모터 드라이버란 무엇이며 올바른 드라이버를 어떻게 선택합니까?

모터 드라이버란 무엇입니까? Arduino로 모터를 제어하려면 모터 드라이버를 사용해야 합니다. 하지만 모터 드라이버란 무엇이며 올바른 드라이버를 어떻게 선택합니까?

이 기사에서 우리는 이러한 질문과 그 이상에 답할 것입니다! 사용할 수 있는 모터 드라이버 유형, 각 유형이 수행할 수 있는 작업 및 프로젝트에 적합한 모터 드라이버를 선택하는 방법에 대해 논의합니다. 따라서 모터 드라이버에 대해 알아야 할 모든 것을 배우려면 계속 읽으십시오!

모터 드라이버란 무엇입니까?

유성 기어 Bldc 모터

모터 드라이버는 전기 모터의 속도와 방향을 제어하는 ​​전자 장치입니다. 모터 드라이버를 사용하여 장난감, 원격 제어 자동차 또는 로봇과 같은 소형 모터를 제어할 수 있습니다. 또한 산업용 애플리케이션에서 더 큰 모터를 제어하는 ​​데 사용할 수도 있습니다.

모터 드라이버가 필요한가요?

모터 드라이버를 사용하는 주된 이유는 모터를 구동하는 데 필요한 큰 전류로부터 마이크로 컨트롤러를 보호하기 위함입니다. 모터를 마이크로컨트롤러에 직접 연결하려고 하면 마이크로컨트롤러에 흐르는 전류로 인해 모터가 손상됩니다.

모터 드라이버를 사용하는 또 다른 이유는 마이크로 컨트롤러보다 더 많은 전력을 공급할 수 있기 때문입니다. 따라서 무거운 부하를 이동해야 하거나 많은 전력이 필요한 모터를 구동해야 하는 애플리케이션에 유용합니다.

자동차 운전자는 어떻게 작동합니까?

모터 드라이버 IC는 전력 증폭기입니다. 또한 마이크로컨트롤러에서 저전력 신호를 받아 증폭하여 모터를 구동하기에 충분한 전력을 제공합니다.

또한 대부분의 모터 드라이버에는 과전류 및 과열에 대한 보호 기능이 내장되어 있습니다. 이것은 마이크로컨트롤러와 모터 드라이버 자체를 모두 보호합니다.

모터 정지 방법(제동)

모터를 중지하려면 두 가지 옵션이 있습니다.

– 코스팅:

이것은 모터에서 전원을 제거할 때입니다. 단점은 모터가 잠시 동안 계속 회전하여 자체 또는 연결된 모든 것이 손상될 수 있다는 것입니다.

– 제동:

모터에 반대 방향으로 전원을 인가했을 때입니다. 그러면 모터가 거의 즉시 정지됩니다.

하지만 단점은 모터에 많은 스트레스를 줄 수 있고 모터에 손상을 줄 수 있다는 것입니다.

선택하는 것은 애플리케이션에 따라 다릅니다. 모터를 빨리 정지시켜야 하는 경우에는 제동을 사용해야 합니다. 전원을 차단한 후 잠시 모터가 회전하는 것이 마음에 들지 않으면 코스팅을 사용할 수 있습니다.

그것에 대해 생각하는 한 가지 방법은 다음과 같습니다. 자전거를 타고 언덕을 내려가는 중이라면 해안을 따라 달리고 싶을 것입니다. 그러나 언덕을 올라가는 자전거를 타고 있다면 브레이크를 밟고 싶을 것입니다.

고려해야 할 또 다른 사항은 사용 중인 모터의 종류입니다. 브러시 DC 모터를 사용하는 경우 이러한 모터에 필요한 고전류를 처리할 수 있는 모터 드라이버가 필요합니다. 스테퍼 모터를 사용하는 경우 마이크로 스텝을 수행할 수 있는 모터 드라이버가 필요합니다.

모터 드라이버의 유형

모터 드라이버에는 브러시와 브러시리스의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

브러시 모터 드라이버는 일반적으로 RC 장난감과 같은 저전력 애플리케이션에 적용할 수 있습니다. 또한 특별한 센서나 컨트롤러가 필요하지 않기 때문에 사용하기도 더 쉽습니다.

