그동안 잘 지내셨습니까?

이유 없이 그런... 약간의 감정 기복이 생기는 것 같아요. 갱년기 증상인지 뭔지... 저도 가끔 그런 것 같습니다. 그리고 오로지 남성만을 향해 외치는, 이런 저런 TV 약 광고를 흘깃 보게 되더군요. 하하~

가족과 함께가 아니라... 혼자서 차를 몰고, 목적지 없이, Alone하게, 갈림길에서는 즉흥적으로, 1박 2일 주말 드라이브를 다녀오시는 것은 어떻습니까? 가장의 아주 소박한 일탈...

저는 태백 탄광촌 방문을 늘 꿈꾸고 있습니다. 아마... 20년째.

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1) 팸플릿의 소비 전력 표기는 내장 배터리를 충전할 때의 어댑터 전력으로 보입니다. 모터가 소비하는 전력이 아니고요.

2) 그런데 내장 배터리에 대해서는, (모터 전압의 언급 없이) 10분간 350mA를 흘릴 수 있다고 되어 있네요? 말이 그렇고... 5분간 0.7A를 흘리거나 1분간 3.5A를 흘리거나... 같습니다.

3) 모터는 초기 기동 시에 A 단위의 Peak 전류를 소모할 것이겠죠? 1~2초 후 운용 중 상태가 되면서 더 낮은 전류를 소모할 것이고요. 너무 작다고 생각하는 0.35A는 아닐 것입니다.

4) 잘은 모르지만, 초기 기동 전류 = 운용 중 전류 x 2 이상 정도의 개념을 정의하고...

이상 전제에서 생각해 보면,

1) 사용자가 ON 버튼을 누를 때만 기동 전류나 운용 전류가 흐릅니다.

2) 모터는 전압보다는 전류 종속적인 장치입니다. 전류-자기장의 관계식에 의해서.

그러므로 전류를 적절히 제한하는 것이 좋을 듯한데요. 전류 제한 저항이나 전류 제한 회로를 부가하여...

그런데,

갖고 계신 것은 큰 다이오드 밖에 없으니, <전압 제어에 의한 간접 전류 제어> 개념으로 리튬 배터리 전압과 모터 구동 전압의 차이를 메꿀 수밖에 없겠습니다.

2개 직렬 리튬 배터리에서, 공칭 7.2V는 최소 유지 조건이니 그렇고... 완충 시 4.2V x 2 = 8.4V일 것이며 각 다이오드에 걸리는 전압 강하를 0.6V x 4 = 2.4V 정도로...

그러면 (7.2V + 8.4V) / 2 = 7.8V라는 평균 전압에서 의도한 다이오드 차감분 2.4V를 빼면... 약 5V가 모터 공급전압이 됩니다.

물론, 말씀하신 그대로. 네. 그렇게 돌아갈 것 같습니다. 소모 잔류는 모터의 두 가지 동작 조건과 배터리 공급 전류 사이에서 타협이 되겠네요.

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다이오드가 없을 경우로서,

갖고 계신 파워서플라이로 적당한 전압을 설정하고 모터 기동 시와 운용 중 전류를 확인해 보신 다음에, 혹시 부품 통에 있는 시멘트 저항 중 높은 값의 것을 쓰는 방법도 있겠네요. 이게 전류 제한에는 더 부합하는 것으로서... 전류량에 따라 차감 전류가 그때 그때 종속적으로 변한다는 점에서는 직렬형 대용량 다이오드를 쓰는 것과는 상황이 다릅니다.

뭐... 이것을 <전류 직접 통제>라고 해두고... <전압 통제에 의한 전류 간접 통제>이든 <전류 직접 통제>이든 서울만 가면 되지요.

^^

p.s. 먼저, 파워서플라이 5V 기준 모터 소모 전류를 확인해 보시지요? 그 다음에 두 방법론 중 하나를 취사선택하는 것도 합리적일 듯 합니다.

첨언입니다.

○ 집에 있는 청소기 세 대의 과거 상태를 종합해 보면,

"가정집 청소기는 고장 날 것이 없다, 냉장고 만큼 오래 쓸 수 있다"
"고장 나는 사유는 대부분, (DIY에 관심이 있는 누구든 조치할 수 있는) 노후 필터 문제이거나 노후 관로 문제이거나... 더 흔할 것이라고 예상하는 카본 브러쉬 마모이다"
"배선용 와이어가 달린 사각 카본 브러쉬는, 알리익스프레스에서 1조 몇 천 원이다, 서비스 센터는 당연히 부품 재고 없음에, 어떤 것은 같은 기능의 단품으로... 오리지널품이 8만 원. 그러면... 욕구가 없어서 버리게 된다"
"제작사는 소비자가 버리는 것을 원한다. 언제나!"

