자작 드레멜 및 갈갈이용, DC 모터 속도 조절 및 방향전환 컨트롤러 두번째 버전

- 보완사항 추가-



<다시 만든 DC모터 방향전환 및 속도조절 컨트롤러>


<DC 모터 컨트롤러 처녀작>


얼마전에 드레멜을 만들면서 알리에서 DC모터 컨트롤러를 보고 아답터 케이스에 넣어서 만들면 유용하겠다 싶어 제작했고,
꽤 유용하게 잘 쓰고 있었다.





그런데 드레멜 작업 중 사진 속 MOSFET이 죽어버렸다..
D4184 스펙을 찾아보니 N 채널 모스펫으로 40V 50A의 제품이다.


Gate에 신호전압이 있을 때만 S와 D핀이 도통되는데,,
보통 모스펫이 나가면 내부에서 붙어버리는데 상시 도통되는 경우가 많다.

이 경우 전원 OFF상태에서 통전되어 상시 모터가 돌아버리는 문제가 발생하고 속도조절이 안되는 증상이 발생한다.

일단 구글링을 해보니 요런 타입의 소자가 내부 저항이 많아 열 발생이 많다고 한다.
그래서 고부하 작업시 치솟는 전류가 5A 근처 혹은 이상이 걸려서 온도로 소손되었을 확률이 높고,
그렇지 않다면 장시간 작업에 의한 지속적인 온도에 의해 소손되었을 가능성도 있다.

전자의 경우는 컨트롤러를 고 스펙으로 바꿔야하고,
후자는 방열판을 달아주면 될 것 같다.


그것도 아니라면,,
고속에서 급속하게 방향이 전환되면서,
부하가 급격히 허용범위 이상으로 치솟거나 혹은 역기전력에 의해 고장
날 확률도 있다.
이를 보완하는 회로가 없기에 수동으로 중간단계에서 멈추었다가 속도가 줄어들거나 멈추기를 기다렸다가 전환해주어야 한다.
이 문제는 여전히 남아 있어 고민중이다.


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.
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수리를 위해 알리에서 부품을 다시 주문했고,
같은 셀러의 샵에 다른 컨트롤러가 보여 함께 주문해서 겸사겸사 좀 더 미니미니 버전을 만들어봤다.

이번엔 FET의 고장을 경험한 바 미니 방열판을 추가로 달아주었다.
대신 고부하 작업이 예상되는 경우를 대비하여 5A이상의 스펙을 가진 컨트롤러를 만들어 대치할 생각이다.


5A 퓨즈를 입력단에 달아주고 싶은데 부품이 없어,,
추후 구하게 되면 업데이트할 생각이다.









먼저 새롭게 사용한 컨트롤러 정보는 다음과 같다.



기존 것과 대동소이하지만 이게 3V~35V에서도 동작하고, 기존 것보다 1V 하향 쉬프트 됐다.
요놈은 천원이 넘는다. ^^;;

3V에서 동작한다는 것은 18650 1셀도 일부 컨트롤이 가능하다는 얘기가 된다.




이것은 기존에 사용하다가 망가진 컨트롤러다.


4V~45V까지 동작하고 약간 더 싸!! 천원이 안넘는다.


12V~24V 모터 컨트롤 하기에는 요녀석이 그럭저럭 괜찮은 것 같다.
다만 장기간 과부하가 걸릴시 FET 이 나가버리니 추가 방열이 필요한 것 같다. (추측)




주문한 부품이 도착해서 수리작업에 들어갔다.
기존 컨트롤러를 드러내고  FET에 방열판을 추가로 달아주었다.
이렇게 보니 공개하기 민망한 속마감이다. ^^;;

이 조그마한 방열판으로 조금 더 버텨주길 바랄뿐이다.




역기전력 방지용 다이오드 삽입과 LED 연장

회로 자체에서 다이오드를 찾아볼 수 없어,,
역기전력 방지용 다이오드를 달아주었다.
정/역 방향을 출력단 이후 스위치로 컨트롤 하기때문에 크게 문제는 안될 것 같다.




추가로 상단에 광케이블로 연결해서 회로의 동작상태를 알 수 있게 했는데,,
케이블이 너무 얇아 시인성이 떨어졌다.
해서 기판의 LED를 연장해서 밖으로 빼주었다.





미니미니 컨트롤러



새로운 컨트롤러를 넣고 3s6p 스위치도 조금은 작은 녀석을 사용해 만든 컨트롤러다.
만드는 방법은 기존과 동일해서 과정을 올리지는 않겠고,
아래 연관 글을 참고하면 될 것같다.


사용한 하우징은 12V 500mA 소형 아답터에서 적출한 케이스에 넣었다.

이전과 마찬가지로 다이얼 가변저항을 탈거해서 연장해야 가능한 작업이다.
아래 이전 글 참고!!