브러시리스 모터 드라이버는 드론 및 전기 자동차와 같은 고전력 애플리케이션에 일반적입니다. 게다가 특수 센서와 컨트롤러가 필요하기 때문에 사용이 더 복잡합니다.

브러시 및 브러시리스 외에도 다음 유형이 있습니다.

DC 모터 드라이버

DC 모터

출처:Wikimedia commons

DC 모터는 가장 일반적인 유형의 모터입니다. 팬에서 하드 드라이브에 이르기까지 모든 영역에서 공통적입니다. 또한 DC 모터를 사용하여 속도와 방향을 제어할 수 있습니다.

서보 모터 드라이버

서보드라이브

출처:Wikimedia commons

서보 모터는 로봇, CNC 기계와 같이 정밀한 제어가 필요한 응용 분야에 적용할 수 있습니다.

또한 서보 모터를 사용하여 위치, 속도 및 토크를 제어할 수 있습니다.

스테퍼 모터 드라이버

스테퍼 모터

출처:Wikimedia commons

스테퍼 모터 드라이버는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 일종의 전기 모터입니다. 그리고 그것들을 사용하여 속도와 방향을 제어할 수 있습니다.

또한 프린터 및 스캐너와 같이 정확한 위치 지정이 필요한 응용 분야에 적용할 수 있습니다. 또한 이를 사용하여 걸음 수와 방향을 제어할 수 있습니다.

기타 유형:

위의 유형 외에도 다음과 같은 다른 유형의 전기 모터도 있습니다.

디지털 스테퍼 드라이버

디지털 스테퍼 드라이버는 디지털 신호를 사용하여 스테퍼 모터를 제어하는 ​​모터 드라이버입니다.

폐쇄 루프 스테퍼 드라이버

폐쇄 루프 스테퍼 드라이버는 피드백을 사용하여 스테퍼 모터를 제어하는 ​​모터 드라이버 유형입니다.

아날로그 스테퍼 드라이버

Analog Stepper Driver는 아날로그 신호를 사용하여 제어하는 ​​일종의 모터 드라이버입니다.

통합 스테퍼 드라이버

통합 모터 드라이버는 모터 드라이버와 마이크로 컨트롤러의 기능을 결합한 일종의 모터 드라이버입니다. 그리고 이러한 유형의 모터 드라이버는 종종 로봇 공학 애플리케이션에 적용할 수 있습니다.

BLDC 모터 드라이버

BLDC 모터는 브러시리스 DC 모터입니다. 그리고 컴퓨터 하드 드라이브 및 전기 자동차와 같이 높은 토크와 낮은 소음이 필요한 애플리케이션에서 일반적입니다.

BLDC 모터 드라이버는 속도와 방향을 제어하는 ​​데 익숙해지고 있습니다.

DC 모터 드라이버 회로

이 섹션에서는 몇 가지 DC 모터 드라이버 회로를 배웁니다.

트랜지스터를 사용한 DC 모터 드라이버 회로

DC 모터 드라이버 회로

이것은 기본적인 DC 모터 드라이버 회로입니다. 또한 DC모터와 저항, 파워트랜지스터(D880)를 이용하여 동작한다.

H 브리지 서킷

H 브리지 서킷

H 브리지 회로는 DC 모터의 속도와 방향을 제어하는 ​​것입니다. 또한 DC 모터를 양방향으로 구동해야 하는 애플리케이션에서 이 회로를 사용할 수 있습니다.

또한 로봇 응용 프로그램에서 사용할 수 있습니다. 로봇의 방향을 바꾸는 등.

운전자 IC

모터 드라이버 IC는 모터를 제어하는 ​​데 사용할 수 있는 특수 IC입니다. 또한 모터 드라이버 IC는 DC 모터, 서보 모터 및 스테퍼 모터를 제어하는 ​​데 유용할 수 있습니다.

가장 많이 사용되는 모터 드라이버 IC는 다음과 같습니다.

– L293D

L293D는 일종의 H 브리지 드라이버 IC입니다. 또한 릴레이, 솔레노이드, DC, 바이폴라 스테핑 모터 등과 같은 유도 부하를 구동하는 데 사용할 수 있습니다.

– L298N

L298N도 일종의 H 브리지 드라이버 IC입니다. 또한 DC 모터, 스테퍼 모터 및 액추에이터를 구동하는 데 사용됩니다.

