DC 모터는 어디에나 있습니다.
그들은 자기장에 전류를 전달하는 전선에 의해 생성된 전기/자기 에너지를 운동으로 변환하고 다양한 전기 제품 및 응용 분야에 나타납니다. EG g.
, 그들은 소형 팬, 천장 팬, 공기 청정기, 용접 연기 트랩, 사각형 항공기, 소형 헬리콥터 및 기타 드론, 수동
휴대용 회전 도구, 원형 톱, 드릴 비트, 선반, 샌더, 자동차, 로봇 (
타이어를 회전하거나 로봇 팔 등을 움직일 수 있음)
수족관 공기 펌프, 제조업체 프로젝트 및 기타 여러 분야에 존재합니다.
가장 널리 사용되는 모터는 일반적으로 원형 샤프트 또는 \'d \' 모양(즉
, 한쪽이 편평함)
양쪽이 편평하거나 기어(즉
, 기어를 샤프트에 직접 절단하거나 샤프트에 설치)를 갖습니다.
이러한 인기 있는 축 스타일의 예를 보려면 사진을 참조하세요.
모터는 DC, AC에서 작동할 수 있지만 General Motors를 DC 및 AC에서 작동하는 경우 이 튜토리얼에서는 DC 모터에 대해서만 자세히 설명합니다.
전류와 자기는 서로 밀접하게 연관되어 있습니다
. 다른 것 없이는 불가능하기 때문입니다.
사진에서 볼 수 있듯이, 전선을 통과하는 전류는 나침반 바늘을 움직이게 하는데, 이는 전선을 통과하는 전류가 전선 주위에 자기장을 생성하기 때문입니다.
덴마크 물리학자 Hans Christian Oster는 2000년대에 전기와 자기 사이의 연관성을 발견했습니다. [
흥미롭지만 중요하지 않은 정보: 여기에 표시된 이름의 \'O\'는 덴마크어 대문자 O(즉, Ø)에서 사용될 수 있습니다.
때때로 사람들은 그의 이름을 ø rsted로 생각합니다].
도선에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기 특성은 약합니다.
이 와이어를 온라인 원에 감으면 자기장이 더 강해집니다.
이 코일을 페라이트 몸체 코어에 감으면 자기장이 더 강해집니다.
극 자석에 대한 매력과 유사한 극의 폐지를 떠올려 보면 DC 모터의 이론을 이해하는 것은 그리 어렵지 않습니다.
DC 모터의 작동 원리는 회전자의 극을 통해 전류가 흐르도록 하여 자기장을 생성하고, 이는 회전자 자기장을 끌어당기는 다른 자기장의 영향을 받는 것입니다.
흥미롭게도 그 반대가 사실입니다.
즉, 모터가 회전하면 자기장의 상호 작용으로 전압이 생성됩니다.
이는 위 영상에서 볼 수 있듯이
스테핑 모터의 전압을 켜고 LED를 켜는 것입니다.
, 모터를 발전기로 사용하는 경우.
이 튜토리얼에서는 연속 DC 모터, 기어 모터, DC 서보 모터, 코어리스 DC 모터, 진동 모터 및 DC 스테핑 모터 등 여러 유형의 DC 모터에 대해 설명합니다. 다른 유형의 모터도 있지만 Arduino 사용자에게 가장 인기 있는 모터일 것입니다.
모터는 움직임을 전달할 수 있는 장치입니다. 이자형.
프로젝트에 대한 조치를 취하십시오.
이전 지침 중 두 가지를 볼 수 있습니다: \'개인용, 휴대용, 경량, 에어컨: 저렴하고 효과적인 DIY 프로젝트\', \'Arduino 및 소형 DC 모터를 사용하여 최면 디스크 만들기 \'.
Arduino 프로젝트에 사용되는 DC 모터의 예를 제공합니다.
모터를 사용하는 다른 Arduino 프로젝트에는 BlackStar Vvek의 \'서보 모터를 사용하는 Arduino 기반 휴머노이드 로봇\', link2-thepast의 \'Arduino K'Nex Motors\' 등이 있습니다.
실제로 Arduino와 하나 이상의 모터 사용에 대한 많은 지침을 찾을 수 있습니다.
다행스럽게도 제조업체에서 사용하는 DC 모터의 경우 전압(
모터가 기존 전압에서 작동하는지 확인해야 하지만) 또는 전류(모터
의 전류는 일반적으로 사용 가능한 전류보다 높기 때문에 모터의 전류를 처리할 수 있는 스위치가 있는지 확인해야 하지만
Arduino 디지털 또는 아날로그 핀에서)에 대해 너무 많이 신경 쓸 필요가 없습니다.
