모터뱅크 - BLDC모터·감속기·드라이버 전문

갤러리

무게 계산부터 모델 선정, 배선, 비 감지 자동화까지 — 전동 개폐 만드는 법

2026.08.21 12:26:42 조회수 355

첨부파일 terrace_window_automation_thumbnail.jpg

엔코더 장착 방수방진 리니어액추에이터 LM-45120-12150AE DC12V 추력 1,500N(약 153kgf) 20mm/s 80W 스트로크 50~500mm 선택 판매금액 231,800원

테라스 창, 버튼 하나로 여닫기

무게 계산부터 모델 선정, 배선, 비 감지 자동화까지 — 전동 개폐 만드는 법

요즘 카페나 레스토랑의 테라스는 날이 좋으면 열고 비가 오면 닫는 구조가 많습니다. 그런데 사람이 매번 가서 여닫는 것은 번거롭고, 갑자기 소나기가 쏟아지면 이미 늦을 수 있습니다.

전동 액추에이터를 달면 버튼으로 개폐할 수 있고, 비 센서와 제어기를 조합하면 비가 감지될 때 자동으로 닫히게 구성할 수도 있습니다. 이 글에서는 무게와 추력을 검토하는 단계부터 스트로크, 배선, 센서 연동까지 순서대로 정리합니다.

1. 먼저 창 무게를 계산합니다

무게는 액추에이터 선정의 출발점입니다. 다만 최종 추력은 무게만으로 정해지지 않고 힌지 위치, 부착점, 작동 각도와 바람 하중까지 함께 검토해야 합니다.

유리 무게의 대략적인 기준
· 8mm 유리 — 약 20kg/㎡
· 10mm 유리 — 약 25kg/㎡
· 복층유리 — 유리 구성에 따라 대략 20~30kg/㎡ 이상

알루미늄 프레임 — 크기와 프로파일에 따라 달라지므로 도면 또는 실측 중량 확인

예를 들어 폭 1.5m × 높이 1.2m 창에 6mm 유리 두 장으로 구성된 복층유리를 사용한다고 가정하면 유리 면적은 1.8㎡, 유리 무게는 약 54kg입니다. 프레임을 약 15kg으로 가정하면 전체는 약 70kg이 됩니다.

복층유리는 유리 두께와 구성에 따라 무게가 달라지므로 실제 선정에는 창호 제작 도면이나 실측 중량을 사용하는 것이 가장 정확합니다.

2. 필요한 힘은 무게와 다릅니다

70kg짜리 창이라고 단순히 700N급 액추에이터를 고르면 안 됩니다. 힌지에서 각 부착점까지의 거리와 액추에이터가 미는 각도가 실제 필요 추력을 크게 바꿉니다.

① 어디에 붙이느냐 — 지렛대 비

액추에이터의 창측 부착점을 힌지에서 멀리 둘수록 같은 모멘트를 더 작은 추력으로 만들 수 있습니다.

힌지에서 창 무게중심까지가 75cm이고 액추에이터 부착점이 25cm라면, 거리만 놓고 본 지렛대비는 3입니다. 하지만 실제 추력은 액추에이터가 창을 미는 각도까지 포함해 계산해야 합니다.

② 닫힌 위치의 작동 각도가 중요합니다

액추에이터가 창과 거의 나란한 방향으로 힘을 가하면 미는 힘의 상당 부분이 창을 회전시키는 데 사용되지 못합니다. 이 때문에 닫힌 위치에서 처음 움직일 때 가장 큰 추력이 필요한 구조가 많습니다.

브라켓 위치를 조정해 닫힌 위치에서도 유효한 작동 각도를 확보하고, 전체 개폐 구간 중 가장 불리한 각도를 기준으로 계산해야 합니다.

③ 옥외에서는 바람 하중을 별도로 봅니다

열린 창은 바람을 받는 면적이 커져, 풍향과 풍속에 따라 창 무게로 인한 하중보다 큰 힘이 작용할 수 있습니다.

따라서 옥외 창은 자중 계산에 안전율만 곱하는 것으로 끝내지 말고, 설치 지역의 설계풍속과 창 면적을 기준으로 풍압 하중을 별도로 검토해야 합니다. 정전 시 위치 유지가 필요하면 액추에이터의 역구동 가능 여부와 함께 웜 감속기, 브레이크 또는 별도의 기계식 잠금장치를 확인해야 합니다.

정적 추력의 기본 관계

필요 추력 ≈ (창 질량 × 9.81 × 힌지~무게중심 거리)
÷ (힌지~액추에이터 부착점 거리 × sin 작동각)

여기에 마찰, 패킹 압축력, 기동 충격, 가공·조립 오차와 풍압 하중을 반영해 여유를 둡니다.

