레슨 89: 연속 또는 360 서보 모터 사용하기 | Arduino 단계별 강좌

레슨 89: 연속 또는 360 서보 모터 사용하기 | Arduino 단계별 강좌

표준 서보모터처럼 앞뒤로만 움직이는 대신, 모터를 원하는 방향으로 원하는 시간만큼 회전시키고 싶었던 적이 있나요? 이것이 바로 연속 회전 또는 360도 서보모터가 제공하는 기능입니다. 특정 각도(일반적으로 0~180도)로 움직이는 표준 서보모터와 달리, 연속 서보모터는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 끝없이 회전합니다. 따라서 소형 로봇, 카메라 플랫폼 또는 연속 회전 제어가 필요한 모든 프로젝트에 완벽합니다.

이 프로젝트에서는 세 개의 푸시 버튼만 사용하여 360도 서보모터용 제어 시스템을 구축합니다. 버튼을 통해 서보모터를 시계 방향, 반시계 방향으로 회전시키거나 언제든지 정지시킬 수 있습니다. 이 가이드에서는 배선 방법을 안내하고, 코드에서 사용자가 설정할 수 있는 부분을 설명하며, 시스템이 작동하는 라이브 데모를 보여드립니다.

연속 서보모터를 자신의 프로젝트에 활용할 수 있는 몇 가지 실용적인 아이디어는 다음과 같습니다:

• 소형 2륜 로봇 제작: 두 개의 연속 서보모터로 바퀴를 구동하여 전진, 후진 및 회전 동작을 구현합니다.
• 팬틸트 카메라 마운트 제작: 보안 카메라나 야생동물 관찰 카메라의 느리고 끝없는 패닝에 연속 서보모터 하나를 사용합니다.
• 컨베이어 벨트 자동화: 물품 분류 또는 배출을 위한 소형 컨베이어 시스템을 제어합니다.
• 회전 디스플레이 스탠드 설계: 3D 모델이나 제품을 연속적으로 회전하는 플랫폼에 전시합니다.

필요한 하드웨어

• Arduino 보드 (Uno, Nano 등)
• 연속(360도) 서보모터 (예: FS90R, DS04-NFC)
• 푸시 버튼 3개
• 점퍼 와이어
• 브레드보드

배선 가이드

이 프로젝트의 배선은 간단합니다. 서보모터에는 일반적으로 접지(GND)용 어두운 색 선, 전원(5V)용 중간(보통 빨간색) 선, 신호용 밝은 색(주황색, 노란색 또는 흰색) 선의 세 가닥이 있습니다. 비디오에 표시된 대로 서보모터는 다음과 같이 Arduino에 연결됩니다:

• 서보 접지(어두운 선): Arduino GND에 연결합니다.
• 서보 전원(중간/빨간색 선): Arduino 5V에 연결합니다.
• 서보 신호(밝은 선): Arduino 핀 9에 연결합니다.

세 개의 푸시 버튼의 경우, 각 버튼에는 양쪽에 두 개의 단자가 있습니다. 모든 버튼의 한쪽 단자는 서로 연결된 후 Arduino GND에 연결됩니다. 각 버튼의 다른 쪽 단자는 아래 설명과 같이 별도의 디지털 핀에 연결됩니다(비디오 03:40 참조):

• 시계 방향(CW) 버튼: Arduino 핀 2에 연결합니다.
• 정지 버튼: Arduino 핀 3에 연결합니다.
• 반시계 방향(CCW) 버튼: Arduino 핀 4에 연결합니다.

코드 설명

코드는 쉽게 설정할 수 있도록 설계되었습니다. 가장 중요한 부분은 서보모터의 동작을 제어하기 위해 전송되는 특정 PWM 값을 담고 있는 sc[] 배열입니다. 이 값은 보편적이지 않으며 사용자의 특정 서보모터에 맞게 보정해야 합니다(비디오 12:23 참조).

int sc[]={106, 58, 0};// 서보 명령은 순서대로
        //CCW, STOP,CW

이 배열은 보정의 핵심입니다. 값은 다음 순서로 사용됩니다:

• sc[0] = 106: 이 값은 서보모터를 반시계 방향으로 회전시키기 위해 전송됩니다.
• sc[1] = 58: 이 값은 "정지" 값입니다. 내부 회로로 인해 모터를 정지시키는 정확한 값은 서보모터마다 다릅니다. 이 명령을 보내도 서보모터가 천천히 회전할 수 있으며, 실제 "완전 정지" 값을 찾으려면 이 숫자를 약간 조정해야 할 수 있습니다.
• sc[2] = 0: 이 값은 서보모터를 최대 속도로 시계 방향으로 회전시킵니다.

sc[] 배열의 값을 조정하여 회전 속도를 변경할 수 있습니다. 예를 들어, sc[0]을 70으로 설정하면 반시계 방향 회전이 더 느려집니다. 값이 "정지" 값(58)에 가까울수록 해당 방향으로 모터가 더 천천히 회전합니다. 58에서 멀어질수록 최대 한도까지 속도가 증가합니다.

수정해야 할 다른 주요 변수도 몇 가지 있습니다. servoPin은 9로 설정되어 있으며, 이는 Arduino에서 PWM을 지원하는 핀이어야 합니다. 버튼 핀은 코드 상단에 정의되어 있으며 필요에 따라 변경할 수 있습니다.

int servoPin = 9;// 이 핀은 PWM ~ 기능이 있는 핀이어야 합니다.

