로지텍 G29 레이싱 휠 고주파음 이슈

로지텍 G29 고주파 노이즈(High pitched noise, Squeaking noise) 이슈

로지텍에서 발매한 새로운 레이싱 휠인 G29의 일부 사용자들에게서 

레이싱 휠을 왼쪽으로 돌릴 때 레이싱 휠에서 끼익끼익 거리는 고주파음이 들린다는 이슈가 레포트 되었다. 

유튜브 영상에서 보는 것과 같이(화질을 높이고 헤드폰을 쓰는 것을 권장한다.)

꽤나 높은 주파수의 소음이 나는 것을 알 수 있다. 

(동영상에서는 꽤 작게 들리지만, 실제로는 꽤나 거슬리는 소리이다.)

필자의 경우에는 잘 사용하고 있었으나, 레이싱 휠을 박스에 담아 이동한 뒤부터

사용 하는 중에 왼쪽으로 휠을 돌릴 때마다 고주파음이 나서 굉장히 거슬렸다. 

이 포스팅은 위 동영상에서 나오는 로지텍 G29 고주파음 이슈에 대한 원인을 추적해 보고

(임시적이지만) 해결 방법에 대하여 적고 있다. 

G29 레이싱 휠의 소음 원인은..?

먼저 레이싱 휠을 분해하기 전에 구조적으로 소음의 원인부터 살펴보도록 하자.

레이싱 휠의 구조상 소리가 날 수 있는 부분은 크게 스위칭 전원부(전기적 스위칭 노이즈), 모터, 기어(기계적 마찰 노이즈)로 나눌 수 있다. 

로지텍에서는 G25에서 문제가 되었던 스퍼기어에 의한 백래쉬에 의한 기계적인 소음을 

G27 이후의 레이싱 휠에서 헬리컬 기어를 도입함으로써 해결하였다. 

만약 g29에서 나타나는 현상이 기어에서 소리가 나는 것이라면

헬리컬 기어의 특성상 좌우 모두로 돌릴 때에 소리가 나야한다. 

(헬리컬 기어는 비대칭으로 가공되지 않기 때문)

하지만 왼쪽으로 돌릴 때에만 소리가 나기 때문에 기어의 이슈는 아니라고 판단 할 수 있다. 

이와 마찬가지의 이유로 전원 부의 스위칭도 마찬가지로 제외할 수 있다. 

그렇다면 모터의 이슈만 남게 되는데 

인터넷 구글링을 찾아보니 brush DC motor 에서 특정 회전수에서 고주파음이 난다는 이슈를 볼 수 있었다.

내용을 읽어보면 자속 밀도 때문에 발생하는 축방향의 힘 때문에 발생하는 고주파음이라고 하였는데 회전 속도를 보면 레이싱휠에서 동작하는 모터의 속도의 경우는 아닌 것 같아 제외하였다. (모터의 속도에 비하여 나는 소음의 주파수가 높기 때문)

그렇다면 통상 생각할 수 있는 것은 모터가 회전하면서 공진 때문에 소리가 나는 것보다 

기계적으로 마찰하는 부분에서 소리가 날 수 있다고 생각하였다. 

소리가 날 수 있는 부분은 축을 지지하는 부싱 2곳과 동력을 발생시키는 브러시,

그리고 헬리컬 기어에 의한 모터의 축방향 응력에 의한 소리로 확정지을 수 있다. 

로지텍 G29 레이싱 휠의 분해


레이싱 휠을 분해하기 위해서는 육각렌치와 작은 십자드라이버, 큰 십자 드라이버가 필요하다. 

일반적인 분해 과정은 유튜브를 참조하여 분해할 수 있도록 하자.

(Racing sim을 위하여 레이싱 휠을 개조하는 사람들이 있어 간단한 분해의 경우 유투브에 참조할 만한 동영상이 있으므로 다른 동영상들도 참조하여 분해하길 바란다. )

보통은 위의 동영상 까지만 분해하지만, 노이즈의 원인이 모터에 있기 때문에 모터까지 분해하여야 한다. 

모터를 분리하기 위해서는 말 그대로 레이싱 휠을 거의 완전히 분해하여야 한다. 

위의 동영상을 따라하여 레이싱 휠의 윗 덮개를 제거 한뒤

제어보드와 제어보드 마운트를 제거하도록 하자.

메인보드를 제거하기 위하여 메인보드를 고정하는 4개의 나사를 제거 한다.​

나중에 다시 레이싱 휠을 재조립 해야하기 때문에 위의 배선을 잘 기억하도록 하자. 

특히 윗 부분의 모터를 구동하는 선(윗 부분 중간 부분 2개의 커넥터)과

메인 전원이 들어오는 선(왼쪽 부분 전원 커넥터)가 다름을 유의하자. 

나머지 선들 또한 위치를 잘 기억해둔다. 참고로 두 모터를 구동시키는 전원 선보다 메인 전원 공급선이 선의 굵기가 좀 더 굵다.

 ​

<그림 : Logitech G29 메인보드 커넥터 확인용 >
​

분해를 할 때에 주의할 점중 또 한가지는 본체에 꽂는 DB9 커넥터에 바로 전선이 납땜되어 있다는 사실이다. 

부주의하게 분해를 하다가는 선이 끊어질 수도 있으니 가능하면 닿지 않도록 조심하자. 

로지텍 G29는 포스 피드백(Force FeedBack;FFB)를 제공하기 위하여 2개의 모터를 제공한다.

후면에서 보았을 때 왼쪽 모터의 경우 엔코더가 달리지 않은 형태이고

오른쪽 모터의 경우 홀센서를 이용한 엔코더가 달려 있는 것으로 보인다. 

​(움직이는 것을 봐서는 마그네틱 홀센서인 것 같다.)