계산 예시
창 질량 70kg, 힌지~무게중심 0.75m, 힌지~액추에이터 부착점 0.5m, 해당 위치의 작동각 60°라고 가정하면:

70 × 9.81 × 0.75 ÷ (0.5 × sin60°) ≈ 약 1,190N

여기에 마찰과 조립 오차에 대한 여유를 두면 2,000N급이 검토 출발점이 될 수 있습니다. 그러나 부착점이 힌지에 가까워지거나 닫힌 위치의 작동각이 작고 풍압이 크다면 3,000N 이상이 필요할 수도 있습니다. 따라서 이 수치는 모델 확정값이 아니라 브라켓 위치를 정하기 위한 예비 계산으로 보셔야 합니다.

3. 얼마나 열려야 하는지 — 스트로크

스트로크는 액추에이터의 수축 길이와 신장 길이의 차이입니다. 필요한 스트로크는 창의 개방각만으로 결정되지 않고, 창측 브라켓과 고정 프레임측 브라켓의 좌표에 따라 달라집니다.

예를 들어 힌지에서 50cm 떨어진 창측 지점이 40° 회전할 때 그 점이 이동하는 직선거리는 약 342mm이지만, 실제 액추에이터 스트로크는 고정측 브라켓 위치에 따라 이보다 짧아지거나 길어질 수 있습니다. 따라서 300mm 안팎은 예비 검토값으로만 사용하고, 최종값은 닫힘 상태와 열림 상태의 브라켓 간 거리를 도면에서 각각 측정해 그 차이로 정해야 합니다.

설치 공간은 스트로크보다 깁니다. 선택한 제품의 수축 시 전장과 신장 시 전장, 브라켓 회전 공간이 창틀 안에 들어가는지 제품 도면으로 확인하세요.

4. 모델 고르기

추력과 스트로크를 계산한 뒤에는 아래 항목을 함께 확인합니다.

확인할 것	이렇게 고릅니다
추력	브라켓 좌표와 가장 불리한 작동각으로 계산하고, 마찰·조립 오차·풍압 조건을 반영해 선정
전압	DC12V·24V 등 현장 전원과 제어기 사양에 맞춰 선택. 같은 출력이라면 24V가 12V보다 전류와 전압강하 관리에 유리한 경우가 많음
방수·방진	설치 위치의 빗물·분진 노출 조건에 맞는 IP 등급 확인. 본체뿐 아니라 커넥터와 결선부도 함께 방수 처리
속도	제품별 무부하·정격부하 속도를 확인. 예를 들어 8~10mm/s 사양이면 300mm 이동에 무부하 기준 약 30~38초 소요
위치 피드백	끝점 개폐만 하면 내장 리미트형으로 구성 가능. 중간 위치 제어 또는 2축 동기 운전에는 홀센서·엔코더 등 피드백형 액추에이터와 호환 컨트롤러 필요

5. 창이 넓다면 두 대로

폭이 넓거나 프레임 강성이 낮은 창을 한쪽에서만 밀면 창이 비틀리거나 패킹이 고르게 눌리지 않을 수 있습니다. 다만 폭 2m라는 숫자만으로 두 대가 반드시 필요하다고 단정할 수는 없으며, 창호 프레임의 강성, 힌지 배치와 액추에이터 부착 위치를 함께 봐야 합니다.

두 대를 사용할 경우 단순히 같은 전원에 병렬 연결하면 제품별 속도 편차와 좌우 하중 차이로 이동량이 어긋날 수 있습니다. 동기 운전이 필요하다면 피드백형 액추에이터 2대와 해당 신호를 지원하는 2축 동기 컨트롤러를 사용해야 합니다.

넓은 창 구성 예시
· 동일 사양의 피드백형 액추에이터 2대
· 액추에이터 신호 방식과 호환되는 2축 동기 컨트롤러
· 두 액추에이터의 기동전류를 감당하는 DC 전원
· 열기·정지·닫기 조작 스위치

홀센서 피드백 E형 액추에이터는 적용 제품에 따라 DMC-129 같은 2축 컨트롤러와 구성할 수 있습니다. 주문 전 액추에이터의 전압·전류·센서 출력과 컨트롤러 호환 여부를 확인하세요.

6. 배선과 조작

가장 단순한 구성 — 스위치 하나

2선식 DC 액추에이터는 전원 극성을 바꾸면 전진과 후진이 바뀝니다. 액추에이터의 기동전류를 감당할 수 있는 정격의 2극 3위치 모멘터리 스위치를 사용하거나, 스위치가 정역회전 릴레이를 제어하도록 구성하면 열기·정지·닫기 조작이 가능합니다.

