Turtle Table for rotation photo #1

2018. 12. 17. 10:44

Project/Turtle Table

제품 촬영을 위한 Turtle Table 1/3

이전 포스트에서 예고한 대로 3D 프린팅과 아두이노(Arduino)를 결합한 프로젝트를 준비했습니다. 블로그에 올릴 글을 작성할 때 부품이나 제품 촬영이 많은데, 이를 도와줄 아주 간단한 턴테이블(turn table)을 만들어 봤는데요, 생긴 것은 아래와 같습니다.

보이는 것처럼 그냥 올려놓은 제품을 계속해서 회전시키는 간단한 턴테이블입니다. 부품이나 완성된 제품의 회전 영상을 찍거나 스마트폰 카메라 등의 슬로 모션 기능을 이용할 생각입니다. 기능도 단순해서 회전 방향을 선택하는 것 외에 다른 기능은 없습니다. 속도 조절 기능도 구현하긴 했는데, 제가 사용한 모터는 이를 제대로 표현해주지 못하네요.

터틀 테이블 제작을 위한 부품들

3D 프린팅 출력물 외에 필요한 부품들은 아래와 같습니다.

  • 서보 모터 : 당연히 테이블을 회전시킬 모터가 필요합니다.
  • 아두이노 보드 : 로터리 엔코더를 이용한 서보 모터 제어를 위해 사용합니다.
  • 로터리 엔코더(Rotary Encoder) : 방향 및 속도 조절을 위해 사용합니다.
  • USB 포트 PCB 컨버터 : 전원 공급용입니다.
무한 회전형 서보 모터 MG 996R

이번에 사용한 모터입니다. 오픈 마켓에서 개당 약 7천원에 구입하였습니다. 이름과 형태는 서보 모터이지만 회전 각도를 조절할 수 없고 회전 방향과 속도만 조절 가능합니다. 오히려 서보 모터 보다는 일반 DC모터에 속도를 낮추기 위한 기어를 구성한 것(Geared motor)과 동작이 비슷합니다. 회전 각도에 따라 여러 버전이 있기 때문에 제품 설명을 잘 확인하고 구입해야 합니다.

처음에는 스텝 모터 등을 이용해 원하는 만큼만 회전량을 조절하는 기능도 구현하고 싶었지만 기어 구성을 별도로 해야 해서 손쉽게 적용할 수 있는 무한 회전 서보 모터를 사용하였습니다.

위와 같이 일반적인 서보 모터처럼 회전축에 M3 사이즈 볼트 홀이 있어 원형 테이블을 바로 장착할 수 있습니다. 또 서보 모터 하우징 안쪽의 기어들을 통해 속도 다운이 되어 있기 때문에 모터 외부에서 별도로 구성해줄 부품이 필요 없습니다. 그래서 빠른 제작을 위해 이 모터를 선택했습니다. 금속 재질의 기어를 사용한 것도 마음에 드네요!

모터 구성품은 위와 같습니다. 저는 확실한 고정을 위해 별도의 금속 혼(horn)을 사용하였습니다. 제공되는 볼트는 M3 사이즈이므로 같은 규격의 다른 볼트를 사용해도 됩니다.

커넥터는 3핀입니다. 전원 공급을 위한 2핀(+, -)과 제어를 위한 1핀으로 구성되어 있고, 이 한 라인의 제어 선을 통해 아두이노와 통신합니다.

옆에서 본 모습입니다. 세로 길이가 길어서 테이블 높이도 높아졌습니다. 고정을 위한 볼트 홀 및 전체적인 사이즈를 인터넷에서 쉽게 찾을 수 있기 때문에 디자인하기가 쉬웠습니다.

별도로 구입한 메탈 혼입니다. 알리에서 저렴하게 구입하였고, M3 규격의 나사 홀을 가지고 있습니다. 기본 구성품의 혼보다 프로젝트에 적용하기 더 쉬울 듯 하고 또 흔들림도 약간 줄일 듯합니다.

