하고, 감속 및 가속 과정에서 세밀함이 더해져 효율성과 정밀도를 함께 제고한다”고 덧붙였다.
현재 시장에 상륙한 트라이나믹 솔루션은 TMC5271, TMC5272, TMC5240, TMC2240, TMC4671, TMC6100 등 TMC 시리즈와 MAX22216이다. 이 중 TMC5271과 TMC5272는 시리얼 통신 인터페이스 프로토콜 ‘SPI(Synchronous Serial Interface)’, ‘UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)’를 지원하는 소형 스테퍼 모터 컨트롤러 및 드라이버 집적 회로다. 1·2축 스테퍼 모터 기반 애플리케이션에 탑재된다.
아울러 TMC5240은 자동 목표 위치 지정을 위한 유연한 움직임을 구현한다. 램프 제너레이터, 256개의 마이크로 스텝 기반 빌트인 인덱서, 집적 36V 2개, 최대 3.0A급 H 브리지 등이 장착됐다. 끝으로 TMC2240과 TMC5240은 단락 및 과전류 보호(OCP), 과열 셧다운, 저전압 록아웃(UVLO) 등 모터 진단 및 보호 기능을 제공한다. 특히 TMC2240은 드라이버 온도 측정, 모터 온도 추정, 외부 아날로그 입력 측정 기능 1개 등을 제공한다.
한편, 이날 행사에는 TMC5240 키트를 통해 적용 방식을 체험하는 ‘TMC5240 핸즈 온 트레이닝’도 진행됐다. 참관객은 해당 세션을 경험하면서 직접 TMC5240을 다뤘다. 행사장에는 트라이나믹 솔루션의 적용 방식을 소개하는 데모가 배치돼 참관객의 기술적 이해를 도왔다.
헬로티 최재규 기자 |