○ 드릴용 배터리는 지구 온난화를 촉진하는 몹쓸 존재로... 프린터 싸게 팔고 잉크 비싸게 받는 비즈니스 모델에 휘말리는 것과 다를 게 없다는 생각입니다. 이 세상은 참 지겹죠. 그러므로,

김정근 님처럼 어떻게든 DIY로 살려서, 더 오래 쓰는 게 가장 합리적인 방안이라고 생각합니다. 아니면 유선으로 개조를 하거나요.

의료서비스가 아주 미약한 시대에는 평균수명이 40~45세 정도라고 했습니다.
그런것에 비하면 매우 감사하게 살아야 하지요 ,
더 욕심을 내서 100세를 바라보고 있으니, 몸에서 슬슬 준비하라는 신호가 아닌지 모르겠습니다 ^^;;

조언을 주신데로,
파워서플라이에 연결하고 전압과전류를 확인해 보니,
최대 5A가 한계치인 서플라이로는 측정이 불가한듯 합니다.
다른 청소기(회사에서 사용하는)를 뜯어 밧데리 전압을 재어 보니 5.7V 정도 나옵니다.
그러면 옴의 법칙을 이용해서
저항을 구해보면 R=(7.8V-5.7V(?))/5 = 0.42옴 을 달면 되는지요?
분명 배우기는 했는데 ,
아직도 잘 모르겠네요 ㅎㅎ(저항은 몇가지는 있는데 있는것을 잘 활용해 보려합니다.)
참고사진도 첨부하오니 한번 살펴 봐주시기 바랍니다.

참고로,
신제품 살펴보니 BLDC모터채용까지 한것이 6만원정도 하네요,
밧데리는 당연히 리튬이온에 충전은 스마트폰 충전기의 방식인 C타입이고,
부품을 준비했으니, 고고씽 해봅니다^^

Attachment : KakaoTalk_20240206_120810008_02.jpg

사진더 첨부드립니다.

Attachment : KakaoTalk_20240206_120810008.jpg

* 모바일 열람 중이라... 나중에 다시 글을 쓰겠습니다.

5A/3.7V는 모터 초기 기동 시의 상태값이 아닌지요? 맞다면...

피크점을 지나고 몇 초 후 모터 정상 회전 중에 파워서플라이 전압 5볼트에서, 전류 제한 Knob을 직은 쪽으로 돌려서, 전압이 5볼트로 상승하고 거의 그대로일 때의 전류가 얼마인지 알 수 있을까요?

그렇게 가늠한 전류가 (예) 2~3A 이하이면, 그러면서 전압이 대략 설정해 둔 5V에서 머문다면, 그것을 가지고 모터 소모 전력과 타겟 전류를 가늠하는 게 좋을 듯합니다만...

p.s. 파워서플라이 전류 최고치는 흔히 5A이고 김정근 님께서 5V를 설정하셨으니까 5V x 5A = 25W 에너지만 공급하는 것으로 제한을 둔 것이 됩니다. 모터가 기동 시 5A를 초과하는, 살짝 과하게 전류를 소모하면 25W 제한이 깨지니까 전압이 -1.3가 된 것이니까... 전압도 제한하고 전류도 제한하면서 적당히 모터가 돌아가는 시점의 전력을 파악하고자 함입니다.

그러면, 그다음이 쉬우니까요.

모바일에서 ㅎㅎ
감사합니다.
파워서플라이에서 초기 기동후 가동하면서 5A/3.7V가 계속 유지됩니다.
7V 전압을 올려도 마찮가지인듯 한데, 모타가 탈까봐 잠깐만 해보았습니다.
위의 사진중 회사에서 구동하는 청소기는 거의 6V가 되니 30W는 넘는듯 싶기도 합니다.
파워서플라이 구형(2대가 있슴)에는 전혀 기동조차 못하더라구요.
모타를 보니, 충전드릴에 사용하는 모타와 거의 비슷하게 생겼습니다.
한달전 블랙데커 충전드릴 밧데리를 리튬이온(12V)으로 바꾸고, 몇일 쓰다가 모타에서 불이나
사망했습니다 ㅠㅠ
쉽게 갈길을 ㅎㅎ
정말 어렵게 가는것 같기도 합니다^^

저는, 아래 그림에 대해서 대화 중이라고 생각하고 있습니다.

