아두이노 모터 강좌] 모터란? (전동기란? , 모터의 종류, 모터의 특징, 모터의 분류 알아보기)

[아두이노 모터 강좌. 모터(전동기)란 무엇인가?]

아두이노로 모터를 다루기 위해 모터가  무엇인지 간단하게 알아보도록 하겠습니다.

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[목차]

1. 모터란?

2. 모터의 특징

3. 모터의 동작원리

4. 모터의 종류

5. 모터 사용하기

6. 모터 고르기

[ 1. 모터란 ]

​ 

사람으로 치자면 심장역할을 하는 제품으로, 전기 에너지를 물리적 법칙에 따라 기계적인 에너지로 변환시켜,

회전 또는 직선운동의 동력을 얻어 우리의 생활에 편리함을 제공해주는 구동장치 입니다.

쉽게 말해 전력을 이용해 회전운동의 힘을 얻는 기계를 말합니다.

우리가 알아 볼 것은 소형모터로, 소형모터란 무엇인지 알아보겠습니다.

모터는 사용하는 전원, 구동, 제어방식, 크기와 출력, 형태와 용도 등에 따라 다양하게 분류할 수 있습니다.

소형모터는 크기에 따른 분류로, 산업용으로 쓰이는 중대형 모터를 제외한, 일상생활에서 쉽게 볼수 있고 사용하고 있는 모터를 말합니다.

[ 2. 모터의 특징 ]

1. 시동 및 운전이 용이하고  

2. 부하에 적합한 기종을 선택하기 쉽고 

3. 소음 및 진동이 적고 

4. 배기 공해가 없는 소형 경량의 원동기

즉, 쉽게 사용할 수 있고, 용도에 적합한 기종을 선택하기 쉽고,

소리나 진동이 적고, 공기오염이 없는 작은 원동기.

[ 3. 모터의 원리 ]

일반적인 DC모터의 동작 원리

모터의 동작 원리가 잘 소개된 곳이 있어 링크 걸어둡니다.

http://yjh-phys.tistory.com/72

​

[ 4. 모터의 종류 ]

 앞에서 말했듯 모터는 사용하는 전원, 제어방식, 크기와 출력, 형태와 용도 등에 따라 다양하게 분류할 수 있습니다.

이 글에서는 각각의 모터에 대한 정의와 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.

  1. 입력되는 전기의 종류에 따른 분류

1) AC모터

교류 전원 (가정용 220V 전기)을 사용하는 모터를 말합니다. 

​저소음, 저진동과 반영구적 수명, 안정적인 성능이 장점입니다.

2) DC모터

직류 전원 (배터리)을 사용하는 모터를 말합니다.

기동 토크가 크고, 효율이 높으며 가격이 저렴하다는 장점이 있습니다.

 

  2. 기어의 유무에 따른 분류

1) 기어드모터 (기어가 달린 모터)

모터의 속도를 감소 시키면서 파워를 높여줍니다. 회전축은 모터에 비해 천천히 돌지만 힘은 매우 쌔집니다.

모터의 무게에 비해 힘이 강하다는 장점이 있습니다. 하지만 쉽게 마모되고 파손률이 심하다는 단점이 있습니다.

 

 

 

 

 

 

  3. 스테퍼모터 (스텝, 스테핑모터)

다수의 톱니모양 전자석이 금속기어를 중심으로 주변에 매치되어있으며,

이는 외로의 제어 회로로부터 전류를 받아 작동합니다. (별도의 제어 장치 (드라이버)가 필요함)

다수의 전자석이 하나하나 전력을 받아 서로 이어져 동작을 하게되며, 이를 통해 모터는 정밀한 제어가 가능합니다

(회전수 또는 정지 위치 등을 정확하게 맞춰줄 수 있음)

하지만 진동, 소음 발생이 쉽고, DC모터에 비해 가격이 높다는 단점이 있습니다.

​

 

  

  4. 서보모터

기어를 이용해 단거리를 힘있게 움직여주는 유형의 모터을 말합니다.

 

 

 

  5. 브러쉬모터와 브러쉬리스모터

쉽게 얘기해서 브러쉬 (정류기)가 있느냐 없느냐 입니다.

모터는 자기장의 유도, 플레밍의 왼손법칙으로 회전을 하게되는데 이 회전이 지속적으로 계속되어지려면

제어를 해주어야하고, 그 제어를 돕는것이 브러쉬 입니다. (위 모터의 원리 링크 참조) 이러한 브러쉬를 이용하여

모터의 회전을 돕는것이 브러쉬 모터  이며, 브러쉬가 없고 전기적인 제어로 회전을 돕는것이 브러쉬리스모터입니다.

 

1) 브러쉬모터 (브러쉬가 있는 모터)

브러쉬(기계)를 이용해 +와 -를 넣어줍니다. 단순하기 때문에 값이 싸고 구하기가 쉽습니다.

하지만 브러쉬가 닳기때문에 수명이 짧다는 단점이 있습니다.

 

2) 브러쉬리스모터)

회로(전기)를 이용해 +와 -를 넣어줍니다. 적은 양의 전기로도 큰 힘을 낼 수 있으며

브러쉬가 없기때문에 수명에 제한이 없습니다.

[ 5 . 모터의 사용 ]

​모터를 사용하기 위해서는 먼저 모터의 특성을 이해하고, 그에 맞는 활용법이 필요합니다.

사용전원이 DC인지 AC인지, 크기는 적당한지, 회전수, 회전방향은 얼마나되는지 등 제품의 특성을 파악해야하며,

모터를 어디에 어떤 방식으로 사용할지 고려하여 그에 맞는 연결 및 제어방식을 사용해야합니다.

모터의 회전수를 제어하기 위한 가장 손쉬운 방법은 입력 전압(또는 전류)를 변화시키는 것이며, 그 방법으로는

저항을 이용한 제어, PWM출력방식과같은 펄스 제어방법이 있습니다. 

아래 링크들은 아두이노로 모터를 제어하는 글입니다.

아두이노 따라하기 (동영상 강좌) - 디지털 서보모터 컨트롤 http://blog.naver.com/roboholic84/10181909224

아두이노로 모터제어하기(동영상 강좌2) http://blog.naver.com/roboholic84/220251335695

아두이노로 리니어 모터 컨트롤하기 http://blog.naver.com/roboholic84/10183579524

자이로 센서를 이용한 꽃로봇 제어 http://blog.naver.com/roboholic84/220201009036

블루투스를 이용한 DC 모터 컨트롤 http://blog.naver.com/roboholic84/10181842292

UNL 스테핑 모터 제어하기 http://blog.naver.com/roboholic84/220024676939

다수의 서보모터 제어하기 http://blog.naver.com/roboholic84/10186975566

이외에도 좌측 상단에 '모터' 로 검색하시면 다양한 프로젝트를 확인하실 수 있습니다.

​[ 6. 모터 고르기 ]

모터를 고르기위해 고려할 사항은 다음과 같습니다.

1. 사용 전원은 무엇인가?

어떤 전원을 사용하여 모터를 이용할 것인지를 고려해야합니다.

 

2. 제어 방식은 무엇인가?

단순 구동인지, 아니면 피드백을 받아 구동하는것인지 고려해야합니다.

 

3. 모터의 운전 조건은 어떤가?

어떤조건에서 모터가 돌아가는지 고려해야합니다. (소음, 부하, 주변환경)

 

4. 모터의 특성은 확인하였는가?

모터의 형태, 크기 회전수, 소모 전류, 출력, 회전방향 등을 고려해야합니다.

 

5. 주문가능 여부

모터 제품의 재고 및 배송시간을 고려해야합니다.