아두이노 프로 미니 보드

모터 제어를 위해 사용한 보드입니다. 워낙 기능이 단순해서 원격 제어가 필요 없어 블루투스나 무선 랜 기능이 없는 보드를 골랐습니다. 입출력 포트도 딱 4개만 필요해서, 이 보드보다 더 작은 DFRobot 사의 Beetle 보드를 준비했었는데 엔코더와의 연결에 문제가 있어 교체했습니다.

이 보드에 대한 지난 포스트가 있어서 여기서는 자세한 사항을 생략하고 넘어 가겠습니다. 이전 포스트를 참고하세요.

로터리 엔코더(Rotary Encoder)

로터리 엔코더는 손잡이(노브, knob)가 회전할 때 일정한 펄스를 발생시키는 부품입니다. 즉 이름 그대로 손잡이의 회전 운동이 디지털 코드(pulse)로 변환되고 시계 방향인지 반시계 방향인지 구분할 수 있으며, 노브는 푸시 스위치가 적용되어 있습니다. 이 프로젝트에서 회전 방향 변경과 속도 조절을 위해 사용하였습니다.

마이크로 USB 포트 PCB 컨버터

마이크로 USB 포트를 PCB로 변환해주는 컨버터입니다. 아두이노 보드와 모터에 전원을 공급합니다. 아두이노의 출력은 전류가 낮아 모터를 제대로 구동할 수 없으므로 별도로 전원을 공급해야 하고, 또 여기서 사용하는 아두이노 프로 미니 보드도 자체 USB 포트가 없기 때문에 케이스에 전원 입력 포트를 마련해야 합니다.

3D 프린팅을 위한 제품 디자인

디자인할 부품은 케이스, 케이스 상판, 회전 테이블, 엔코더 노브 이렇게 네 가지인데, 여기에 회전 테이블을 고정하기 위한 서포터 부품 하나를 더 구성하였습니다.

케이스입니다. 앞쪽에 전원 공급을 위한 USB 포트가 있고, 상판에 모터 및 테이블이 고정되기 때문에 안정적으로 지지하기 위해 약간의 턱을 두었습니다. 안쪽에는 아두이노 보드와 로터리 엔코더, USB 포트(PCB)가 들어갑니다.

케이스 상판입니다. 모터가 고정되고 그 위에 테이블을 올려야하기 때문에 약간 두껍게 하였습니다. 모터와 모터 고정용 볼트, 그리고 엔코더를 위한 구멍이 있고, 케이스에 고정하는 네 개의 볼트는 볼트 머리가 돌출되지 않도록 하였습니다.

테이블 서포터입니다. 테이블을 고정하기 위한 볼트 구멍을 위쪽에서 보이지 않도록 하려고 고안한 부품입니다. 이 부품을 사용하지 않으려면 테이블 가운데에 볼트 구멍을 뚫고 위쪽에서 볼트를 삽입해 고정해야 하는데, 이 볼트 구멍을 없애려고 이 서포터를 사용하여 다른 방식으로 고정하였습니다. 가운데 부분에 서보 모터의 혼(horn)이 고정됩니다.

테이블입니다. 보이는 면이 아래쪽이며 바깥쪽 세 개의 구멍을 통해 서포터와 연결합니다. 더 크게 뽑고 싶었지만 제가 가진 프린터는 125cm가 최대 크기입니다.

로터리 엔코더를 위한 노브(knob)입니다. 별도로 고정하지 않아도 되며 조작성을 높이고자 약간 크게 디자인했습니다. 테이블 외에는 어차피 외부에 돌출된 유일한 부품이기 때문에 방해될 것도 없네요.

조립 후에 완성될 모습입니다.

3D 프린팅 출력물과 부품들입니다. 깔끔함을 위해 파란색과 흰색으로만 구성했는데, 제가 가진 흰색 필라멘트가 톤이 약간 탁해서 별로네요.

이제 코딩 및 조립을 해야 하는데 내용이 많이 길어질 것이므로 여기서 글을 나누겠습니다. 다음 글에서 부품들을 연결하는 내용에 대해서 계속하겠습니다. 이상입니다.



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