○ 가벼운 포터블 청소기라고 우습게 봤나 봅니다. 5A/3.7V가 상당한 전력이기 때문에 그것이 Peak 값일 것이라고 간주했는데... 안정 상태에서도 그렇게 많이 흐른다면, Peak치는 더 컸겠네요.

○ 아무튼,

1) 현재 상태의 DC 모터는 단락에 가까울 정도로, 거의 무아지경에서 주면 주는 대로 무한의 전류를 받아먹고 있습니다. 그것을 다르게 해석하면, 그동안 모터의 과식을 적당히 제한했던 것은 그저... 배터리가 건넬 수 있는 에너지의 최대치였던 것이지요?

2) 이쯤에서, 4.8V/SC 타입/1.5A라고 적힌... 아? 하연색 Pack이 구품인가요? 맞다면, 대체할 회로의 기준 전류를 1.5A로 계산하는 것도 좋겠습니다. (<-삭선 기능이 없으니... 4.8V/1500mAh는 4.8V를 유지하면서 한 시간 동안 1.5A를 흘릴 수 있다는 것이니 2.4V에 30분만 쓰겠다면 더 많은 전류를 흘릴 수 있는 것이지요. 흔히 NiMH/Ni-Cd가 그러합니다.)

3) 그게 아니라면... 아후~ 아무리 생각해도 5A는 너무 많습니다. 절반... 2A 정도로? 아니면 3? 4?

4) 만일 2A라면,

- 리튬 완충 상태를 8.4V, 공칭 전압으로 7.6V이니까 그냥 8V로 가정합니다.
- 8V - 3V = 5V에, 2A를 흘리는 것이고, 3V / 2A = 1.5오움인데요. 앰프 출력부에 쓰이는 0.5오움 시멘트 저항 3개를 직렬로 달아주는 것과 같겠고요. 제한 저항이 소모 전력이 2A x 3V = 6W인데, 시멘트 저항이 그런 정도일 것이니... 별 탈은 없을 것 같습니다. 혹시 부품 통에 더 높은 값이 있어서 병렬 연결하신다면, 전류가 분기되니까 더, 더 충분할 것이고요.

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보여주신 대규격 정류 다이오드로 전압을 낮출 수 있습니다. 다만, 그 다이오드가 워낙에 큰 전류를 마음껏 흘릴 것으로 보이고... 마침 모터가 거의 밑 빠진 독이므로... 물론, 그 경우에도 새로 장착되 리튬 배터리가 공급할 수 있는 최대 전류에서 어떤 타협점이 마련되겠군요. 방전 전류가 너무 과하면, 차징 보드에서 알아서 Cut-Off 할 것이지요? 그런 기능이 들어있다면요.

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종합하자면,

Case A) 평균전압 8V 리튬팩 2A급을 상정하고 1.5오움 내외의 전류 제한 시멘트 저항을 쓰거나. 이후 모터 도는 게 시원치 않으면 저항을 하나 제거하고...
Case B) 대전류 다이오드 4~5개 정도를 직렬로 붙여서 전압을 5V 정도로 적당히 낮추되, 이후 과전류 제한은 리튬 팩이 알아서 처리하는 것으로. (갖고 계신 차징 보드의 방전 전류는 확인해 보셔야겠습니다)

그리고... 네... 더 보수적으로... 비싼 배터리 팩 등을 주문하시기 전에,

갖고 계신 파워 서플라이의 전압 설정 & 전류 제한 설정 Knob을 적당히 조작하고 갖고 계신 다이오드 또는 저항 부품을 임시로 연결하여 가볍게 시뮬레이션/확인을 해보시는 것은 어떨까 합니다.

안녕하세요,
위의 방법으로 테스트 해 보았습니다.
기존 밧데리 팩으로 측정을 해보니 전류가 최대치가 되는듯 합니다.
밧데리 셀이 개당 1.5A이니 4개 직렬 6A 로 풀스윙? 로 생각이 들기도 합니다.

말씀하신데로 컨트롤 장치는 오직 모타가 밧데리의 힘으로만 조절되는듯 합니다.
저항을 1.5옴 연결하니 그야 말대로 열이 어마어마하면서 모타는 천천히 돌고(이때는5V/ 2.5A 정도)
전압을 올리면 (8V/ 4~5.0A)가 됩니다.
사진의 전력계에서는 22W가 되니 이 모타의 소비전력은 22W~27W가 되는셈인것 같습니다.

