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RaspberryPi 입출력디바이스III 1

제06강

입출력 디바이스 III

DC 모터 제어

스테핑 모터 제어

서보 모터 제어


DC 모터

* DC 모터 모듈

* Half Bridge 드라이버 회로

: DC 모터의 정회전, 역회전 구동을 위한 드라이버 회로

: SN754410 IC 사용( L293D IC도 호환 )


DC 모터(계속)

* SN754410 IC

: 2개의 half bridge로 구성

- 1A, 2A : 모터의 회전 방향을 결정, GPIO 핀에 연결

- 1Y, 2Y : DC 모터와 연결

- 1,2EN : 하나의 H-브리지 인에이블 단자( High일 때 H-브리지 동작 )

: 이 단자에 GPIO PWM 신호를 주어 모터 회전 속도 조절 가능

- Vcc1 : IC 로직을 위한 전원, 5V에 연결

- GND : 4, 5, 12, 13의 4핀을 GND에 연결

- Vcc2 : 모터 구동용 전원(5V~36V)(예, 모터 구동에 9V요구되면 9V인가)


DC 모터(계속)

* SN754410 H-브리지 동작상태


DC 모터(계속)

* dcmotor.h 사용자 라이브러리

: DC 모터 제어를 위한 함수들

$ sudo nano dcmotor.h

//=======================================// dcmotor.h// DC motor + Hbridge(SN754410)//=======================================#ifndef __DCMOTOR_H__#define __DCMOTOR_H__

#include #include

#define P_BRG_EN12 27 // BCM_GPIO #16#define P_BRG_1A 28 // BCM_GPIO #20#define P_BRG_2A 29 // BCM_GPIO #21

void setPinMode(void);void forward(void);void backward(void);


void brake(void);void stop(void);

void setPinMode(void) { pinMode(P_BRG_EN12, OUTPUT); pinMode(P_BRG_1A, OUTPUT); pinMode(P_BRG_2A, OUTPUT);}

void forward(void) { printf("forward....\n");

digitalWrite(P_BRG_EN12, LOW); digitalWrite(P_BRG_1A, HIGH); digitalWrite(P_BRG_2A, LOW);

digitalWrite(P_BRG_EN12, HIGH); // run}

void backward(void) { printf("backward....\n");

digitalWrite(P_BRG_EN12, LOW); digitalWrite(P_BRG_1A, LOW); digitalWrite(P_BRG_2A, HIGH);



void brake(void) { printf("brake....\n");

digitalWrite(P_BRG_EN12, LOW); digitalWrite(P_BRG_1A, LOW); digitalWrite(P_BRG_2A, LOW);


void stop(void) { printf("stop....\n");

digitalWrite(P_BRG_EN12, LOW);}

#endif


DC 모터(계속)

[실습1] DC 모터 제어

: 정회전/역회전을 3회 반복하는 프로그램

$ sudo nano dcMotor_01.c

//=======================================// dcMotor_01.c// DC motor + Hbridge(SN754410)//=======================================#include #include

#include "dcmotor.h" // user library

int main(void) {int i;

if(wiringPiSetup() == -1)return 1;

setPinMode();


for(i=0; i


DC 모터(계속)

[실습2] DC 모터 속도 제어

: Enable단자에 PWM 신호 인가하여 속도 가변되게 작성

: 점점 가속하다 최대속도에서 점차 감속하는 프로그램


//=======================================

// dcMotor_02.c

// DC motor + Hbridge(SN754410)

//=======================================

#include

#include

#include

#include "dcmotor.h“

void forwardPWM(int i) {

printf("forward....\n");


digitalWrite(P_BRG_EN12, LOW);

digitalWrite(P_BRG_1A, HIGH);

digitalWrite(P_BRG_2A, LOW);

softPwmWrite(P_BRG_EN12, i); // run

}

void stopPWM(void) {

printf("stop....\n");

softPwmWrite(P_BRG_EN12, LOW);

}

int main(void) {

int i;

if(wiringPiSetup() == -1)

return 1;

setPinMode();

softPwmCreate(P_BRG_EN12, 0, 100);


for(i=0; i=0; i-=5) {

printf("%d .......\n", i);

forwardPWM(i); //

delay(3000);

}

stopPWM();

delay(3000);

return 0;

}

$ make dcMotor_02

$ ./dcMotor_02


DC 모터(계속)

[실습3] DC 모터 제어

: BTN 입력에 따라 정/역회전 방향을 바꾸는 프로그램


//=======================================

// dcMotor_03.c

// DC motor + Hbridge(SN754410) + BTN

//=======================================

#include

#include

#include "dcmotor.h" // user library

#define P_BTN 5 // BCM_GPIO #24

int main(void) {


int i;

if(wiringPiSetup() == -1)

return 1;

pinMode(P_BTN, INPUT);

setPinMode();

while(1) {

if(digitalRead(P_BTN)==0)

forward();

else

backward();

}

return 0;

}

$ make dcMotor_03

$ ./dcMotor_03


스테핑 모터

* 스테핑 모터 모듈

: 28BYJ-48 모터 + ULN2003A 드라이버

: 회로도


스테핑 모터(계속)

* ULN2003A 드라이버

: 구동방법

-4phase 4step(2가지)

구 분 A B C D

step 1 1 0 0 0step 2 0 1 0 0step 3 0 0 1 0step 4 0 0 0 1

구 분 A B C D

step 1 1 1 0 0step 2 0 1 1 0step 3 0 0 1 1step 4 1 0 0 1

-4phase 8step

구 분 A B C D

step 1 1 1 0 0step 2 0 1 0 0step 3 0 1 1 0step 4 0 0 1 0step 5 1 0 1 1step 6 0 0 0 1step 7 1 0 0 1step 8 1 0 0 0



