즐기기도 전에 다 지게 생겼다.
일단 약속대로 블루투스 자동차를 만들어 본다. 장애물은 세가지 정도
- 아두이노에서 블루투스를 사용하기
- 모터 제어
- 스마트폰에서 리모컨 프로그래밍
일단 전체 작전도
왼쪽부터 아두이노 UNO, 블루투스 슬레이브 UART, 모터드라이버 쉴드, 그리고 최신형 페라리, 각종 점퍼 및 핀어레이 (왼쪽상단 우정 출연한 저분은 만국 공용의 길이 측정자, 그리고 아쉽게도 카메라빨 못받으신 납땜기, 니퍼, 스트리퍼,...) 그리고 무엇보다 중요한 고무밴드.. 어떠한 충돌에도 안전을 보장할 것이다..
블루투스는 슬레이브로 사야한다. 그냥 서버역할을 하니 마스터겠지 하고 생각했는데.. 슬레이브가 맞다. 그리고 또 이상한 단어 UART.. 깊게가면 재미 없다. 그냥 이건 비동기식 시리얼 통신이고 무엇보다 동기식보다 싸고 보편적이라는 것 정도만 알고 넘어간다. 자세한건 구글링..
일단 말로만 때워도 되는것 부터 시작...
모터제어 (PWM: Pulse Width Modulation 제어)
이것은 자동차를 정회전, 역회전, 회전 속도 바꾸기 등등 때문에 필요한 것이다. 항상 그렇지만 새로운 단어는 거창하게 들리는 동시에 귀에 거슬린다. 알고 보면 간단한 내용인데..
회전 방향 바꾸는 거는 생각만으로도 쉽다. 그냥 0 또는 1 걸어서 구분만 시켜주면 받는놈이 어찌 할테니.. 문제는 속도 제어다. 디지털은 0,1 만 있어서 0.34 같은 중간값이 필요한데 어찌할까? 여기서 나온게 PWM 제어이다. 일단 위키 http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation 를 링크는 거는데.. 너무 전문적인 설명이고..
예를들면 10초 단위로 신호를 보내는데
1초 5V - 9초 0V -1초 5V - 9초 0V - .... 와
5초 5V - 5초 0V -5초 5V - 9초 0V - ....
는 어떤 차이가 있을건 당연하다.. 그런 차이를 응용하는게 PWM 방식이다.
아두이노는 그런방식으로 아날로그 (analog) 신호를 만들어 낸다. analogRead, analogWrite 함수가 그것이다. (사실 매뉴얼 보면 아날로그 포트, 디지털 포트를 구별해 놓았는데.. 모든 포트에서 pwm을 지원하기는 하는것 같다. 다만 지정된 핀은 별도 회로에서 pwm을 지원해서 mpu에 부담을 덜 주는 것인지... 그것은 차차 확인해 봐야 겠다)
여기서 질문
"그냥 아두이노 신호를 모터에 직접 넣으면 되지 왜 드라이버쉴드가 필요해요 ?"
여러가지 이유가 있겠지만 큰 두가지 이유
- 아두이노 출력은 5V가 한계다. 만약 12V로 구동되는 자동차 모터라면 직접 쓸 수 없다는 얘기다.
- 또 한가지 중요한 건, 설령 모터가 5V로 구동 된다 하더라도 문제는 전류다. 여러번 나온 얘기지만 모터는 "파워" 도구이다. 반면 아두이노 출력은 모두 시그널이다. 이걸로 직접 모터를 구동하다가는 과전류가 흘러 아두이노 보드 타버릴 수도 있고, 설사 방지 회로가 있더라도 모터는 전류 부족으로 제대로 구동되지 않는다. 그냥 아두이노 출력은 LED 켜기정도? 자세한건 아두이노 매뉴얼에 허용 출력이 나와 있을것이다..
아두이노 호환 드라이버들이 많이 나온다. 엄밀하게 말하면 호환이라고 하기엔 좀 어색하다. 그냥 아두이노 핀배치에 일치하는 모터드라이버로 별도의 점퍼선이 필요치 않은 보드 정도가 좀더 맞는 말일 것이다. 그런 것들을 "쉴드"라고 부른다. 모터드리이버 말고도 이더넷, Wi-Fi 등 종류가 많다.. 딱 필요한 기능만 있는 부품 보다는 당연히 비싸다.
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| 모터 드라이버 쉴드를 등에 업은 아두이노 |
어쨋건 큰맘먹고 드라이버는 아두이노쉴드 중 하나를 구매.. 그것도 나중을 생각해서 2A 짜리로.. 당연히 바퀴 두개를 별도로 제어하려면 출력은 2개가 있어야 한다. PLL 제어 기능까지 있다는데.. 일단 머리아프니 패스.. 어짜피 사용할 계획도 없고..
별도의 회로 연결은 필요없다. 4개핀은 아두이노와의 통신에 사용하고, 나머지 핀은 그대로 아두이노에 연결시켜 주는 통로 역할을 한다. 4개 핀은 반드시 기억해 두었다가 모터제어 프로그래밍에 쓰고.. 그 나머지 안쓰는 핀 중에 적당한놈 골라서 나중에 블루투스에 쓰면 된다.
아두이노-드라이버-모터의 연결을 마쳤으면 이제 아두이노IDE 로 가서..
//4,5,6,7번은 모터쉴드에 예약되었습니다
int E1 = 6; // motor1 속도
int M1 = 7; // motor1 전.후진
int E2 = 5; // motor 2 속도
int M2 = 4; // motor 2 전.후진
void setup(){
pinMode(M1,OUTPUT);
pinMode(M2,OUTPUT);
pinMode(E1,OUTPUT);
pinMode(E2,OUTPUT);
}
void loop(){
digitalWrite(M1,LOW); //방향
digitalWrite(M2,LOW); //방향
analogWrite(E1,255); // 0-255
analogWrite(E2,255); // 0-255
}
더 이상 무슨 설명이 필요한가.. 코드에 이미 설명이 다 되어있고.. 이게 소스 전부다.. 양쪽바퀴 모두 가장 빠르게 전진하라는 내용이다. 물론 나중에 리모컨 신호를 받아서 적절한 처리를 해 주는 작업을 할 것이다... 참고로 아두이노 PWM (analog) 출력은 0-255 사이의 값으로 조정한다.. 255면 계속 모터에 최대 전원을 준다는 얘기다. 참고로 analogRead 도 있는데 그것은 0-1024 값을 쓰니 혼돈하지 말것..
쓰다보니 길어졌다. 다음 블루투스 연결로 이어진다..
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