그러면 여기서
리튬이온 밧데리 셀당 3.5A *2 = 7.0A 라 치면 단순히 이 밧데리가 최대 8V*7.0A =56W

그러면 계산이 어떻게 되는지 헷갈립니다.
전류를 1~1.5A 정도만 제어하면 되는데 그러면 저항은?
어떻게 될까요? 생각에는 10W 정도의 저항이 필요할듯 싶기도 하구요??^^

Attachment : KakaoTalk_20240207_121916426_01.jpg

와~ 포터블 전력계도 갖고 계시는군요. 대단하십니다. ^^

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저항이 뜨겁다는 것은... 손가락 체감한 것이므로, 더 뜨거워도 될 듯... 그럴까요? 종종 사람이 감지하는 것보다 실제 W가 낮으니까요.

아무려나 김정근 님 실험의 결과를,

1) 5V, 2A 수준에서는 모타가 너무 천천히 돈다
2) 8V로 전압을 올렸더니 (1.5오움 저항이 연결된 상태에서) 4~5A가 흐르고, 모터가 잘 돌아가더라.

로... 해석해도 되겠습니까? 저항 발열 이슈만 아니라면, 현재 조건으로 가도 되는 것이지요?

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파워서플라이 8V + 1.5오움 + 4~5A 조건으로 모터가 잘 돌아갔고 전력계로 측정해 보니까 약 22W~27W... 그러면 대충해서 2시간 동안 힘차게 돌릴 수 있겠네요. 역시 구품 Ni-Cd보다는 강력한 리튬 팩이군요.

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1.5오움 전류 제한 저항에 흐르는 전류가 최대 5A였고... 전력(W) = 전압 x 전류이므로, 시멘트 저항의 W 수는... (8V - 5V(=아까 그렇게 적으신 것으로 이해) = 3V) x 5A = 15W가 됩니다. 이 정도면 손가락으로 만졌을 때 매우 뜨겁다고 느낄 정도입니다.

오디오 앰프의 시멘트 저항은 DC가 아닌 순간 순간 변하는 피크성 AC이기 때문에 상대적으로 W수가 작아도 됩니다, 반대로 이 청소기 모터의 경우는 DC가 끊임없이, 마치 가래떡처럼 흐르기 때문에 발열이 심하다고 체감하게 되는 것이지요.

갖고 계신 부품 통의 것으로...

여유를 둔 20W급 1.5오움을 만들 수 있을까요? 예를 들어, 10W급 3오움 저항을 두 개 병렬로 연결하면, 저항값 1.5오움에, 버틸 수 있는 W는 곱하기 2가 됩니다. 전류가 분기해서 흐르니까 단위 저항의 발열 부담은 1/2가 되니까요. 아? 5A가 흐른다니... 굵은 일반 전선으로 와이어링을 해야겠네요

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"전류를 1~1.5A 정도만 제어하면 되는데 그러면 저항은?"에 대해서는,

1) 잠시 모터를 단락 부품과 같다고 가정하겠습니다. 즉, 0오움 = 일반 와이어 간주.

2) 그것에, 1.5오움이 중간에 있는 8V/7A 리튬팩을 그대로 물리면요... 8V / 1.5오움 = (의도하고 있는) 5.33A만 흐릅니다. 7A가 모두 한꺼번에 흐르는 게 아니고요.

3) 그런데, 7A가 아니고... 리튬팩의 에너지 총량(=에너지 밀도)은, 평균 8V를 만들기 위해 직렬 연결하실 것이니... 더하기 7000mAh이 아니라 3500mA/8V입니다. 병렬 조립 구조면 7000mAh/3.7V가 되겠고요.

4) 아무튼, 8V/3500mA 리튬팩으로 1,5오움 저항을 달아 모터 단자 전압 5V를 만들고, 이후 리튬전지가 망가지지 않는 조건 & 충전 보드가 괜스레 차단하지 않는 조건에서는 최대 5.33A가 흐르게 될 것입니다.

5) 리튬팩이 5.33A 초과로... 더 많은 전류를 흘릴 수 있겠지만, 저항이 만류하는 형편이 되겠고요. (3500mAh라는 '에너지 밀도'와 순간 순간 흐르는 전류의 크기(A)은 다른 개념입니다)

6) 저항 발열에 의해서 많은 에너지가 사라지는 게 좀 아깝기는 합니다. 어쩔 수 없지요. 리튬 팩이 워낙에 강력한 데다가 또 충전하면 되고요.

