(전자회로실험1) PWM을 이용한 LED, 모터 제어 결과보고서

목차

1. 기본이론
1) DC 모터와 서보 모터
2) PWM
3) 서보 모터의 동작 원리
4) 라이브러리(Library)

2. 시뮬레이션 내용

3. 고찰

4. 참고자료

본문내용

1) DC 모터와 서보 모터

모터란, 전력(에너지)을 이용하여 회전운동의 힘을 얻는 기계이다. 모터의 종류로는 여러가지가 있지만, 이번 실험에서는 DC모터와 서보 모터를 중점적으로 다뤄볼 것이다.
DC 모터와 서보 모터의 가장 큰 차이점은 모터의 움직임이다. DC 모터의 경우 전원이 인가되면 한 방향으로 지속적, 연속적으로 회전을 하게 된다. 그렇기 때문에 DC모터는 주로 자동차 바퀴나, 선풍기의 날개 등에 사용된다.
반면 서보 모터는 ‘서보’라는 이름이 라틴어의 Servue(노예)라는 어원에서 나온 단어인데, 일반 모터와 달리 ‘제어’라는 요소가 추가되어 전원이 인가되어도 연속적으로 회전하지 않고 특정하게 지정된 위치까지만 회전을 한다. 또한 360도 회전이 가능한 모델도 있지만 대부분은 180도까지만 회전이 가능하다. 따라서 서보 모터는 주로 CCTV나 로봇 팔 등에 사용되는 모터이다.

2) PWM

PWM이란 Pulse Width Modulation 즉, 펄스 폭 변조를 의미한다. 이는 디지털 신호를 아날로그 신호와 같이 사용하려는 목적으로 사용된다.
아두이노의 경우, 출력신호가 전압이 0V 또는 5V만이 가능한 디지털 신호이다. 따라서 만약 아두이노와 LED를 연결한 회로를 구성한다면 LED의 밝기는 조절하지 못하고 오로지 on/off만 관찰할 수 있을 것이다. LED의 밝기를 조절하고 싶다면 아두이노의 출력전압을 0V와 5V 사이로 만들어야하는데, 이런 경우에 PWM이라는 개념을 사용해 LED의 밝기를 조절할 수 있게 된다.
왼쪽의 그림과 같이, 특정 시간 중에 신호가 1이었던 시간의 비율을 나타낸 것이 Duty Cycle이다. 0% Duty Cycle은 0V의 전압을, 100% Duty Cycle은 5V의 전압을 의미하며, 만약 1의 비율과 0의 비율이 1:1인 50% Duty Cycle 신호라면 2.5V의 전압을 의미하는 신호가 된다.

참고 자료

김경연, 장정형, 박민상 공저, 실험KIT와 함께하는 ARDUINO 입문서 아두이노 완전정복(2판), (복두출판사, 2014), p.76-80, p.86-91