초딩 사이에서 유행중인 바이트 초이카. (초이카 모터개조)
동네 친구들하고 속도 경쟁에서 이기기 위해서 계속 더 좋은 모터를 사고 싶어 합니다.
제 두 아들도 속도경쟁에 빠져서 계속 좋은 모터를 사고 싶어하는데... 바이트 초이카의 모터는 랜덤으로 성능 좋은 것이 나옵니다. 몇 개 사본 결과 가장 빠른 모터를 사기 위해서는 몇십만원은 투자를 해야 될 것 같습니다.
모터 개조 전 초이카 프레임별 종류는 아래 글에서 확인하세요~
바이트 초이카 프레임 종류, 스톰본, 제트스톰본, 레드템페스트, 알젠테레오
현재까지는 가장 빠른 모터가 220모터(22,000rpm)로 알고 있습니다. 하지만, 계속 조금씩 올리면서 더 빠른 모터들이 나오겠죠. 그것도 랜덤으로 살 수 있도록. 저도 저런 장난감에 빠져봐서 알지만, 랜덤으로 성능이 좋은 제품을 구할 수 있는 시스템은 진짜 한도 끝도없이 돈을 씁니다. 자제력이 약한 아이들은 더욱 그렇죠.
이제 갓 초등학교 입학하는 아들한테 '그런곳에 돈 쓰는건 장난감 회사의 상술에 넘어가는 거다' 라는 설득은 절대 통하지 않는다는 것을 알기 때문에. 나름 공학석사 출신 아빠로서. 모터 개조를 시도해 봤습니다. (관련학과는 아님;;)
저도 어릴 때 미니카 열풍이 불어서 한참 블랙 모터니 뭐니 하면서 돈 많이 썼었죠. 냉장고에 넣으면 빨라진다. 기름에 달구면 빨라진다는 헛소문에도 이것저것 다 해봤지만, 결국 돈으로 빠른 모터를 사는 것이 답이죠.
제 아들이 장난감 제조사의 상술에 놀아나지 않도록 더 빠른 모터를 손에 쥐어주자는 일념으로 시도했습니다.
모터 개조 준비물
개조를 위한 공구를 일단 구매했습니다. 납땜하기 위한 인두기 셋트. 만원 정도면 납땜에 필요한 장비들을 다 챙겨주네요. 사용해보니 인두기 끝쪽에 열이 잘 전달되지 않는지 끝쪽에서는 납이 잘 녹지 않습니다;; 정밀한 작업이 필요한데;;;;
그리고 모터의 코일 역할을 하는 PEW 에나멜 동선. 파이 0.3mm 100g 약 5천원 정도에 한롤 구매했습니다. 인터넷에서 쉽게 구매 가능한 가장 얇은 게 0.3mm더군요.
한롤 정도면 동네 애들 초이카 모터는 다 개조 해줄 수 있는 수준이라고 예상했습니다.
에나멜 동선은 PEW와 UEW가 있는데 PEW는 전자석, 모터용이고, UEW는 통신용이라고 합니다. 그리고, PEW는 납땜시 피복을 벗겨줘야 한다고 하네요. UEW는 그럴필요 없이 납땜이 잘된다고 합니다.
바이트 초이카 모터구조 & 기본원리
초이카 모터중 가장 성능이 낮은 150모터 (15,000rpm) 모터를 분해했습니다. 일명 똥모터.
미니카에 한번 빠져봤다면 익숙한 회전자(rotor)가 가장 먼저 보입니다. 회전자의 아래 정류자와 브러시가 접촉하여 회전자를 회전시켜 모터가 가동됩니다. 모터 하우징에 두개의 자석은 고정자(stator) 역할을 합니다. 자석이 두개이기 때문에 2극 모터입니다.
저는 회전자에 감겨 있는 코일의 굵기와 감은횟수(턴수)를 변경하여 모터의 회전속도(rpm)를 상승 시킬 계획입니다.
모터의 rpm과 코일의 상관관계는 코일의 굵기가 굵을수록 코일 저항이 낮아지기 때문에 rpm 이 상승하고, 코일을 감는 회수, 즉 턴수가 적을수록 선의 길이가 짧아지기 때문에 저항이 낮아져 모터의 rpm이 상승합니다. 결국 저항이 낮을 수록 rpm은 상승합니다.