모터에 대한 우리의 주요 초점은 속도와 토크입니다.
모터의 속도가 측정되는데, 차이점은 자동차의 속도를 시간당 마일 또는 시간당 킬로미터로 측정할 때 분당 회전 속도(RPM)
또는 라디안/초g로 측정한다는 것입니다.
, 3,000RPM 또는 450rad/초.
이는 모터 속도의 두 가지 예일 뿐입니다.
3,000RPM이 450rad/sec와 같다는 의미는 아닙니다. 그렇지 않습니다.
다행스럽게도 RPM에서 라디안/초 또는 각도/SEC 또는 그 반대로 쉽게 숨길 수 있습니다.
속도는 그리스 문자 오메가로 표시됩니다.
뉴턴의 운동 제2법칙은 힘은 질량에 가속도를 곱한 것과 같고, 질량은 방향이 아니지만 힘과 가속도는 방향을 향한다는 것입니다.
토크는 \'뒤틀린/뒤틀린 힘\'입니다.
뉴턴은 힘(N)에 자주 사용됩니다.
힘에 길이를 곱하면 토크가 나옵니다. g. , 뉴턴미터(Nm), 뉴턴센티미터(N-cm) 또는 온스인치(oz-in).
모터에서 토크는 항상 샤프트 중심의 원 I 에 접합니다. E.e.
직경과 직각을 이루고 있습니다.
토크를 나타내는 기호는 그리스 문자 tau, 소문자는 τ이고, 영문 대문자 T의 주파수는 낮습니다.
DC 모터의 데이터 시트에서는 일반적으로 속도, 라디안 또는 도/초를 제공합니다.
토크는 일반적으로 데이터 시트에 여러 형태로 표시됩니다(예
: 피크 토크 및 기어 토크(
자세한 내용은 나중에 소개됨)
정격 토크 등)
DC 모터 데이터 시트는 일반적으로 매우 포괄적이며 다른 모터 매개변수도 제공됩니다.
모터는 동일한 전력 성능을 가질 수 있지만 속도가 토크로 변경될 수 있기 때문에 속도와 토크가 다르다는 점에 유의해야 합니다(
자세한 내용은 아래 기어 모터 참조).
품질과 무게는 다릅니다.
비공식 대화에서 자주 교환되지만
예를 들어 달에서는 모터의 질량은 지구와 동일하지만 무게는 다릅니다.
회전자(
회전 부분) 또는 전기자(
공학에서 권선은 회전/회전하며 자기장을 계속 생성하는 주 전류 코일의 필수 부분입니다
여기서 회전자는 고정자와 동일합니다. e.
. )
이름에서 알 수 있듯이 고정자는 회전자 주위에 자기장을 제공합니다. 고정자는
으로 만들어지며 일반적으로 두 부분으로 나뉩니다.
영구 자석
그렇다면 고정자 자석은 자기장이 일정한 수준으로 유지되기 때문에 신뢰할 수 있습니다.
영구 자석은 많은 브러시 모터에서 발견되었습니다.
고정자가 자석으로 만들어진 경우 이러한 자기장을 생성하는 데 사용되는 코일은 체인저
와 브러시/접점입니다.
이전에 DC 모터는 코일에 전류를 전달하고 모터 회전을 유지하기 위해 변환기에 눌려진 실제 구리 '브러시'를 사용했습니다.
오늘날에는 DC 모터 '브러시'의 접점이 체인저에 연결되어 있지만 실제 브러시는 일반적이지 않습니다.
이러한 장치는 여전히 브러시 모터라고 불리며
일반적으로 포함된 장비보다 수명이 더 깁니다.
브러시/접점이 마모되면서 스파크가 발생할 수 있으며 모터가 상승하는 것처럼 보입니다. 앞서
언급한 바와 같이 브러시 모터의 제조 비용은 낮으며 일반적으로 제조업체의 프로젝트에 사용됩니다.
부싱의 작동 수명이 더 짧기 때문에 로터가 부싱 또는 볼 베어링에서 회전하는지 여부를 아는 것이 중요합니다.
그러나
간단한 DC 모터에서는 권선이 DC 전원 공급 장치에 연결되어 자기장을 생성합니다.
그러나 권선이 고정자 자기장에
직각으로 움직일 때, 회
전자의 운동량은 일반적으로 회전을 계속하도록 밀어냅니다.