^^

감사합니다.
어느정도 가닥을 잡았습니다.
1.5옴 저항을 달고,
BMS가 10A용이니 문제없을듯 합니다.
어느글에서 보니 BMS가 차단을 해서 충전용으로만 사용하고, 출력을 직접 밧데리 단자에
연결해서 쓴다고 한 글도 보았습니다.

저항에 방열판을 붙혀 열은 조금 분산해 보려 합니다.

다음주에 도착하니 작업해 보고 결과를 올려 보겠습니다^^;;

네. 기대됩니다. 결과가...

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그리고, DC 모터는 브러시리스가 아니라 브러쉬가 들어 있는 제품일 것입니다. 두 개 카본 막대가 서로를 바라보고 있고 회전자에는 접접-빈공간-접점-빈공간... 그런 게 연속 가공되어 있는 것이요.

아까는 가래떡처럼 줄줄... DC 전류가 흐른다고 개념적 언급을 했지만, 실은 (예) 0.5초는 통전, (예) 0.5초는 Off가 반복됩니다.

그러므로 배터리 입장에서 보면,

"8V, 3V, 5V, 5.33A 등 확인된 수치 내지 계산한 수치보다 더 작은 에너지만 공급하면 된다"
"반대로 이야기하면, 배터리는 계산한 것보다 더 오래 쓸 수 있다"가 됩니다.

이것이... 경로를 흐르는 전류 5A x 파워서플라이 8V = 40W로 나오지 않고 대충 절반 정도인 22~27W가 나온 이유이겠네요. 아무튼, 그 전력계가 On-Off-On... 패턴까지 고려해서 계산하였을 것입니다.

안녕하세요,
어제까지 조언주신 내용으로 최종 테스트를 해 보았습니다.
파워서플라이에 8V/5.14A(저항은 1+0.4(5W용) 병렬 0.7옴)를 걸었더니 회전도 괜찮았습니다.
시멘트저항에 열이 어마어나해서 방열판을 붙히고 몇분간 가동했는데, 차단되지는 않으니
이대로 사용해도 될듯 싶습니다.
리튬이온 밧데리는 2S4P나 6P를 사용할 예정인데, 4P만 해도 될듯 싶습니다.
그런데 3500mA가 4개여도 총 전류는 3.5A가 되는지요? 저항은 직렬로 하면 배가 되고,병렬로 연결
하면 절반이 되는데, 전류도 그러한지 궁금하네요 ㅎㅎ
저는 전류는 병렬연결시 전압은 /2, 전류는 *2가 된다고 생각하고 있었습니다.

모터쪽 전압을 재어보니 2.45V 정도 됩니다^^

Attachment : KakaoTalk_20240208_102557994.jpg

참고사진 더 올립니다^^

Attachment : KakaoTalk_20240208_102557994_04.jpg

○ 그냥 두 개의... AM 라디오에 <4V, 3.5A> AA형 건전지를 넣는 것으로 치환해서 생각해 보면요.

- 전압 관점의 변화
4V를 직렬로 2개 = 전압은 두 배인 8V. 전류는 한 개 배터리의 최대치 3.5A 이내.
4V를 병렬로 2개 = 전압 동일. 전류는 두 배터리가 분담해서 공급하므로 2배

- 전류 관점의 변화
3.5A를 병렬로 2개 = 7A. 전압은 동일
3.5A를 직렬로 2개 = <4V를 직렬로 2개>와 같습니다. 즉, 전압은 높아지고 전류는 한 개 배터리의 최대치 3.5A 이하.

4개를 쓰실 것이니,

1) 8V/3.5A급 팩 그리고 똑같은 8V/3.5A급 팩을 만들고
2) 두 팩을 병렬로 연결하여
3) 8V/7A짜리 큰 것 하나를 만드는 게 되겠네요.
4) 그 큰 것의 에너지 총량은 8 x 7 = 56W.

○ 이런 관점에서,

"전류는 병렬연결 시 전압은 / 2, 전류는 *2" → "병렬에서 전류 * 2, 전압은 Same".

○ "모터쪽 전압을 재어보니 2.45V 정도 됩니다"는 어떤 상황인 것인가요? 저는 이제까지 그게 5V인 것으로 이해를 하고 있었는데요?

8V ---> 1.5오움에 의한 전압 차감 3V ---> 5V ---> 모터

시멘트 저항 양단의 전압은 얼마인가요? 혹시 그 동안 대화가 잘못되어... 저항에서 모터보다 더 많이 에너지를 소모하고 있는 것은 아닌지 모르겠습니다.