내장 리미트형은 끝점에서 자동 정지하지만, 해당 기능과 결선 방법은 제품 설명서에서 확인해야 합니다. 끝점 도달 후에도 스위치를 계속 작동 상태로 고정하기보다는 중립으로 복귀하는 모멘터리 방식을 권장합니다.

한 단계 위 — 유선 리모컨

유선 리모컨이나 제어반에서 정역회전 릴레이를 조작하도록 구성하면 여러 창을 한자리에서 관리할 수 있습니다. 케이블 길이가 길어지면 전압강하가 생기므로 액추에이터 전류와 배선 길이에 맞춰 전선 굵기를 정해야 합니다.

자동화 — 비 감지 센서

레인 센서를 사용하면 비가 감지될 때 닫힘 명령을 내리도록 구성할 수 있습니다. 다만 센서를 액추에이터에 직접 연결하는 방식이 아니라, 다음처럼 정역회전 제어기를 거쳐야 합니다.

· 레인 센서의 무전압 접점 또는 출력 신호
→ 인터록 기능이 있는 정역회전 릴레이 또는 전용 컨트롤러
→ 액추에이터 닫힘 동작

열림과 닫힘 출력이 동시에 켜지지 않도록 전기적 인터록을 구성하고, 수동 조작과 자동 닫힘 중 어느 명령을 우선할지도 정해야 합니다. 빗방울에 반복 동작하지 않도록 감지 지연이나 유지시간을 두는 것도 좋습니다.

풍속 센서를 추가하면 설정 풍속 이상에서 창을 닫도록 구성할 수 있습니다. 옥외 창에서는 비보다 바람이 더 큰 구조 하중을 만들 수 있으므로 풍속 연동도 함께 검토할 만합니다.

타이머·스마트홈 연동

스마트 플러그만으로는 DC 액추에이터의 극성을 바꿀 수 없습니다. 스마트홈 기기의 무전압 접점이나 통신 출력을 정역회전 컨트롤러의 외부 입력에 연결해야 합니다.

이 방식으로 스마트폰 조작이나 영업시간에 따른 자동 개폐를 구성할 수 있으며, 통신이 끊기거나 센서가 고장 났을 때 수동으로 닫을 수 있는 조작부도 남겨두는 것이 안전합니다.

7. 디자인을 해치지 않으려면

카페에서는 기계장치가 실내 디자인에 미치는 영향도 중요합니다. 다음 항목은 외관과 유지보수를 함께 고려하는 방법입니다.

프레임 안쪽으로

창틀 상부나 측면 프레임 안쪽에 설치하면 밖에서 잘 보이지 않습니다. 설치 전 수축 전장과 브라켓 회전 공간을 확인하세요.

색상 맞추기

노출이 불가피하다면 전기부와 씰을 가리지 않는 범위에서 별도 커버를 설치하거나 창호 색상과 맞출 수 있습니다.

배선 감추기

전선을 프레임 홈이나 몰딩 안으로 배선하고, 움직이는 부분에는 굽힘을 견딜 수 있는 케이블과 적절한 여유 길이를 둡니다.

필요 스트로크만 적용

필요 이상으로 긴 스트로크는 수축 전장과 개폐시간을 늘립니다. 브라켓 좌표로 실제 길이를 계산해 정하세요.

8. 같은 원리, 더 큰 문

같은 계산 원리는 중량 도어와 해치에도 적용할 수 있습니다. 다만 문이 무겁거나 면적이 커질수록 액추에이터뿐 아니라 힌지, 브라켓, 프레임과 잠금장치의 구조 검토가 중요해집니다.

추력은 구조로 계산

문 무게만으로 4,500N급 이상이라고 단정할 수 없습니다. 무게중심, 힌지 위치, 부착점, 작동각과 외력을 계산해 정해야 합니다.

필요하면 2축 동기

폭이 넓고 프레임이 휘기 쉬운 문은 양쪽 구동과 동기제어가 필요할 수 있습니다. 문 강성과 가이드 구조를 먼저 확인하세요.

환경 사양 확인

옥외 노출, 진동, 먼지, 세척 조건에 맞춰 IP 등급과 케이블·커넥터의 방수 사양을 확인합니다.

정지 상태 유지

볼스크류를 포함한 모든 액추에이터가 자동으로 자기잠김되는 것은 아닙니다. 필요하면 웜 감속기, 브레이크 또는 기계식 잠금장치를 검토하세요.

