모터토크와 전압강하

모터의 토크란 모터가 회전하는 힘을 말한다.

이 힘은 전류량에 따라 비례한다.

즉 전류량을 알 수 있다면 모터의 토크를 알 수 있다.

전압은 전위차가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르게 하는 성질이다.

전압은 저항을 지나치면서 모든 에너지를 소모하게 되는데

이렇게 전압이 줄어드는 것을 전압 강하라고 한다.

전압강하는 옴의 법칙 V = IR의 공식을 따른다.

전압강하의 성질을 잘 이용하면 위에서 정리한 모터의 토크를 알 수 있다.

다음과 같이 모터를 설치한다.

모터와 파워 서플라이의 그라운드 사이에 R025 즉 낮은 저항을 설치한다.

12v 모터내 저항을 지나 센스 저항을 지나가면서 전압강하로 인해 전압 차가 발생한다.

오실로스코프를 통해 센스 저항 앞부분에 프로브팁을 두고

파워서플라이 GND 쪽에 오실로스코프의 GND을 연결하여 그 사이에 전압을 측정한다.

모터가 회전하기 시작하면 전압이 측정되기 시작하는데 이때 모터의 토크를 올리기 위해 모터 축을 잡으면 오실로스코프 측정 전압이 변한다.

저항은 아주 낮은 수준으로 두어 전압강하를 아주 미미하게 내지만 이 저항을 통해 전류량이 얼마나 변하는지 알 수 있기 때문에 이 저항을 센스 저항이라고 할 수 있다.

V = IR을 이용하면 ( R은 고정 값 )

모터 축을 잡아 모터 토크가 증가하면 I값이 증가하게 된다.

이때 센스 저항을 통해 전압이 변화하게 되는데 이 차이가 토크가 증가하는 양임을 알 수 있다.

CPU와 연결하여 ADC 값으로 확인할 수 있다면 모터 토크가 어떻게 변하는지 실시간으로 확인하여 특정 동작을 만들 수 있다.

이를테면 모터가 어딘가 부딫혀서 모터가 멈춰야하는 상황

혹은 모터가 중력으로 인해 토크가 부족한 상황에서 실시간으로 조정해줘야 하는 상황

등이 있다.