[액션캠 짐벌 제작] 02. 모터 선정

카메라에 사용되는 짐벌에는 보통 BLDC(Brushless Direct Current) 모터를 사용한다.

우리가 일반적으로 볼 수 있는 모터는 주로 Brushed DC(Direct Current) 모터이다.

Brushsed DC 모터는 말 그대로 해석하자면 직류 모터라는 뜻인데, 모터에 전기를 흘려주면 가운데 감겨있는 코일에 전자기적 힘이 발생하고, 이 전자기적 힘이 자석의 자기장과 상호작용하면서 회전하는 구조이다.

하지만 모터에 직류전원이 들어온다면 전자기적 힘이 한쪽으로만 작용하기 때문에 한쪽 방향으로 고정되어 있을 것이다.

그래서 모터 안에 브러시(Brush)라는 것을 추가하여 모터가 회전하면서 코일에 흐르는 전류의 방향이 계속 바뀌도록 만든 것이 Brushsed DC 모터이다.

하지만, Brushsed DC는 브러시가 계속 회전하면서 닿아있으므로 동력의 손실과 소음, 그리고 브러시의 내구도 문제가 있다는 단점이 존재한다.

그래서 만들어진 것이 바로 BLDC 모터이다.

BLDC 모터는 Brushed DC 모터의 단점인 내구성, 동력손실, 소음 등을 보완하기 위해 만들어진 모터이다.

[영상 : BLDC 모터 작동]

BLDC 모터는 코일이 회전하지 않고 자석 부분이 회전하게 제작된다.

이에 따라 더 센 토크, 적은 소음, 빠른 회전 속도 등의 장점을 가지게 되었다.

하지만, 자동으로 전류의 방향을 바꿔주지 않기 때문에 외부에서 전류의 방향을 바꿔주는 장치, 바로 ESC(Electronic Speed Controller)라는 장치가 필요하다.

ESC는 BLDC모터의 3개의 극에 차례대로 전류를 흘려주어 원활한 회전을 하게 해주는 장치이다.

Brushed DC 모터는 회전 속도를 조절할 때 전압을 조절해서 낮은 전압에서는 토크가 낮아지는 단점이 있지만, BLDC 모터는 전류 방향이 바뀌는 타이밍을 느리게 하면 모터의 속도를 줄일 수 있어 감속에 따른 토크 손실이 없다.

그래서 주로 빠른 속도와 속도 변화에 따른 토크 저하가 없어야 하는 드론이나 짐벌 같은 곳에 많이 사용된다.

모터를 고를 때에는 짐벌에 사용되는 모터인지, 드론 등의 빠른 회전력을 필요로 할 때 사용되는 모터인지 알고 구매해야 한다.

일반적으로 드론에 사용되는 모터는 폴(Pole, 코일이 감긴 곳)의 개수가 적고 권선(코일을 감은) 횟수가 많다.

따라서 적은 횟수의 전류방향의 변화로도 빠르고 강한 힘을 낼 수 있다.

반대로 짐벌은 좀 더 정확한 컨트롤이 필요하기 때문에 폴의 개수를 늘려 더 정밀하게 움직일 수 있게 제작되었다.

모터는 알리익스프레스에서 Ipower 사의 GBM3506H-130T라는 모델의 브러시리스 모터를 3개 구입했다.

도착한 모터의 모습이다.

티엠