이 '결함'을 극복하기 위해 동적 원의 일부가 항상 고정자의 강한 부분에 노출되도록 합니다. 대부분의
작동
DC 모터에는
하기
서로 상쇄되는 여러 개의 코일이 있습니다.
일반적으로 코일을 많이 감으면 저항이 높아지지만 속도는 느려집니다.
이러한 코일은 모터가 원활하게 회전하고 항상 높은 토크를 생성하도록 합니다. 로터는 극성을 변경
위해 필요에 따라 로터 코일이 연속적으로 회전할 수 있도록 하는 구성 요소입니다.
\'브러시\' 전도성 요소를 DC 전원 공급 장치에 차례로 연결할 수 있습니다(
첨부된 사진 참조).
즉, DC 입력을 변경하는 간단한 스위치를 제공합니다.
변환기는 교환기의 \'브러시\' 접점을 통해 DC 전원 공급 장치에 연결됩니다.
많은 소형 DC 모터는 첨부된 사진에서 볼 수 있듯이 회
전자와 동일한 전원 공급 장치에 의해 자화됩니다.
병렬(
션트 모터 생산)
또는 직렬 모터의 연속 생산이 가능합니다.
고정자는 고정자/회전자에 대한 DC 전원 공급 장치와 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있습니다.
회전자와 고정자 사이에는 회전자가 쉽게 회전할 수 있도록 공간이 있습니다.
이 공간을 둘 사이의 '에어 갭'이라고 합니다.
대부분의 모터는 회전하지만 회전 운동을 선형 운동으로 변환하는 모터가 있습니다.
이러한 장치를 호출합니다. \'선형 모터\' 또는 \'선형 액추에이터(
액츄에이터는 DC 이외의 소스에서 에너지를 얻을 수 있지만)\'입니다.
제조업체의 프로젝트에 사용되는 대부분의 모터는
1마력 미만이기 때문에 전력이 부족합니다.
여기에서 분해된 소형 연속 DC 모터 사진을 참조하세요.
모터의 추가 사진에서 연속
DC 모터보다 더 나은 전류가 필요합니다. 아날로그 또는 디지털 Arduino 핀을 사용하여 최대 40ma, 20ma를 제공합니다.
이 제한은 LED를 사용할 때 문제가 되지 않지만 DC 모터를 사용할 때는 문제가 됩니다.
이 제한을 극복하기 위해 여기에는 각각 20
사용되었으며 여기에
프로젝트에서는 2N2222가 필요한 모터 전류
터와 베이스
를 쉽게 켜고 끌 수 있습니다 . 이미
제시된
달러 미만의 트랜지스터가
metal18 패키지가 아닌 2N2222-92 패키지의 가격입니다. 이 구성에서 2N2222/2N2222A는 P2N2222 또는
사이의 전압은 6을 초과해서는 안 됩니다. 따라서 전압을 이 최대값 이하로 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 트랜지스터가 손상될 위험이 있습니다. 첨부된 그림은 원래
더 이상 베이스에서 이미터로, 컬렉터에서
라고도 합니다.
최대 허용 전압과 전류를 보장하기 위해 사용하지 않습니다. 또 다른 옵션은
이미터로
와 같은 기계
pn222222
릴레이
경우 2N2222가 안전하게 소모될 수 있으며 적절하게 가열되면 최대 5A의 온도를 처리할 수 있습니다. a-220 패키지 N-
장치를 사용할 수도 있고 Arduino에서 간단한 스위치를 구동할 필요가 없는
RFP30N06LE 채널(P30NO6LE, P30N06) MOSFET의 드레인 플랜지가 금속 라디에이터 에
수 있으며 2n2222의 컬렉터 핀과 트랜스미터 핀 사이에 더 높은 전류가 흐르고 이 pnp에 대해 제어됩니다. 트랜지스터
제대로 연결되면 MOSFET은 30A 이상의 전류를 처리할 수 있습니다. 이 N- 채널 MOSFET은 Arduino에서 구동할
의 경우, 이 프로젝트에서처럼 베이스 핀이 트랜지스터를 켜도록 설정
되면 트랜지스터 스위치를 통해 2N2222의
컬렉터와 이미터 핀 사이에 흐르는 전류가 베이스와 이미터 사이의 흐름보다 커지게 됩니다. 1N4001 다이오드는 모터의 두 핀에 배치되고 다이오드의 라인은 정상
전류의 반대 방향에 배치되므로 일반적으로 1N4001을 통한 전류가 사용되지 않습니다.