#define STOPpin 3 // 정지용 푸시 버튼 핀
#define CWpin 2 //  CW용 푸시 버튼
#define CCWpin 4 // CCW용 푸시 버튼

마지막으로, scText[] 배열은 디버깅을 위해 시리얼 모니터에 출력되는 문자열을 담고 있습니다. 다른 메시지를 표시하려면 이 값을 변경할 수 있습니다.

코드 사용 방법

제공된 코드를 Arduino 보드에 업로드합니다. 시리얼 모니터(9600 baud로 설정)를 열어 상태 메시지를 확인합니다. 이제 세 개의 버튼으로 서보모터를 제어할 수 있습니다:

• CW 버튼을 길게 누르기: 서보모터가 시계 방향으로 회전하기 시작합니다. 시리얼 모니터에 "CW"와 전송 중인 값이 표시됩니다.
• CCW 버튼을 길게 누르기: 서보모터가 반시계 방향으로 회전하기 시작합니다. 시리얼 모니터에 "CCW"와 전송 중인 값이 표시됩니다.
• 정지 버튼 누르기: 서보모터가 정지하려고 시도합니다. 시리얼 모니터에 "Stop"이 표시됩니다.

서보 모터가 정지 버튼을 눌렀을 때 완전히 멈추지 않으면 sc[] 배열의 sc[1] 값을 보정해야 합니다. 값을 약간 변경하고(예: 58에서 54 또는 52로) 모터가 완전히 멈출 때까지 코드를 다시 업로드해 보세요.

실시간 데모

영상에서 발표자는 전체 시스템을 시연합니다. 버튼 입력에 따라 서보가 양방향으로 회전하는 것을 볼 수 있습니다. 또한 시리얼 모니터 출력이 표시되어 현재 상태("CW", "Stop" 또는 "CCW")와 서보로 전송되는 특정 값을 보여줍니다. 이는 디버깅과 특정 모터에 맞는 완벽한 보정 값을 찾는 데 매우 유용한 도구입니다. 데모에서는 sc[] 배열의 값을 조정하면 모터 속도가 느린 움직임부터 최대 회전 속도까지 어떻게 직접적으로 영향을 받는지도 보여줍니다.

결론

이 프로젝트는 연속 회전 서보 모터를 제어하는 간단하고 효과적인 방법을 제공합니다. "정지" 값의 보정 과정을 이해하면 자신만의 로봇 공학 및 자동화 프로젝트에서 정밀한 제어를 보장할 수 있습니다.

비디오 챕터

• [00:05] 연속 회전 서보 모터 소개
• [02:02] 서보 하드웨어 개요
• [02:40] 배선도 및 연결
• [05:07] 코드 설명: 변수 및 설정
• [08:03] 코드 설명: 메인 루프 로직
• [09:56] servoCommand() 함수
• [10:54] 실시간 데모 및 시리얼 모니터 출력
• [12:23] 서보 속도 및 정지 값 보정

이미지

360 servo 3 push button wiring

360 servo 3 push button wiring

++
/*
 *  S05-13 Servo with 3 push buttons
 *  Demonstration of Controlling a Continuous Servo (360 servo)
 *  This code allows you to control a 360-degree servo using push buttons
 *
 * Modified by Ahmad Shamshiri for Robojax Robojax.com
 * on Jan 17, 2019 at 22:42 in Ajax, Ontario, Canada
 Watch the video instruction for this sketch: https://youtu.be/hVe4TSRV4ww

 Watch Introduction to  360 Servo video with code: https://youtu.be/b_xvu6wWafA
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 Original code by BARRAGAN <http://barraganstudio.com>
 *
 * Code is available at http://robojax.com/learn/arduino

 * This code is "AS IS" without warranty or liability. Free to be used as long as you keep this note intact.
 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.

*/

#include <Servo.h>

Servo myservo;  // create servo object to control a servo
// twelve servo objects can be created on most boards

int servoPin = 9;// this pin must be one of those with PWM ~


#define STOPpin 3 // push button pin  for STOP
#define CWpin 2 //  push button for CW
#define CCWpin 4 // push button for CCW

int sc[]={106, 58, 0};// servo commands are in order
        //CCW, STOP,CW

String scText[]={"CCW","Stop","CW"};// define texts for 3 actions
int statusText;
int CWBS, CCWBS, SBS;
      //CW button status (CWBS)
      //CCW button status (CCWBS)
      //stop button status (SBS)

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(STOPpin,INPUT_PULLUP);// set pin for push button STOP
  pinMode(CCWpin,INPUT_PULLUP);// set pin for push button CCW
  pinMode(CWpin,INPUT_PULLUP);// set pin for push button CW

  myservo.attach(servoPin);  // attaches the servo on pin 9 to the servo object
  myservo.write(sc[1]);// send STOP command
  statusText=1;// initial value is STOP
}



void loop() {

    CCWBS = digitalRead(CCWpin);// read status of button CCW
    SBS = digitalRead(STOPpin);// read status of button STOP
    CWBS = digitalRead(CWpin);// read status of button CW

    if(CCWBS ==LOW)
    {
      servoCommand(0);
    }else if(SBS ==LOW)
    {
      servoCommand(1);
    }else if(CWBS ==LOW)
    {
      servoCommand(2);
    }

  Serial.println(scText[statusText]);
  delay(50);
}// loop



void servoCommand(int n)
{
   statusText = n;
   myservo.write(sc[n]);
   Serial.print("Going to  ");
   Serial.print(scText[n]);
   Serial.print( "(");
   Serial.print(sc[n]);
   Serial.println(")");
}