방열판 달아준 FET이다.
이녀석도 마찬가지로 FET에 방열판을 달아주었다.

다다익방열판!!








가로 길이가 6.5cm 정도다.



기존에 만든 케이스는 대략 9cm이다.
대략 비슷한 성능에 크기가 1/3이 줄었다.




사용예


Power 쪽 전원은 3V~35V를 입력해야한다.
Motor쪽은 모터와 연결,,
모터의 스펙을 참고해서 적절한 전원을 입력해주면 된다.


컨트롤러의 스펙 이상의 전원을 인가하면 컨트롤러가 망가지고, 모터 스펙이상의 전원이 인가되면 모터의 브러시가 타버린다.
사용할 모터의 스펙을 인지하고 사용하면 될 것 같다.




이게 뭐하는 건지 알 수 있도록 라벨지에 프린트해서 붙여줌



컨트롤러의 스펙도 출력해서 붙여주었다.
이건 꽤 유용하다.








사진 속 자작 드레멜로 드라이버의 쇠를 절단한다던지,
얇은 알루미늄 철판에 구멍을 뚫는다던지와 같은 높은 부하가 요구되는 작업을 종종 했었다.

지금 생각해보면 그와 같은 작업에 사용하기에는 다소 낮은 스펙의 컨트롤러인 것 같다.
여분으로 몇 개 더 준비했으니,, 일단 신경쓰지 말고 더 써보기로 했고,
또 같은 증상으로 망가진다면 고부하 작업 전용의 다른 컨트롤러를 만들 생각이다.

또한, 고부하 작업시 노하우라면,,
모터의 스펙이 허용하는 전압까지 입력 전압을 높혀주면 전류량을 줄일 수 있고 상대적으로 컨트롤러 부하를 줄일 수 있겠다.
사진 속 자작 드레멜의 경우 550모터로 24V까지 허용하므로, 평소 입력 전원을 24V를 사용하면 도움이 되겠다.

DC 모터의 경우 전압에 비례하여 회전수가 높아지고,
전류에 비례하여 힘(토크)가 세진다.





테스트영상


방열판을 달았으니 장시간 부하 작업시 또 망가질지는 두고 볼일이다.
망가지면 또 수리하고,,, ㅎ
그때는 고부하 전용 컨트롤러를 만들어야지 싶다.




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HI!! 궁금한 점은 댓글로 문의주세요~

  1. 한걸음 2019.07.16 22:51  address  modify / delete  reply

    안녕하세요 ~ dc 모터 드라이버로 검색하다 오게되었습니다.
    매우 흥미로운글 잘 봤습니다.

    자작하신다니 내공이 대단하세요 .

    중국의 저렴한 드라이버도 알게 되어 좋네요 .

    좋은 글 감사합니다.

  2. 워킹루어 2019.08.08 03:21  address  modify / delete  reply

    안녕하세요 요새지식도없는 상태로 모터제품하나 만들어준다고 생쑈를하고있는1인 입니다 자작하려고 물어물어 모터 24v1.5a짜리 모터랑 파워서플라이까지 사놓은 상태인데요..문제는 모터(원통형) 와 파워서플(사각형) 의 조합을 조립할 케이스가 마땅이 없어 프레임까지설계해야하는 배꼽이 더커질꺼같은 상황인지라...문의가있는데요 파워서플라이대신 24v1.5a짜리 아답터(시중구매) 를 사용해도되는건가요? 영상에보이는 알리표 속도컨트롤러도 달아보려는데..그럼더 깔끔하게 자작품이 될것같아서요..혹시 알리좌표가능하시면 부탁드리고요..장문의 두서없는글 읽어주셔 감사합니다.

    • Favicon of https://mindeater.tistory.com BlogIcon MindEater™ 2019.08.08 08:40 신고  address  modify / delete

      모터를 사용한 로터리 제품의 용도에 따라 달라질듯 합니다.
      1.5a가 스펙이라해도 초기 구동시 전류가 증가해서 구동이 안될 가능성도 있구요.
      아답터의 허용전류 피크치에 초기 구동전류를 커버할 수 있어도 힘을 받게 되면 2~3배까지 전류량이 늘어날 수 있어 멈춰버릴 가능성도 있습니다.
      구입하신 파써의 용량을 모르겠지만 먼저 파써로 테스트후에 정하시면 될 것 같습니다.
      용도에 따라 전류량을 맞춰야겠지만 DC 모터제품류면 대용량 SMPS를 사용하는 것을 추천합니다.
      충전식으로 구성한다면 고방전 18650이나 폴리머로 3S~5S(직렬연결)로 구성할 수 있겠네요.

      모터 컨트롤러는 위에 알리 부품 사진을 클릭하시면 판매페이지로 여결됩니다.
      감사합니다.