스마트 블라인드 프로젝트 (1)
4월 9일 조모임
작성자 이성은
원래 하려고 했던 목표 :
1.
저번 시간에 블라인드가 픽셀별로 올라와 있는게 오히려 지저분해보이고 별로 예뻐보이지 않을것이라는 의견이 있었다. 그래서 모양만 갖춘 픽셀 블라인드를 만들어봐서 최종 모습을 예상해보려고 했다.
Daniel Rozin 의 Wooden Blind 를 보니 최종모습을 거의 알수 있었다. 굳이 픽셀 블라인드를 만들어볼 필요가 없다고 생각함.
2.
모터 실험
알루미늄 블라인드를 (아주 조금) 뜯어 0.3g 짜리 Micro Actuator 로 들어보았다.
알루미늄 박판 두께 : 0.15mm, 크기 : 2.5mm X 2.5mm
결과 : 3.7V - 70mA : 강하게 잘 들어올린다.
평범한 카드를 잘라 들어보았다.
카드 두께 : 1.5mm, 크기 : 5mm X 5mm 무게 : 약 3g
결과 : 못 올림
얇은 보안카드를 잘랐다.
카드 두께 0.5mm 이상, 크기 : 5mm X 5mm
결과 : 못 올림
2.5mm 알루미늄 블라인드를 두개를 이어서 길이를 두배로 늘리고 Micro Actuator 로
들어보았다.
알루미늄 박판 두께 : 0.15mm, 크기 : 5mm X 5mm
결과 : 3.3V 에서는 못올림.
5V 90mA에서 잘 들어올림, 그러나 액추에이터가 뜨거워짐
알루미늄 박판을 사러 나갔으나 다 금속집이 닫아서 다시 돌아왔다.
상호명 : 중앙금속, 두께 0.15mm 짜리 박판
결론
재료 무게
알루미늄 박판 5mm X 5mm 크기 정도가 5V 이하, 6~7mm 정도의 모터로 돌릴 수 있는 것으로 파악
알루미늄 밀도가 2.7g/cm^2 이므로 무게는 0.015*5*5*2.7 = 1.01g
———— 1.01g 이상의 물체는 작은 모터로 돌리는 블라인드의 재료가 되기 힘듬.
전류 밀도
지금 가지고 있는 모터를 복제하기로함. 그러나 그전에 거쳐야 할 것은 90mA가 허용 전류 이상인가 이하인가 이다.
허용 전류가 넘는 전류가 흐르게 되면 열이 발생하고 코일이 타버릴 수 있다.
코일의 전류밀도를 계산해 봐야 한다.
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퍼온글
코일의 단면적당 흐르는 전류의 밀도가 5 ~ 7 정도가 되면 저항이 적게 받아 모터에 열이 적게 발생합니다.
(모터의 온도를 내리려고 집중하다 보면 적정한 코일보다 더 굵은 코일을 쓰게될 소지가 있습니다)
코일의 단면적당 흐르는 전류의 밀도가 11~ 20 정도가 되면 저항이 많이 받아
모터에 열이 많이 발생하게 됩니다.
(모터에 별도의 냉각팬을 달아 발생하는 열을 식혀줘야 합니다. 그렇지 않으면 모터가 소손될 위험이 있습니다)
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만약 전류밀도가 너무 높으면 코일 전선의 두께를 더 두꺼운걸 쓰면 된다. 그러면 단위부피내에 감는 횟수가 줄어드므로
자력이 약해질것이다. 그러면 더 많이 감으면 될 듯한데 확실하진 않다. 현재는 43AWG~44AWG로 추정되나 정확히는
다시 측정해봐야 한다.
http://www.seymourduncan.com/forum/showthread.php?220823-43-V-42-AWG-output
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일단 현재 Actuator의 Dimension을 측정하고 이에 맞게 모터 하우징을 제작하기로 했다. : 김상기
모터의 크기가 너무작아서 창의실에 있는 FDM 프린터로는 원하는 공차를 맞출수가 없다.
더 정밀한 3D 프린터가 필요하다. 예약만 하면 공짜로 쓸 수 있는 곳이 몇군대 있다.
1.대학로 콘텐츠코리아랩2층 pro1200 https://www.ckl.or.kr/ckl/main/main.do
2.판교 창의디바이스랩 3d systems hd 3510 http://www.devicelab.kr/html/main/index.asp
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전류 공급 ( 파워서플라이 & 드라이버)
코일 하나당 90mA로 계산했을때 256 개의 코일은 23A가 나온다. 전체는 115W 정도가 된다.
안전하게 1.2A로 계산하면 30A, 150W 정도
220V AC 전원을 DC 전원으로 변경하는 AC-DC 컨버터 필요.
보통 핸드폰 충전하는 컨버터 5V 2A 가 10개이상 필요하단 뜻.
밑에 링크같은게 3개이상 필요
8개당 0.72A가 필요하다.
드라이버
아두이노 하나당 8채널 1A이상 단방향 드라이버 필요 ->MOSFET / L293d등 다양한 부품이 존재.
소형화해야하고 가격을 적게 하려면 부품을 사서 회로 만들어서 납땜하는게 가장 싸게 먹히나 귀찮음.
<참고>
https://www.adafruit.com/product/807
http://playground.arduino.cc/Learning/SolenoidTutorial
앞으로 해야할 일
모터 하우징 설계, 제작 - 김상기
영구자석 구매
전류밀도 계산, 코일 전선 두께 결정 - 이성은 (http://m.cafe.daum.net/lachel/Fzwy/71?q=공학단위환산&)
코일 Bobbin 제작 (http://www.classic-coil.com/classic-coil/bobbin-design.htm)
Bobbin - 코일 감는 도구