하지만, 단점도 있습니다. 배터리 효율이 떨어지고, 열이 많이 발생합니다. 그리고, 모터의 토크(회전력)도 약해집니다. 그래서 무거운 기어를 쓰면 초이카가 오히려 느려질 수도 있습니다. 일단 해봅니다;; 실패하면 나중에 다시 해보면 됩니다.ㅎㅎ
모터개조
150모터의 코일의 굵기는 정확히 모르겠습니다. 엄청 얇습니다. 대략 0.1mm 정도 될듯 합니다. 제가 구매한 0.3mm 가 두배이상 굵은것 같습니다. 기존 코일의 감긴수(턴수)를 알고 싶어서 풀면서 세어봤는데.... 제가 이상하게 수를 센건지. 3개의 코일이 다 다릅니다;;; 약 100회 정도 감겨 있는 것 같습니다. 이건 동일하게 감아야 안정적인 회전이 가능하므로 동일하게 감아야 합니다.
로터에 제가 구매한 0.3mm 에나멜 동선을 감아봤습니다. 약 13~14 회 정도 감았을 때 적당히 감을수 있을 것 같아 14번씩 3곳에 감았습니다. 코일을 감을 때 턴수를 잘 세어 3곳 모두 동일하게 감는 것이 중요합니다.
코일을 감은 후 납땜 시 주의 할 것은 원래 방향대로 선을 잘 납땜하것입니다. 기존 모터에서 코일 풀으실 때 잘 기억해 놓으시는게 좋습니다. 그리고, PEW 에나멜 동선을 사용하기 때문에 칼로 피복을 벗기고 납땜해야 합니다.
모터가 너무 작아서 납땜하기가 쉽지 않네요;;; 어쨋든 완성은 했습니다.
성능확인
일단 초이카에 모터를 장착하고, 가동 여부를 확인합니다. ㅋㅋ 일단 동작은 하네요. 모터 동작 소음이 심상치 않습니다.;;; 핸드폰 rpm 측정 어플(Giri)을 이용해서 개조전 rpm과 개조후 rpm을 측정해봤습니다. 사실 개조전 모터는 150 모터인데. 개조하기 전 rpm을 안찍고 개조해서 160모터로 비교했습니다.
160모터는 16,000rpm이 나와야 하는데, 저희는 1.2V 충전지 2개를 사용하다보니 3V가 나오지 않고 2.4V가 나오기 때문에 14,700rpm 정도가 측정 되네요. 3V 건전지를 사용하면 16,000 정도가 나올 것으로 예상합니다.
동일하게 개조한 모터의 RPM에 2.4V를 인가하고 rpm을 측정해보았습니다. 두둥..
헐;;; 40,000rpm이 넘네요. 의도치 않게 슈퍼 모터가 탄생 했네요;;;; 430 모터를 만들었습니다. 소리가 너무커서 아들이 무서워 하네요;;; 조금 더 코일을 감았어야 하는 생각이 듭니다.ㅋㅋ
대신에 토크가 떨어지기 때문에 실제 트랙에 놨을 때 속도가 얼마나 나올지 모르겠습니다. 일단 속도 측정계로 측정 해보겠습니다. 바이트 초이카 전용 속도계도 있죠;;; 없는게 없습니다.ㅋㅋ
속도는 쉐도우 베히모스 초이카에 190모터를 장착 했을 때와 개조한 모터를 장착했을 때를 비교해봤습니다.
기존 190모터 사용시 속도는 12.91km/h 였습니다. 개조한 모터의 속도를 측정하니 37.63km/h가 측정되네요.ㅋㅋ유딩이랑 초딩이 가지고 놀기엔 너무 빠르것 같습니다;;; 일단 동네애들 사이에선 이 모터를 이길 상대는 없을 것으로 예상되네요..... 아들들한테 주의를 줬습니다. 이건. 필살기용으로만 사용하라고, 그리고, 1분이상 가동하지 말라고.
개조한 모터를 4.3:1 기어비를 사용하는 초록색 기어에 4륜 구동 제품인 레드 템페스트에 적용해보니, 토크(회전력)가 떨어져서 그런가 오히려 속도가 더 느립니다;; 속도계에서는 빠른데, 트랙에서는 더 큰 토크가 필요한지 느려집니다. 5:1 기어비를 사용하는 기본 노란색 기어에 후륜구동인 쉐도우 베히모스에 개조한 모터를 장착 후 트랙에 올려보았습니다.
!! 엄청 빠릅니다. 트랙이 엄청 흔들리네요.ㅋㅋㅋㅋ 근데 아들들이 부담스러워 하네요. 슈퍼모터 빼달랍니다.;;;
좀 다운그레이드 해서 다시 만들어야 되겠습니다.ㅋㅋㅋㅋ
개조를 다하고 생각해보니, 기존 모터에서 코일 감은수(턴수)를 조금만 줄였으면, 더 쉽게 간단히 속도를 증가 시킬수 있었을 텐데라는 생각이 듭니다..
혹시 따라서 개조를 하실꺼면, 0.3mm 에나멜 동선 사용시 15턴 이상 감으시길 추천 드립니다.ㅋㅋ 모터가 작아서 사실 최대 15턴 정도 까지만 감을 수 있을 것 같습니다.