2010년 10월 5일 화요일

아두이노 모터 테스트 (H-bridge)


묵직한 모터를 하나 얻어서 아두이노를 사용해 돌려 보았습니다.


아두이노에서 PWM 두 핀(11, 10)과 GND만으로 독립된 전원의 묵직한 모터를 이리 저리 돌려 볼 수 있습니다.


보통의 DC 모터는 접점이 두 개 있습니다. 한 방향으로만 돌리려면 MOSFET을 하나 써서 모터용으로 독립된 전원을 드라이브 해 주면 되지만, 양 방향으로 움직이게 하려면 H-bridge라는 회로 구성이 필요합니다:



회로에서 보다 싶이 MOSFET이 네게 들어가고, MCU(아두이노)에서의 입력 I_A, I_B에 따라, 모터로의 출력 M_A, M_B의 극성이 바뀌게 됩니다.


예로, I_A를 HIGH I_B를 LOW로 두면, MOSFET U$1, U$4 가 열리면서 돌고 반대로 하면 U$2, U$3이 열리면서 반대로 돌게 되죠. 회로가 생긴게 H 모양이라 H-bridge라고 불려요.


또한 엔간한 모스펫은 일반 tr과 달리 흘릴 수 있는 전류가 10몇 A나 되기 때문에 묵직한 로드를 드라이브 하기 좋습니다.


이렇게 묵직한 전원을 다룰 때는 MCU에 영향을 받지 않도록 전원을 분리해 주는게 좋습니다. 옵토커플러를 사용해 분리해 봤어요.



가장 왼 쪽의 세 핀이 아두이노에서 나오는 핀들(PWM1, GND, PWM2)인데, 보다싶이 옵토커플러를 경계로 완전히 전원을 분리할 수 있습니다.



다음 링크에서 회로도와 아트워크를 다운 받으실 수 있습니다.



묵직한 로드(A)가 걸린다는 것은 다시 말해 열이 난다는 이야기 인대, 4개의 MOSFET중 한 번에 두개씩만 켜 지니까 더 넓은 방열면적을 사용하려고, 방열판들을 붙여서 나열해 봤는데...


생각해 보니 방열판을 따라 MOSFET들이 쇼트될 수가 있네요, 위 프로토 타입의 사진에서는 절연시트를 사용해 방열판과 MOSFET이 서로 쇼트되지 않도록 분리해 주었습니다.


물론 이대로 잘 돌긴 하는데... 모터 하나를 돌리기 위해 필요한 부품들이 적은 편이 아니라 보통은 적당한 모터드라이버 IC를 사용하더군요. 괜춘한 모터 드라이버는 비싸지만, 단 하나의 IC로 저 뭉탱이를 대신할 수 있다는 장점이 있으니까요. :)