모터 충돌
전원이 꺼졌을 때
자기장에 의해 생성된 에너지에 대한 경로를 제공하는 다이오드로서 다이오드의 위치를 모르는 경우 전류를 모터로 전환하여 모터가 회전하지 않는 것처럼 잘못 배치하기가 어렵습니다 . 이는
트랜지스터
발생할 수 있지만 트랜지스터를 손상시킬 수 있을 정도로 100V의 전압 범위에서 상당히 높은 전압을 생성할 수 있습니다. Arduino,
사용할 경우 모터에 필요한 추가 전류를 처리할
몇 마이크로초 내에만
수
, BJP 또는 MOSFET 또는 릴레이 등과 함께
있는 스위치가 필요하며 사용자가 필요합니다. 다행히
Arduino의 5V 핀은 USB에서 약 cucma까지 공급할 수 있으며 버킷 잭을 사용하면 최대
사용되는 연속 모터에 전원을 공급할 수 있습니다 . 기능을 수행
5V 핀과 접지를 사용하여 다음 스케치에서
[여기에 사용된 모터는
하면 연속 DC 모터가 5초 동안 켜 집니다(5V).
Arduino 5V 전원 공급 장치에서 제공하는 전류 보다 작습니다.
그러나 더 큰 모터 전류를 사용하는 경우 Arduino에서 사용 가능한 전원과
별도로 전원 공급 장치가 필요합니다.] 펄스 폭 변조를 처리할 수 있습니다. 여기서 모터는 255부터 시작하여
0에 도달할 때까지 3씩
감소하는 PWM 신호를 사용합니다.
5V 사이의 전압을 시뮬레이션할 수 있습니다 . 어떤 시점
PWM을 사용하면 0~
에서는 모터에 대한 아날로그 전압이 너무 낮아서 모터를 활성화할 수 없습니다. 이 예에서 대략적인 지점은 듀티 사이클이 30에 도달하는 시점입니다. 스케치에서 모터가 회전하지 않기 때문에 LED가
나은 모터 균형을 제공하기 때문에 모터 회전의 균형
꺼집니다. 여기에는 꼬인 와이어가 아닌 프로펠러가 부착되어 있습니다. 이는 비대칭 와이어보다 더
볼 수 있기 때문입니다
을 맞출 때 동작을 쉽게
. 그러나 프로펠러가 없으면 꼬인 와이어가 관련 결과를 생성합니다. 그러나
균형을 잡을 수 없는 와이어가 하나만 있는 경우 단계가 포함된 이 튜토리얼의 두 번째 부분을 읽어야 합니다
.
샤프트 양쪽에서
모터 의 불균형 부하
로 이루어지며
로 인해
의 속도에 따라 표시등이 켜지고 완전히 꺼집니다. 이는
모터가 진동할 수 있습니다. 모터
ledPin
여기 에서 볼
코드
30줄의
HIGH
,
수 있습니다. 전체 속도로 모터를 실행한 다음 모터의 속도를 지속적으로 줄입니다. of the motor = 6; Int led pin = 10; Int delay2 = 5000; Int delay3 = 50; void setup(){pinMode( Output); pinMode(ledPin, OUTPUT); }void loop(){ /Digital write for delay2/1000 seconds (
); digitalWrite( MotorInputPin, high); delay(delay2); /Continuous deceleration motor (int i =
; 아날로그
255; i >= 1; i = -2){ 아날로그Write( I)
Write(ledPin, i); /모터 속도
delay2
지연 변경 3/1000초(delay3) } /일시 중지 지연 2/1000초(
DC 모터( 위 참조)에서 이름을 얻습니다.
로 표시될 수 있는
); 4개의 스위칭 요소와 대문자 \'h \'
S2와 S3이 켜져 있는 동안 S1과 S4가 꺼져 있는 경우 전류는 모터에서 접지로 단방향으로 흐르므로
S1과 S4가 켜져 있을 때 S2와 S3이 꺼지면 전류는 반대
방향으로 모터에서 접지로 흐릅니다. 스위치에서 상수 역할을 하는
스위칭 요소 e. 이러한 스위치는 특정 방식으로 꺼야 합니다. 예를 들어, 스위치가 S1과 S3
또는 S2와 S4를 동시에 끄면 S3과 S4가 켜져 있을 때 S1과 S2를 끄는
것은 아무런 효과가 없습니다.