– A4988

– DRV8825

DRV8825는 쉽게 작동할 수 있도록 변환기가 내장된 마이크로 스테핑 드라이버 IC입니다. 또한 DRV8825를 사용하여 바이폴라 스테퍼 ​​모터를 구동할 수 있습니다.

모터 드라이버 기능

모터 드라이버 IC의 기능은 다음과 같습니다.

– 모터에 전원 공급

– 모터의 속도와 방향 제어

– 모터 제동

– 과도한 전류로 인한 모터 손상 보호

– 전류 제한 기능 제공

모터 드라이버의 적용

이제 모터 드라이버가 무엇이고 어떤 역할을 하는지 알았으니 가장 일반적인 응용 분야를 살펴보겠습니다.

가장 일반적인 응용 프로그램 중 하나는 원격 제어 장난감입니다. 모터 드라이버는 장난감의 모터를 제어할 수 있도록 마이크로 컨트롤러의 신호를 증폭합니다.

또 다른 일반적인 응용 프로그램은 하드 디스크 드라이브입니다. 여기서 모터 드라이버는 디스크를 회전시키는 스핀들 모터를 제어합니다.

다양한 유형의 컴퓨터 드라이브

프린터에서 모터 드라이버는 공급 모터와 프린트 헤드 캐리지 모터를 모두 제어합니다.

마지막으로 자동화된 조립 기계에서 모터 드라이버는 컨베이어 벨트 모터와 그리퍼 암 모터를 비롯한 다양한 모터를 다시 제어합니다.

모터 드라이버 IC의 이점

다음과 같은 장점이 있습니다.

– 첫째, 마이크로컨트롤러보다 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다.

– 그런 다음 과전류 및 과열과 같은 것에 대한 보호 기능이 내장되어 있습니다.

– 마지막으로 증폭기와 모터 드라이버를 하나의 IC에 결합하여 공간을 절약합니다.

모터 드라이버 IC의 단점:

– 첫째, 비용이 많이 들 수 있습니다.

– 또한 전압 및 전류 정격에 주의해야 합니다.

– 또한 일부 IC는 사용이 어려울 수 있습니다.

이제 모터 드라이버가 무엇인지 알았으므로 프로젝트에 적합한 드라이버를 선택해야 합니다. 매우 다양한 유형의 모터 드라이버가 있기 때문에 이는 까다로울 수 있습니다.

올바른 유형의 모터 드라이버를 선택하는 방법

다음은 모터 드라이버를 선택할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다.

– 사용 중인 모터 유형(브러시 또는 브러시리스)

먼저 사용 중인 모터가 브러시인지 브러시리스인지 확인해야 합니다.

어떤 유형의 모터가 사용되는지 잘 모르겠다면 데이터시트를 살펴보세요.

– 모터의 전압

모터 드라이버를 선택할 때는 정격 전압, 로직 레벨, 기능 및 성능을 고려하는 것이 중요합니다.

모터 전압에 대해 정격이 지정되고 마이크로컨트롤러의 논리 레벨을 처리할 수 있으며 필요한 기능과 기능을 갖춘 모터 드라이버를 선택하십시오.

전압과 관련하여 대부분의 모터 드라이버는 다양한 전압을 처리할 수 있습니다. 예를 들어, L293D는 +36V ~ -36V 사이의 전압을 처리할 수 있습니다. 그러나 사용 중인 전압이 모터 드라이버의 지정된 한계 내에 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 최대 전압을 초과하면 모터 드라이버가 손상될 수 있습니다.

모터 드라이버의 정격 전압이 중요합니다. 대부분의 모터 드라이버는 약 0.65V에서 36V 사이의 전압에서 작동할 수 있습니다.

모터 드라이버의 기능과 기능도 중요합니다. 따라서 애플리케이션에 필요한 기능을 갖춘 모터 드라이버를 선택하십시오.

– 모터의 현재 정격

모터가 소비하는 전류의 양을 처리할 수 있는 모터 드라이버를 선택하는 것이 중요합니다. 충분히 강력하지 않은 드라이버를 선택하면 과열되어 모터가 손상될 수 있습니다. 너무 강력한 드라이버를 선택하면 사용하지 않을 과도한 기능에 돈을 낭비하게 됩니다.

이것은 모터 드라이버가 모터에 제공할 수 있는 전류의 양입니다. 많은 전류가 필요한 대형 모터를 사용하는 경우에는 정격 전류가 높은 모터 드라이버를 사용해야 합니다. 예를 들어, L293D는 채널당 최대 600mA를 제공할 수 있습니다.

