20년전에 산 망원경에는 2개축을 움직이는 스텝모터가 있습니다.
3차원 공간에 살지만 2축만 있어도 잘 돌아가니 신기하지 않아요?, 하긴 촛점을 위해서 한개의 축이 더 필요하지만.
1축 스탭모터는 두루두루 필요합니다.
모터 포커스를 위해서도 그렇고,
극축만 잘 맟추어 놓으면 정경만 돌리는 적도의에도 사용할수 있고,
카메라등 작은 광학기기를 올려놓을수 있는 요즘 비싼 Toast-pro 같은 것과도 비슷하고.
모터 포커스용으로 거리(이동각) 표시용 디스플레이는 추가로 달면되고,
하루에 한바퀴만 조금씩 다르게 돌게 (달,별,해) 해서 피기백으로 쓸수도 있고.
여기까지는 쉽지만, 지금부터는 조금 계산이 필요.
스텝모터는 콘트롤러가 모터에 전기신호를 줘야 모터가 조금씩 위치를 바꿉니다.
돌기위해서는 전기신호가 규칙을 가져야 하며, 다까하시의 em2/2s/p2z 스텝모터에는
약 20msec 간격으로 서로 다른 신호가 공급됩니다. 20msec 의 간격으로 공급하면
스텝모터 이후의 기어비율로 항성시로 돌게됩니다.(20msec가 아니고 19.945msec입니다)
em2/2s/p2z 에 사용되는 스텝모터는 24스텝이라고 쓰여있고, 모터에 부착된 감속비는
1/500 이라고 되있고, 이 감속된 축은 또 2.5배로 감속되는 기어로 물려있고, 적경축에는 또
144개의 원이빨이 있어서 144배 감속됩니다.
0.02초의 간격으로 24스텝을 돌리고 500번 감속후 2.5배 감속, 또 144번 감속을 하니까
적경축이 1바퀴가 돌려면 0.02 x 24 x 500 x 2.5 x 144 = 86400 초가 필요합니다.
86400 초를 60나누고 또 60나누고 또 24를 나누면 1이 됩니다. 즉 하루에 1바퀴도는 겁니다
시계를 만들던지, 태양을 보고 싶으시면 적도의에 20msec 신호를 만들어 넣으시고, 별을 보려면(항성시)
19.945mesc 른 만들어 넣으시면 됩니다.
24스텝의 모터가 0.02초 간격의 신호를 받게되니 1초에 50번의 전기신호를 받게됩니다.
1/500 감속기어가 부착되어 있어서 까보지 못하는 모타의 축은 1초에 2바퀴 를 조금 넘게 돌고 있는
샘이 되는 거지요. 1초에 두 바퀴나 도는 힘때문에 6v의 작은 전압과 작은 전류(모터 코일의 저항이 70오옴)임에도
안정되게 추적을 해주는 겁니다. 이 모터에 더 작은 주기의 전기신호를 주게되면 모터는 빨리돌게 되지요.
20msec가 아니라 2msec주기로 신호를 주게되면 10배빨리 돌게되고요. 더 작은 주기로 전기신호를 주게되면
전달하는 에너지의 양이 시간때문에 작아져서(시간x전류x전압) 최소한의 힘을 낼수가 없게됩니다.
그래서 전압을 올리고, 전류를 올리고(코일의 저항을 줄이는 등)해서 최소한의 힘을 냅니다.
모터에서 적경축까지의 기어비를 줄이면 만들기가 편하지만 모터가 움직이는 주기가 짧아지면("짧아지면 -> 길어지면으로 2월1일 정정)"
모터는 툭툭(시계초침 처럼 1초에 한번 이동)힘을 주게되니까 진동이 생기게 되지요.
모터의 전기신호의 주기를 짧게하면 투투투투처럼 모터진동의 힘을 분산하게 됩니다.
요즘 나오는 고가의 스텝모터는 투투투투하면서도 한개의 투안에 수십에서 수백개를 또 짭게 쪼개서
힘을 넣어주기 때문에 진동이 없는 것처럼 느껴지는 겁니다(마이크로 스텝모터라고 합니다, 토스타가
마이크로 스텝구조인지는 모릅니다. 비싸다면 이 방식을 써여 하겠지요)
토스타같은 것을 만들려면 기어비율을 얼마로 해야할까를 고민할때에 스텝모터가 평상시에 얼마의
속도로 돌아야 효율이나 진동이 유리한지를 파악해야 할겁니다.
또 모터 포커스의 경유에도 포커스 노브손잡이가 한바퀴 돌때에 포커스 이동거리가 몇 mm인지를
알아야 합니다. 미동 포커스 손잡이에 부착한다면 미동손잡이가 밀리지 않나를 확인해야하며
미동손잡이의 1회전에 포커스축이 1mm 이동한다고 한다면, 이 1mm 를 스텝모터로 분해해야 하는데,
스텝모터의 분해능은 표에 나와 잇습니다 위의 p2z용 스텝모터(감속기어 없는것)은 24스텝용이기 때문에
1회전 360도는데 24개로 분해가 됩니다. 즉 24스텝의 모터를 사용하면 1mm/24 = 41.67mm 포커스 분해가 "(41.67mm->41.67um로 2월1일 정정)"
된다는 겁니다. 스텝모터에는 24스텝이라는 표기도 있고, 분해각이 1.8도/스텝 이라는 표기도 있습니다.
1.8도/스텝이라고 쓰인 모터를 장착하면 1mm/360 x 1.8 = 5um 의 포커스분해가 되는거지요.
작은 범위의 위치이동에는 백러쉬의 복병이 워낙 큰 문제라서 추가되는 감속기는 비추입니다.