S1과 S2를 열어 놓은 상태에서 S3과 S4는 상황이 비슷하며, 이 경우 S3과 S4가 모두 접지에
연결되어 있습니다. 스위치 S1과 S2와 같이
도 마찬가지입니다 .
모터를 통해 전류가 꺼지지 않으면 S3과 S4가 켜지고 그 반대
요소는
스위칭 소자는 릴레이, 다른 기계 소자 또는 BJT(바이폴라 접합 트랜지스터) 또는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터일 수도 있습니다. (MOSFET)
대부분의 최신 H 브리지에서 스위칭
일반적으로 MOSFET인 솔리드 스테이트 장치이며, 헥셋의 장점은 전류를 큰 부하로 전환할 수 있는 반면 이를 켜는 데는 소량의 전류만 필요하다는 것입니다.
자기장 충돌
실제로 다이오드의 라인은 모터가 작동한 후 모든 스위치가 켜지고 전류가 생성됩니다. 모터는
로 인해 갈 수 있는
경로가 있습니다 . 예를 들어, 스위치, 릴레이
를 사용합니다. 예를 들어 위에 표시된 L298 IC 기반 보드를 사용하는 경우 방향을 변경하기 전에 모든 스위칭 요소를
켜는 것이 일시적으로라도 단락이 발생
, BJT, MOSFET, H 브리지 보드 제조업체는 집적 회로(IC)
하지 않도록 하는 것이 좋습니다. 파워 인버터, 로봇,
모터 컨트롤러 등에 사용되는 H 브리지가 있는데, 스테핑 모터를
구동하는 데 자주 사용됩니다.
대부분의 연속
DC 모터는 일반적으로 1,000rpm(RPM) 의
속도로 작동합니다 .
기어 모터는 일반적으로 RPM(속도)을 1,000 미만으로 줄이는 데 사용되며 100 미만의 속도를 갖는 기어
모터를 쉽게 찾을 수 있습니다.
이름에서 알 수 있듯이 기어 조합을
일반적으로 DC 기어 모터의 속도, 모양 및 크기는 다양합니다.
시계와 같습니다. 예를 들어, 두 번째 시계 바늘은 상대적으로
사용하여 이를 느리게 합니다 .
기어 모터의 필요성에 대한 좋은 예는 아날로그
느린 속도로 회전 해야 하는
로봇 자동차의 타이어입니다. 1,000RPM
이상의 속도
로 회전하는 경우 감속 기어를 사용하면 출력 회전이 훨씬 느려집니다. 실제로 속도가 느려질수록 토크가 증가합니다.
, 전기 드릴, 주방 믹서 및 크레인, 잭, 윈치, 컨베이어 벨트와 같은 산업 장비에 기어 모터가 있습니다. g. 로봇
일반적으로 자동차, 시계, 세탁기
.
자동차에서 흔히 발견됩니다
경고: 모터가 회전하지
않으면 전압이 너무 낮을 수 있으며, 접촉이 뜨겁게 느껴지면 전압이 너무 높을 수 있습니다.
기어 모터는 일반적으로 기어를 위한 공간을 제공하지 않기 때문에
첨부된 비디오 참조). 여기에 표시된 비디오 중 하나는 2-17V의 전압 범위입니다. 전압 이
먼저 낮음에서 높음으로 갔다가 다시 낮음으로 이동합니다. 두
식별할 수 있습니다(사진 참조). 일반적으로 모터의 속도가 증가합니다(
번째
비디오는 12v 기어 모터가 12v 미만으로 작동하므로 약간 느리게 작동한다는 것입니다.
이제 이 섹션에서 다루는 DC 모터의 몇 가지 주요 요소에 대한 기본적인 이해를 가지셨을 것입니다 .
전체 12 v. 이 시점에 도달하셨다면 축하합니다.
이 튜토리얼의 첫 번째 부분이 흥미롭고 가치 있다고 생각하시면 됩니다.
이 튜토리얼은 세 부분으로 나누어져 있지만 여기서 다루는 각 모터는 자체적인 부분을 더 많이 가질 수 있습니다. 튜토리얼의 이 부분에 대한 의견, 제안 또는 질문이 있는 경우
아래에 의견을 추가하십시오. 이 튜토리얼에서 다루지 않은 DC
모터와 관련된 아이디어나 질문이 있거나 이 튜토리얼 또는 튜토리얼의 다른 부분을 개선할 수 있는 방법에 대한 제안이 있으면 transiintbox @ gmail.com으로 연락하실 수 있습니다. (두 번째 \'I\'를 \'e\'로 바꿔주세요. 감사합니다. )