[실습4] 스테핑 모터 제어 I

: 정회전하되, 다양한 모드로 스테핑 모터를 제어

$ sudo nano stepMotor_01.c

//=======================================// stepMotor_01.c// 28BYJ-48 Step Motor + ULN2003A Driver//=======================================#include #include

#define P_ULN_IN1 26 // BCM_GPIO #12#define P_ULN_IN2 27 // BCM_GPIO #16#define P_ULN_IN3 28 // BCM_GPIO #20#define P_ULN_IN4 29 // BCM_GPIO #21

void setPinMode(void) { pinMode(P_ULN_IN1, OUTPUT); pinMode(P_ULN_IN2, OUTPUT);


pinMode(P_ULN_IN3, OUTPUT); pinMode(P_ULN_IN4, OUTPUT);}

void run(int in1, int in2, int in3, int in4) { digitalWrite(P_ULN_IN1, in1); digitalWrite(P_ULN_IN2, in2); digitalWrite(P_ULN_IN3, in3); digitalWrite(P_ULN_IN4, in4); delay(10); // speed}

int main(void) {

if(wiringPiSetup() == -1) return 1;

setPinMode();

while(1) {

/* // 2phase 4step .... X run(0, 0, 1, 0); run(0, 1, 1, 0); run(0, 1, 0, 0); run(0, 0, 0, 0);*/


/* // 4phase 4step I .... O run(1, 0, 0, 0); run(0, 1, 0, 0); run(0, 0, 1, 0); run(0, 0, 0, 1);*/

/* // 4phase 4step II ... O run(1, 1, 0, 0); run(0, 1, 1, 0); run(0, 0, 1, 1); run(1, 0, 0, 1);*/

// 4phase 8step ... O run(1, 1, 0, 0); run(0, 1, 0, 0); run(0, 1, 1, 0); run(0, 0, 1, 0); run(0, 0, 1, 1); run(0, 0, 0, 1); run(1, 0, 0, 1); run(1, 0, 0, 0);


}

return 0;}

$ make stepMotor_01

$ ./stepMotor_01



[실습5] 스테핑 모터 제어 II

: 정회전 / 역회전을 반복하는 프로그램( 4wire-4step )

$ sudo nano stepMotor_02.c

//=======================================// stepMotor_02.c// 28BYJ-48 Step Motor + ULN2003A Driver// CW-CCW-CW-..., using 4phase-4step//=======================================#include #include

#define P_ULN_IN1 26 // BCM_GPIO #12#define P_ULN_IN2 27 // BCM_GPIO #16#define P_ULN_IN3 28 // BCM_GPIO #20#define P_ULN_IN4 29 // BCM_GPIO #21

void setPinMode(void) { pinMode(P_ULN_IN1, OUTPUT); pinMode(P_ULN_IN2, OUTPUT); pinMode(P_ULN_IN3, OUTPUT);


pinMode(P_ULN_IN4, OUTPUT);}

void run(int in1, int in2, int in3, int in4) { digitalWrite(P_ULN_IN1, in1); digitalWrite(P_ULN_IN2, in2); digitalWrite(P_ULN_IN3, in3); digitalWrite(P_ULN_IN4, in4); delay(10); // speed}

int main(void) { int min=0; int max=200; int i;

if(wiringPiSetup() == -1) return 1;

setPinMode();

while(1) { for(i=0; i


}

for( ; i>=min; i--) { // CCW run(0, 0, 1, 1); run(0, 1, 1, 0); run(1, 1, 0, 0); run(1, 0, 0, 1); printf("CCW : %d\n", i); } }

return 0;}

$ make stepMotor_02

$ ./stepMotor_02


서보 모터

* SG90 서보모터 모듈

: 감속기어, 전자회, DC 모터로 구성된 모터

: PWM 신호에 의해 구동(오렌지색 단자)

: 로봇관절, RC카 등에서 미세한 각 조절에 사용

: 구동각 180도


서보 모터

* 서보 모터 제어

: PWM 신호에 따른 회전각


서보 모터(계속)

[실습6] 서보 모터 제어

: 서보 모터를 구동하는 프로그램

$ sudo nano servo_01.c

//=======================================// servo_01.c// Microservo SG90 module////=======================================#include #include #include #include

#define P_SVM 26 // BCM_GPIO #12

int main(void) { int i;

if(wiringPiSetup() == -1) exit(1);


pinMode(P_SVM, SOFT_PWM_OUTPUT);

softPwmCreate(P_SVM, 0, 200);

printf("[SG90 Serbo Motor testing............]\n"); while(1) {

for(i=0; i


응용과제

[응용1] DC 모터 제어

: DC 모터의 회전속도 주어졌을 때 운영가능토록

dcmotor.h의 모든 함수 재구현( 즉, PWM 방식 활용 )

: 재구현된 라이브러리를 활용하여 테스트 프로그램 작성

[응용2] DC모터 + BTN 모듈

: DC 모터의 회전방향을 버튼스위치를 사용하여 제어토록 구현


응용과제(계속)

[응용3] 서보모터 + BTN 모듈 x2

: 책받침의 각 조절을 가정하여.....

: 서보 모터의 회전각을 버튼스위치(상향,하향)로 제어토록 구현


서보 모터(계속)

* 서보모터용 PWM 신호에 의한 제어

: DC

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