Multi-strip Film Feeder 제작 - 동력 전달을 위한 모터 선택

인포라드는 비파괴검사 분야에서 생산되는 아날로그 X-ray 필름을 디지털화 할 수 있는 X-ray Film Digitizer를 제작 및 제공하고 있습니다.

기존의 스탠드형 Digitizer용 Feeder의 경우 필름을 Feeder에 올려 놓으면 중력의 힘에 의해 필름이 Digitizer로 들어갔기 때문에 따로 동력이 필요하진 않았습니다.

하지만 평판형 Digitizer의 경우 필름을 Feeder에서 Digitizer의 센서 영역으로 자동으로 옮기기 위해서는 동력이 필요합니다.

만약 이 작업을 수동으로 하게 되면 대량의 필름을 한꺼번에 처리할 수 있는 Multistrip Film Feeder을 사용하는 이유가 없어지기 때문입니다.

이번 시간에는 평판형 Multi-Strip Film Feeder 제작에 사용될 모터 후보 중 2가지 모터에 대해 알아보겠습니다.

BLDC(Brushless DC Motor)

BLDC 모터는 Brushless DC 모터의 줄임말로 19세기에 발명되었으며, 직류전동기와 비슷한 출력 특성을 가진 동기전동기의 일종입니다.

DC 모터는 도선이 자기장 안에 있을 때 받는 힘인 전자기력에 의해 토크를 얻으며, 브러시라는 부분이 도선과 닿는 부분이 수시로 바뀌며 돌기 때문에 회전 방향이 유지되며 빠른 속도로 돌 수 있습니다.

이때 가만히 있는 부분을 고정자(Stator)라고 하며, 돌아가는 부분을 회전자(Rotor)라고 부릅니다.

하지만 브러시가 맞닿은 채로 돌아가기 때문에 마모되기 쉽고, 스파크의 원인이 되기도 하며, 모터 종류에 따라 하드웨어적 성능이 달라 정밀하게 속도를 제어하는데 어려움이 있습니다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도선이 맞닿아있지 않아도 토크를 만들어낼 수 있고, 더욱 쉽고 편하게 제어가 가능한 BLDC 모터가 만들어졌습니다.

BLDC 모터가 사용된 팬

출처 : Wikipedia

https://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_DC_electric_motor

BLDC 모터는 고정자에 코일이, 회전자에 영구 자석이 붙어있습니다.

Brushless 라는 단어 그대로 브러시가 없어 접촉면 존재하지 않기 때문에 무소음으로 고속 회전이 가능한 모터입니다.

일반 모터에 비해 오래 사용해도 소음이 늘거나 성능이 떨어지지 않으며, 정밀한 속도 제어가 가능하고 에너지 효율이 높아 경제적인 장점이 있습니다.

컴퓨터에서 사용하는 무소음 쿨러와 같이 소음을 내지 않기로 유명한 모터로, 하드디스크 및 시디롬의 고속 회전에도 BLDC 모터가 사용되고 있습니다.

하지만 모터 드라이버를 설계 및 제어하는 것이 DC 모터에 비해 어려우며, 영구 자석을 회전자로 사용하기 때문에 가격이 비싼 것이 단점입니다.

스테퍼 모터

출처 : Wikipedia

https://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor

스텝 모터 또는 스테핑 모터라고도 불리는 스테퍼 모터는 펄스(Pulse) 입력에 의해 동작하는 일종의 디지털 전동기입니다.

앞서 언급한 BLDC 모터는 DC 전압이 단자에 적용될 때 지속적으로 회전하지만, 스테퍼 모터는 일련의 입력 펄스를 순서대로 부여함으로써 회전하는 모터입니다.

회전 각도는 주어진 펄스 수에 비례하며, 회전 속도는 입력 펄스 신호의 주파수에 비례하는 것이 특징입니다.

스테퍼 모터의 구조에 따라 차이는 있으나 최소 단계별 각도 1.5º까지 정밀하게 제어할 수 있습니다.

특정 센서 없이 어느 정도 각도 제어가 가능하기 때문에 각도 제어가 필요한 초보자들이 많이 사용하는 모터들 중 하나고, 프린터에서도 스테퍼 모터를 사용합니다.

하지만 속도 제한이 있어, 규격마다 다르지만 일정 속도 이상이 되면 돌아가지 않는다는 단점이 있습니다.

인포라드는 X-ray Film Digitizer 제품을 제공할 뿐만 DICOM/DICONDE 소프트웨어와 장비를 구매하지 않고 X-ray Film을 디지털화 할 수 있는 X-ray Film Digitizing 서비스도 제공하고 있습니다.

비파괴검사 분야의 데이터 관련 문의는 아래의 링크를 참고하시기 바랍니다.

출처