모터를 다루는 100% 실전 기술을 배우자!

Apr 17, 2018
모터를 다루는 100% 실전 기술을 배우자 ! 


완구 블록 제조사 레고에서는
전기 모터와 센서 블록을 조립해 움직이는 
최초 스마트 토이 '마인드스톰(Mindstorms)'을 출시해 100만대가 팔리는 대히트를 기록했다.

서울시교육청은 학교 밖 메이커 스페이스를 이어주는 길동무 차량을 운영하고, 
정부에서는 3D 프린터 활용 교육을 실시하기 위해 2020년까지 초∙중∙고등학교, 과학관, 도서관에 3D 프린터를 보급한다고 한다.

방과 후 과정이나 대학 강의에서 아두이노와 스크래치로 모터를 작동시키는 메이커 수업처럼
다양한 도구와 재료를 이용한 메이커 수업을 진행하고 있다.  

꿀벌들이 살기 좋은 벌통을 위해 IoT 기술을 도입해 양봉하는 메이커,
어린이와 치매 노인을 위해 위치 추적할 수 있는 NFC칩 내장형 신발을 만드는 메이커 등 
우리나라에서 메이커들이 성장하고 활약하는 다양한 사례를 쉽게 찾아볼 수 있다. 






메이커란 무엇일까? 
2005년 오라일리 미디어(O'Reilly Media)의 ‘메이크 매거진(Make Magazine)’의 창간 후, DIY 2.0시대가 되고  
아두이노 보드와 라즈베리 파이 등이 출시하면서 오픈소스 하드웨어 기술과 DIY 문화가 융합했다. 

‘메이커 문화’(Maker Culture)가 확산되면서 
2006년부터는 우리나라를 포함한 전세계에서 메이커들의 DIY 축제 ‘메이커 페어(Maker Faire)’가 개최되고 있어
직접 만든 프로젝트를 공유하고 체험하고 지식을 나눌 수 있다. 



자신이 만들고 싶은 것이 무엇이든 제손으로 만들어 내는 메이커들은 
3D 프린터나 라즈베리 파이 등을 이용해 멋진 하드웨어를 만들지만, 
다른 회로 부품보다 훨씬 복잡한 모터에 대해서는 두려움을 갖고 있다고 한다. 
모터는 전압과 전류 같은 전기 값만으로는 제대로 다룰 수 없고, 물리적 속성도 이해해야 하기 때문이다.

전기차, 로봇을 움직이고 여전히 붐을 일으키고 있는 드론과 3D 프린터에도 쓰이는
'모터'는 기기의 심장 역할을 하기에 모두가 그 중요성을 알지만 다루기는 쉽지 않다. 



<메이커를 위한 실전 모터 가이드>의 저자 매튜 스카피노(Matthew Scarpino)는 이런 어려움을 해결하고자 
작업에 어떤 모터가 적합한지 확실히 판별할 수 있도록 
다른 메이커가 만든 설명서로 도움을 받지 않고도 모터를 제어하는 회로를 직접 설계할 수 있도록 책을 썼다. 



매튜는 전기 모터에 대한 이해의 수준을 아래와 같이 네 단계로 나눠 설명하며, 
독자들이 1단계 수준에서 2단계 '메이커' 수준으로 올라설 수 있도록 돕고자 한다.


1단계. 하비스트(hobbyist)
"모터에 전압과 전류를 공급하면 샤프트가 회전한다."

2단계. 메이커
"모터의 샤프트는 고정자의 전자석에서 순차적으로 공급되는 전기 에너지를 통해 회전한다. 
회전자의 속도는 전압에 비례하고, 토크는 전류에 비례한다."

3단계. 엔지니어
"모터의 임피던스는 페이저(phasor) Ra + jωLa로 표현한다. 
이때 입력 전압은 Vmsin(ωt + 90°)고, 토크와 속도에 대한 계산 공식은 …"

4단계. 과학자
“도체 주위를 흐르는 전자기 텐서는 강자성체(ferromagnetic)의 도메인에 따라 정렬된다. 
이때 생성되는 자기 벡터장은 물체의 투자율(permeability)에 비례한다.”


메이커는 수학과 물리학의 구체적인 이론보다는 
모터의 작동 원리와 제어 방법만 이해하면 충분해서 
이 책은 전반적으로 실제로 만드는 방법에 주안점을 두고 소개한다.

이 책을 통해 주어진 프로젝트에 가장 적합한 모터를 고르는 방법과 
대표적인 회로 보드를 이용해 모터를 제어하는 방법,
실전용 모터 제어 회로 설계 방법을 배워서 
멋진 메이커가 되어 보자!



Editor. 조유나(unacho@acornpub.co.kr)
메이커를 위한 실전 모터 가이드는 아래의 인터넷서점에서 만나실 수 있습니다

CC

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  • MmzHrrdb| Sep 28, 2024

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