-인터페이스

모터 드라이버를 선택할 때 제어 인터페이스도 고려해야 합니다. 이에 비해 가장 일반적인 인터페이스는 H-브리지입니다. 이러한 유형의 인터페이스를 사용하면 모터의 방향과 속도를 제어할 수 있습니다.

다른 인터페이스에는 L293D, L298N 및 TB6612FNG가 있습니다. 이러한 인터페이스는 다양한 기능을 제공합니다.

마이크로컨트롤러와 함께 모터 드라이버를 사용하는 경우 인터페이스의 논리 수준도 고려해야 합니다. 대부분의 마이크로컨트롤러는 많은 모터 드라이버와 호환되지 않는 TTL 로직을 사용합니다.

모터 드라이버와 함께 TTL 마이크로컨트롤러를 사용하려면 로직 레벨 컨버터를 사용해야 합니다.

– 필요한 토크의 양

토크도 고려해야 하지만 스톨 토크도 고려해야 합니다. 모터가 움직이지 않도록 하는 데 필요한 토크입니다.

유지 토크는 부하의 저항을 극복하는 데 필요한 것입니다. 무거운 하중을 이동해야 하는 경우 유지 토크가 높은 모터가 필요합니다.

– 모터가 회전해야 하는 속도

또한 모터의 회전 속도를 고려해야 합니다. 필요한 속도로 모터를 회전시키는 데 필요한 전력량을 제공할 수 있는 모터 드라이버를 선택해야 합니다.

– 모터의 크기와 무게

이것은 또한 모터 드라이버가 모터의 무게와 크기를 지탱할 수 있는지 확인해야 하기 때문에 중요한 고려 사항입니다.

– 모터가 사용되는 환경(실내 또는 실외)

서로 다른 모터 드라이버가 서로 다른 환경에 맞게 설계되었기 때문에 이는 고려하는 것이 중요합니다. 야외에서 모터를 사용할 계획이라면 비바람에 견디는 모터 드라이버가 필요합니다.

– 지출할 의향이 있는 금액

모터 드라이버를 선택할 때 가격도 고려하는 것을 잊지 마십시오. 저렴하고 예산 범위 내에서 모터 드라이버를 선택하십시오.

모터 드라이버를 선택할 때 인터페이스 유형, 정격 전압 및 로직 레벨을 고려해야 합니다. 또한 모터 드라이버의 기능과 기능도 고려해야 합니다. 어쨌든 귀하의 애플리케이션에 가장 적합한 모터 드라이버를 선택하십시오.

H-Bridge란 무엇입니까?

H 브리지는 두 쌍의 트랜지스터를 스위치로 포함하는 일종의 스위치 회로입니다. DC 모터의 역방향 및 순방향 작동은 스위치에 의해 제어됩니다. 대부분의 컨트롤러는 이 형식으로 설계됩니다.

마찬가지로 두 트랜지스터를 모두 켜면 모터가 한 방향으로 회전합니다. 두 트랜지스터가 모두 꺼져 있으면 모터가 작동하지 않습니다. 트랜지스터 쌍은 동시에 켜질 수 있고, 한 쌍은 켜져 있고 다른 쌍은 꺼져 있거나, 둘 다 꺼져 있을 수 있습니다.

그러면 모터가 다른 방향으로 회전합니다. 각 트랜지스터가 켜져 있는 시간을 조정하여 모터의 속도를 높이거나 낮춥니다.

요약

모터 드라이버는 스테퍼 또는 DC 모터를 제어할 수 있는 IC입니다. 대조적으로, 각각의 장점과 단점이 있는 다양한 유형의 모터 드라이버가 있습니다. 일부 일반적인 모터 드라이버 IC에는 L298N, DRV8825 및 TB6612FNG가 있습니다.

모터 드라이버를 선택할 때 모터의 전압 및 전류 요구 사항은 물론 칩의 최대 허용 전력 손실을 고려해야 합니다. 또한 드라이버가 모터에 필요한 스위칭 주파수를 처리할 수 있는지도 확인해야 합니다.

대부분의 표준 MCU는 고전력 모터를 직접 구동할 수 없으므로 고전력 DC 또는 스테퍼 모터를 제어하려면 모터 드라이버를 사용해야 합니다.