이 상태로 휠을 돌려보면 소리가 나는 대략적인 부분을 찾을 수 있다. 

소리가 나는 것은 바로 이 모터 부근이다. 

좀 더 자세히 원인 분석을 하기 위하여 모터를 분리하여 보도록 한다. 

제어보드와 메인 기어를 고정하고 있는 금속 판을 제거하기 위하여 

일반 분해 시 분리하지 않았던 레이싱 휠 본체 아래 부분의 나사 4개를 분리하면 

메인 기어가 장착된 철판을 들어낼 수 있다. ​

<그림 : 메인 기어가 장착된 철판 (후면)>

후면에서 보았을 때 중간 축에 있는 ( )= 부분의 돌기가 레이싱 휠의 900도를 물리적으로 제한시키는 역할을 수행한다. 

중앙 기어를 제거하기 위하여 십자 드라이버를 이용하여 철판에 붙어있는 나사들을 제거하고 중앙 기어를 들어낸다. 

소음이 나는 모터의 마운트 나사 3개를 풀어 모터를 분리한다. 

소음이 나는 정확한 부분을 찾아보기 위하여 모터를 12v전원에 연결하고 소음이 나도록 실험해 보았다. 

모터의 노이즈의 경우 순방향(+와 -를 알맞게 연결)하였을 때에 축방향 힘을 누르는 방향으로 인가하면 소리가 발생하는 것을 알 수 있었고, 

(축방향 힘은 헬리컬 기어의 치합에 의하여 발생하는 것으로 예측 할 수 있다.)

어느 부분에서 정확히 소리가 나는지 파악하기 위하여 

앱스토어를 이용하여 무료 FFT어플리케이션을 설치, 소리의 크기와 고주파의 주파수를 파악해 보았다. ​

대락적으로 모터의 앞부분, 모터의 중간 타공부분, 모터의 뒷부분에 대해서 노이즈 소음을 측정하여 보니 

모터의 구멍 안에서 약 15KHz의 고주파음이 크게 나는 것을 알 수 있었다. 

모터 내부에서 물리적으로 맞닿는 부분은 브러시 부분밖에 없기 때문에 브러시 부분이 소음의 원인이라고 예측 할 수 있다. 

​

< 그림 : 소음의 원인으로 예측되는 모터 브러시 > 

만약 브러시가 고주파 소음의 원인이라면 문제를 근본적으로 해결하기 위하여 모터의 브러시를 교체하거나

(아니,, 나는 별로 사용하지도 않았는데 브러시를 교체해야한다고..?)

같은 스펙의 다른 모터로 교체해야 하지만...

당연하게도 비효율적이고 (같은 모터를 찾기도 힘들 것 같다.)

일단 임시방편으로 브러시 부분의 마찰을 줄이기 위하여 브러시와 맞닿는 

회전자 위의 금속잔여물들을 면봉을 이용하여 제거 한 뒤 브러시와 회전자를 오일링한다. 

(필자의 경우 테플론 오일을 사용하였다. )

(모터를 분해하지 않은 상태로 오일링을 하기 위해서는 주사바늘과 같은 긴 대롱이 필요할 듯 하다 )

​

혹시나를 위하여 부싱에도 오일링을 하고 다시 테스트를 해보니 특별한 소음이 들리지 않았다. 

(물론 언제까지 그 효과가 갈지 알 수는 없지만,,,,)

이제 드디어 헤드폰을 안쓰고 레이싱 게임을 할 수 있게 되었다 ㅡㅡ...

(애초에 헤드폰을 써야만 게임을 할 수 있다는게 좀 비정상이긴 하지만...)

지금까지 신나게 분해하였으니 이제 남은 것은 조립뿐이다. 

희대의 명언 "조립은 분해의 역순"을 따라 레이싱 휠을 다시 재조립해간다.

아래는 재조립 시 유의해야 할 포인트에 대해서 간단하게 언급하고 넘어간다.

(뭐 선 끊어지는걸 조심해라 같은 너무나 당연한 사항들은 패스)

​

조립을 하려다 보면 위 사진과 같이 900도를 맞추기 위한 구조물을 볼 수 있는데 이 구조물의 중심을 잘 맞추어야 한다. 

메인 기어가 달린 판을 결합하기 위해 휠 아래쪽의 4개의 나사를 대충 결합 한 뒤 위의 기어를 맞추도록 하자.

중간의 슬리브 부분을 보면 45도로 홈이 나져 있는 것을 알 수 있는데 양쪽의 홈이 대칭이 되면서 메인 축의 돌기가 정확히 수직이 되면 맞게 장착되는 것이다. 

조립을 하기 전에 900도가 정상적으로(기계 결합적으로) 작동되는지 필히 확인하여야 다시 분해하는 참사가 발생하지 않는다. 

​<그림 : 45도 그루브 홈이 양쪽이 대칭! >

<그림 : 끝까지 휠을 돌리면 메인 축 돌기에 의하여 기계적으로 회전이 정지한다>

​메인 보드 마운트를 조립하고 메인 보드를 장착하고, 커넥터들을 연결한다. 

(메인보드 마운트의 아래 부분에 있는 투명 필름은 잃어버리기 쉬운 부품(?) 중의 하나이다. 아무래도 정전기 방지를 위해 있는 제품으로 보이니 가능하다면 까먹지 않고 조립하도록 하자. 

조립을 마쳤으면 즐겁게, 또 조용하게 게임을 즐겨보도록 하자. 

Keyword : Logitech G29 high pitched noise, squeaking sound

Solution : Right motor(without encoder) brush is origin of high pitched noise. (possibly  axial force causing noise due to helical gear friction)

Please clean surface of brush, and put some oil on brush

(you might need syringe needle for oiling)