MG996R 서보 모터: 작동 원리와 실전 응용 분야

모터는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있는 전자 장치입니다. 시장에는 여러 종류의 모터가 있습니다. 여기에는 DC 모터, 스테퍼 모터, 브러시리스 모터, 서보 모터가 포함됩니다. 이 글에서는 서보 모터, 특히 MG996R 서보 모터에 대해 논의하겠습니다. 서보 모터는 전류에 따라 토크와 속도를 생성하는 회전 액추에이터입니다.

그러나 우리의 초점은 올바른 모터 선택과 프로젝트에서의 사용 방법에 있습니다.

배선 구성

MG996R은 3선식 금속 기어 로터입니다. 장치의 각 와이어는 특정 목적을 가집니다. 아래 표는 각 와이어의 설명을 보여줍니다.

와이어 번호	와이어 색상	설명
1	갈색	갈색 와이어는 이 시스템의 접지 와이어입니다. 시스템을 접지시키는 역할을 합니다.
2	빨간색	이 와이어는 모터에 전원을 공급합니다. 보통 4.8V~7.2V 사이의 전력을 제공합니다.
3	주황색	이 와이어는 모터 구동에 필수적인 PWM 신호를 전송합니다.

(서보 모터 벡터 일러스트 이미지)

MG996R 서보 모터란?

MG996R은 금속 기어 디지털 서보 모터입니다. 이 서보는 작은 패키지에 11kg/cm의 높은 스톨 토크를 포함합니다. 보통 많은 가전제품에서 이 모터를 찾을 수 있는데, MG995의 개선된 형태이기 때문입니다. 업그레이드된 기능 덕분에 서보 모터가 더 정확하고 효율적입니다. 이 기능에는 PCB와 IC를 위한 새로운 설계와 충격 방지 시스템이 포함됩니다.

이 장치의 기어 트레인과 모터 드라이브는 센터링과 데드 대역폭을 개선하기 위해 향상되었습니다. 이 구성 요소는 'S' 타입 3핀 암 헤더 커넥터와 30cm 와이어가 패키지로 제공됩니다. 암 헤더 커넥터는 대부분의 수신기에 연결할 수 있습니다.

서보 모터는 프로젝트에 사용하기 필수적인 도구입니다. 약 120° 회전할 수 있으며, 즉 양방향으로 60°씩 갈 수 있습니다. 또한 서보를 제어하려면 라이브러리, 하드웨어 또는 서보 코드를 사용해야 합니다.

마지막으로 이 장치는 다양한 암과 하드웨어가 선택 가능하므로 설정이 정말 쉽습니다.

(전자 부품이 있는 PCB)

MG996R 서보 모터 특징

• 첫째, 모터는 나사와 기어 혼이 포함된 패키지로 제공됩니다.
• 둘째, 서보 MG996R은 무게가 55g에 불과해 가볍습니다.
• 셋째, 장치는 0°~180° 회전합니다.
• 또한 모터는 금속 기어 타입입니다.
• 서보는 충격 방지 및 신뢰성이 높은 더블 볼 베어링 구조입니다.
• 또한 모터의 동작 속도는 0.17초/60°입니다.
• 이 장치는 치수가 40.7×19.7×42.9mm로 꽤 작습니다.
• 이 장치의 일반적인 동작 전압은 +5V입니다.
• 이 모터는 4.8V에서 9.4kg/cm의 작은 토크(일반 토크)를 가집니다. 그러나 이 스톨 토크는 6V에서 최대 11kg/cm에 도달할 수 있습니다.
• 마찬가지로 이 장치는 스톨 전류 2.5A에서 작동합니다. 하지만 운전 전류 중에는 500mA~900mA의 모터 전류를 사용합니다.
• 마지막으로 모터는 0°~55° 온도 범위에서 작동합니다.

(소형 전기 모터)

대체 서보 모터

모든 전자 장치와 마찬가지로 서보 모터에도 대안이 있습니다. MG996R 대신 사용할 수 있는 장치로는 VTS-08A, MG996R 하이 토크 기어, MG90S 메탈 기어가 있습니다.

서보 모터 선택 및 사용 방법은?

올바른 서보 선택 가이드

표준 서보부터 MG996R 서보까지 각 모터는 고유한 특성과 응용 분야를 가집니다. 서보 모터의 올바른 작동을 위해 전원 공급이 높을수록 토크 값도 높아집니다. 그러나 표준 전압은 보통 5V입니다.

또한 거의 모든 서보 모터는 180°로 설정됩니다. 이 설정은 시스템 내 기어 배열 때문입니다. 이 과정은 프로젝트가 반 듀티 사이클을 지원할 수 있는지 확인해야 하므로 중요합니다. 그러나 그렇지 않은 경우 0°~360° 모터를 구하는 것이 좋습니다. 결과적으로 모터를 조정하여 풀 사이클을 제공할 수 있습니다.

(서보 모터)

하지만 모터의 기어는 결국 찢어지고 마모된다는 것을 알아야 합니다. 모터가 자주 작동하는 경우 일반 플라스틱 기어를 선호하여 마모를 방지하는 것이 좋습니다.

또한 토크 값에 관해 많은 선택지가 있습니다. 예를 들어 MG996R의 2.5kg/cm 토크 값은 모터가 1cm 거리에서 매달려 있을 때 2.5kg 무게를 지탱할 수 있음을 의미합니다.

서보 모터 연결 및 사용

올바른 서보 모터를 선택한 후 모터에서 3개의 와이어가 나오는 것을 볼 수 있습니다. +5볼트로 전원을 공급하면 모터가 회전합니다. 전압은 빨간색과 갈색 케이블로 갑니다. 이 두 케이블이 PWM 신호를 주황색 와이어로 전송합니다.

(AC 모터)

아두이노 같은 마이크로컨트롤러나 라즈베리 파이 같은 마이크로프로세서가 PWM 신호 생성을 도와야 합니다. 결과적으로 모터를 작동시키려면 이러한 항목이 필요합니다.

또한 50Hz PWM 주파수 신호로 PWM 주기는 20ms여야 합니다. 이 주기에서 온 타임(On-time)은 1ms~2ms 사이여야 합니다. 이 주기에서 온 타임이 1ms일 때 모터 읽기는 0°입니다. 그러나 온 타임이 2ms에 도달하면 모터가 180°로 회전합니다. 1ms에서 2ms로 온 타임이 변함에 따라 0°~180° 모터 방향을 제어합니다.

(아두이노 같은 마이크로컨트롤러)

응용 분야

• 첫째, 장치가 가벼운 무게를 가지므로 다중 DOF 로봇(휴머노이드 로봇 등)에 사용할 수 있습니다.
• 둘째, 위치 제어를 위한 피드백이 필요하지 않은 로봇에 이 서보 객체를 사용합니다.
• 또한 RC 디지털 서보의 조향 시스템에 이 장치를 사용할 수 있습니다.
• 마지막으로 로봇 공학 엔지니어들은 이 서보를 많은 프로젝트의 액추에이터로 사용할 수 있습니다.

요약

결론적으로 MG996R은 적합한 모터 장치이며 광범위한 응용 분야에서 도움이 될 수 있습니다. 사용법과 이해가 매우 쉽습니다.

MG996R 서보 모터의 작동 원리와 일상 생활에서의 용도를 배우셨기를 바랍니다! 추가 질문이 있으시면 알려주세요. 기꺼이 도와드리겠습니다.