9. 이런 곳에도 같은 방식으로

카페 · 레스토랑

테라스 어닝창, 루프탑 천창, 파티션 개폐

펜션 · 글램핑

객실 천창, 데크 커버, 야외 주방 셔터

온실 · 스마트팜

천창·측창 개폐, 차광 커튼

주택 · 상가

전동 천창, 다락 환기창, 차고 커버, 옥상 출입구

산업 설비

대형 도어, 해치, 환기 댐퍼, 장비 커버

축사 · 창고

환기창 개폐, 사료 투입구, 대형 게이트

10. 구성해 드립니다

사진만으로 대략적인 적용 가능성은 검토할 수 있지만, 정확한 추력과 스트로크를 계산하려면 치수와 부착점 정보가 필요합니다. 아래 내용을 보내주세요.

1 창 또는 문의 가로 × 세로 크기
2 전체 중량 또는 유리 종류·두께와 프레임 사양
3 힌지 위치와 개방 방향
4 원하는 최대 개방각
5 액추에이터를 설치할 수 있는 브라켓 위치와 공간
6 비·바람·분진 등 옥외 노출 조건
7 1일 개폐 횟수와 필요한 개폐시간

이 조건으로 예비 추력과 스트로크를 계산하고, 전원·스위치·컨트롤러·센서를 포함한 구성을 제안해 드립니다.

실제 시공은 창호 구조와 브라켓 강도를 검토할 수 있는 시공자 및 전기 작업자가 진행해야 합니다. 특히 불특정 다수가 이용하는 공간에서는 끼임 방지와 비상 조작 기능을 포함한 안전 검토가 필요합니다.

시공 전 확인하세요

· 창틀과 브라켓 체결부가 계산된 최대 추력과 풍압 하중을 견디는지 확인하세요.
· 사람이 끼일 수 있는 구조라면 안전 엣지, 장애물 감지, 전류 제한, 비상정지 또는 수동 해제 장치를 검토하세요.
· 비상구나 방연·배연창에 적용할 경우 관련 소방·건축 기준과 정전 시 동작 조건을 별도로 확인하세요.
· 제품의 정격 듀티와 1일 허용 개폐 횟수를 확인하세요. 모든 액추에이터가 연속 반복 운전에 적합한 것은 아닙니다.
· 본체뿐 아니라 케이블 인입부, 커넥터, 접속함과 전원장치의 방수·방진 조건도 확인하세요.

문의

창이나 문 사진과 위 치수 정보를 보내주시면 적용 가능 여부부터 검토해 드립니다.

2D·3D 도면과 데이터시트, 배선도를 제공하며, 적용 제품에 따라 스트로크와 로드 형상 등의 사양을 협의할 수 있습니다.

상품문의 게시판 · help@motorbank.kr · 02-855-6201

총 댓글 0

로그인을 하셔야 댓글을 등록하실 수 있습니다.

번호	제목	작성자	날짜

번호	제목	날짜	조회
129	모터가 자꾸 타요 — 불량이 아닐 수 있습니다	2026.09.11	39
128	문의 전 3분 — 도면·재고·배선·구매규칙, 여기서 바로 해결됩니다	2026.09.11	26
127	모터 속도, 어떻게 낮추고 조절하나 — 모터 종류부터 확인하세요	2026.09.11	52
126	로봇 관절 액추에이터 가이드 — 선정부터 제어와 첫 구동까지	2026.09.11	29
125	첫 구동 트러블슈팅 가이드 — 증상별 1차 점검 순서	2026.09.11	91
124	토크·전류·발열의 관계 — 정격 3N·m와 최대 7N·m를 읽는 법	2026.09.11	113
123	CAN 버스 실전 설계 — 관절 6개를 선 2가닥으로 묶는 법	2026.09.11	125
122	MIT 모드 이해하기 — Kp·Kd·토크 명령은 어떤 역할을 하나	2026.09.11	111
121	더블 엔코더의 과학 — 14bit는 몇 도이고, 백래시는 말단에서 몇 mm가 되나	2026.09.11	100
120	로봇 관절 액추에이터 선정 가이드 — 기본 구동 배선 4가닥과 CAN 다축 제어	2026.09.11	124
119	반도체 장비 한 대의 축 구성 — 어떤 축에 어떤 사양의 모터가 들어가나	2026.09.10	32
118	컨베이어 모터는 몇 W를 사야 하나 — 무게가 아니라 마찰과 풀리 지름이 정합니다	2026.09.10	83
117	이 축에 서보모터가 정말 필요한가 — 멈추는 축과 구르는 축의 선정 기준	2026.09.09	28
116	"게인 튜닝하세요"가 무슨 말일까 — 전류·속도·위치 제어루프 이해하기	2026.09.09	59
115	BLDC모터는 왜 배터리에 직결하면 안 도나	2026.09.09	49