모터 쉴드란? 모터 드라이버란? 모터 제어방법,정역제어, DC모터,스테핑 모터,서보모터, 모터종류이번에 모터 드라이버에 대해 알아보겠습니다.
모터 드라이버란?
일반적인 모터(DC 모터)는 전원이 연결되면 한쪽으로 회전하는 제품입니다.
핀이 2개밖에 없으므로 모터를 제어할 수 있는 핀이 존재하지 않습니다.
그래서 Software 적으로는 제어가 불가능합니다.
즉, 반대 방향으로 돌리려면 Hardware 적으로 모터의 입력 전원을 반전 시켜주어야 합니다.
이렇게 모터 회전의 순방향과 역방향을 제어하는 것을 '정역 제어' 라고 합니다.
전자적으로 정역 제어를 하기 위해선 회로를 구성하여야 합니다.
위의 회로는 정역 제어 회로로 모양이 알파벳 H 모양과 비슷하다고 해서 H - Bridge 회로라고도 불립니다.
S1 과 S4가 닫힘으로 써 모터의 왼쪽이 + , 오른쪽이- 가 되며 S2와 S3이 닫힘으로 써 왼쪽이 - , 오른쪽이 + 가 됩니다.
정역 제어 회로를 사용하면 모터의 회전 방향을 제어뿐만 아니라 모터의 ON / OFF 제어도 할 수 있습니다.
이를 응용하여 쉽게 모터 제어할 수 있도록 한 것이 모터 드라이버 입니다.
모터에 대해 알아보자
모터는 모션을 직접 만들 수 있는 하드웨어, 형태, 성능, 기능에 따라 매우 다양한 종류가 존재합니다. 엘리베이터, 공장, 로봇, 자동차 등등 주위에도 많은 곳에 사용되고 있습니다. 주로 전기적 에너지를 기계적 에너지로 바꾸는데 사용합니다. 하지만 모든 모터가 똑같은 모터 드라이버를 사용할 수 없습니다. 모터의 종류와 그에 대한 적절한 모터 드라이버를 알아보도록 하겠습니다. 모터의 종류 우선 모터를 분리하자면 크게 3가지로 나뉩니다.
DC 모터 스테핑 모터 서보모터
이 중 서보모터에는 자체적으로 모터 드라이버가 내장되어 있어서 쉽게 방향제어할 수 있습니다.
하지만, DC 모터와 스테핑 모터는 모터 드라이버가 내정되어 있지 않아 일반적으로 방향제어하기 힘듭니다. DC 모터는 전압만 가해주면 일정한 방향으로 무한 회전하는 모터인 반면에,
스테핑 모터는 프로그래밍을 통한 시그널(신호)로 정밀한 각도 및 위치를 제어해서 시그널 신호로 제어를 해주어야 합니다.
그러므로 시그널을 제어해주는 스테핑 모터 드라이버를 사용하여야 합니다. 대부분의 스테핑 모터 드라이버로 DC 모터도 제어할 수 있습니다. 모터 사전조사하기 모터를 고르실 때 고려해보셔야 할 것에 대해 알려드리겠습니다. 1. 토크 (모터의 힘) 모터가 어느 정도의 힘을 버티는지 고려해보셔야 합니다. 무언가를 들어 올리거나, 움직일 때 그 무게를 버틸 수 있을까를 고민해야 합니다. 보통 토크가 많이 가해지면 모터 속도가 느려집니다. 2. 정격전압 DC 모터는 입력 전압에 비례하여 힘과 속도가 달라집니다. 힘을 강하게 하고 싶다고 정격전압을 넘기게 된다면 모터가 상하게 됩니다. 다른 모터도 마찬가지로 정격전압을 지켜주는 것이 좋습니다. 정상적인 동작을 원한다면 정격 전압 꼭 지켜가면서 사용하셔야 합니다 3. 사용 전류 그냥 돌아가고 있을 때의 전류와 힘을 가해졌을 때 사용하는 전류가 다릅니다. 보통 제조사 측은 최대 전류를 알리지 않습니다. 직접 측정하는 방법은 모터를 정격전압에 맞추어 돌리고 있을 때 모터에 힘을 가하여 강제로 멈추게 합니다. 그때의 전류값이 모터가 사용하는 최대 전류이며 그 최대 전류를 고려하여 모터 드라이버를 사용하여야 합니다.
많이 사용하는 모터 드라이버
제품의 이름을 클릭하면 상세 정보를 확인할 수 있습니다.
다른 모터 드라이버들에 비해 저렴한 제품입니다. DC 모터를 제어할 때 2개의 모터를 제어할 수 있으며, 아두이노 PWM으로 속도 제어할 수 있습니다. 최대 800mA의 전류와 2.5~12V 전압을 사용하는 모터를 제어할 수 있습니다. 제어핀을 통해 스텝 모터도 제어할 수 있습니다.
아두이노 제품에 적층하여 사용할 수 있는 쉴드형 제품입니다. 저렴한 모터 드라이버와 가격이 비슷한 반면에 최대 4개 DC 모터를 제어하거나 최대 2개의 스텝 모터를 제어할 수 있습니다. 필자가 생각하는 가장 가성비 좋은 제품으로 사용하기 편리합니다. 브리지당 0.6A (1.2A 피크)를 제공하며, 4.5~36VDC까지 호환됩니다.
해당 제품도 아두이노에 적층하여 사용할 수 있는 쉴드형 제품입니다. 공급 전원 7~12VDC에서 최대 2A 전류로 동작할 수 있습니다. 5,6번 PWM핀을 사용하며 4,7번 핀으로 방향을 제어하므로 이를 제외한 핀들은 사용하실 수 있습니다. 주로 DC 모터와 다른 제품들을 같이 사용하고 싶으실 때 사용하시기에 적합합니다. 4. 하이파워 모터 드라이버
5.5~40V 전압에 12A까지 방열판 없이 모터를 구동할 수 있습니다. 해당 제품은 높은 전압과 많은 전류를 사용하는 DC 모터를 제어하기에 적합합니다. 사용하실 �� 콘덴서와 헤더, 터미널을 납땜하셔야 정상작동이 되며 제품들은 따로 구매해주셔야 합니다.
스텝 모터를 제어하기 위한 이지 드라이버입니다. 제품명 그대로 스텝 모터를 간단한 소스로 제어할 수 있으며 해당 제품은 헤더가 같이 동봉되어있어 납땜하여 사용하시면 됩니다.
이 외 제품들도 각각의 장점과 단점이 있습니다. 우선 무엇을 사용할 것인지 알아보고, 거기에 맞는 제품을 찾을 줄 알아야 원하시는 동작을 문제없이 구현하실 수 있습니다.
출처 [메카솔루션] http://Mechasolution.com
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