아두이노 나노 - 스테퍼 모터 리미트 스위치 | Arduino Nano - Stepper Motor Limit Switch
이 튜토리얼은 아두이노 나노를 사용하여 리미트 스위치 및 L298N 드라이버를 통해 스테퍼 모터를 제어하는 방법을 지시합니다. 구체적으로, 다음을 다룰 것입니다:
- 리미트 스위치가 접촉되었을 때 스테퍼 모터를 정지시키는 방법을 아두이노 나노로 프로그래밍하는 방법.
- 리미트 스위치가 접촉되었을 때 스테퍼 모터의 방향을 변경하는 방법을 아두이노 나노로 프로그래밍하는 방법.
- 반대 위치에 설치된 두 개의 리미트 스위치로 스테퍼 모터의 방향을 변경하는 방법을 아두이노 나노로 프로그래밍하는 방법.
준비물
| 1 | × | Arduino Nano | Amazon | |
| 1 | × | USB A to Mini-B USB cable | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | Limit Switch (KW12-3) | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | Limit Switch (V-156-1C25) | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | Stepper Motor Nema 17 | Amazon | |
| 1 | × | L298N Motor Driver Module | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | 12V Power Adapter | Amazon | |
| 1 | × | DC Power Jack | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | Jumper Wires | Amazon | |
| 1 | × | (Optional) 9V Power Adapter for Arduino Nano | Amazon | |
| 1 | × | (Recommended) Screw Terminal Expansion Board for Arduino Nano | 쿠팡 | Amazon |
공개: 이 섹션에서 제공된 링크 중 일부는 제휴 링크입니다. 이 링크를 통해 구매한 경우 추가 비용없이 수수료를 받을 수 있습니다. 지원해 주셔서 감사합니다.
스테퍼 모터와 리미트 스위치에 대해
스테퍼 모터 및 리미트 스위치(핀 배치, 기능 및 프로그래밍 포함)에 익숙하지 않다면, 다음 튜토리얼이 학습에 도움이 될 수 있습니다:
- Arduino Nano - Limit Switch tutorial
- Arduino Nano - Stepper Motor tutorial
선연결
이 튜토리얼은 두 가지 경우에 대한 배선도를 제공합니다: 하나의 스테퍼 모터 + 하나의 리미트 스위치, 하나의 스테퍼 모터 + 두 개의 리미트 스위치.
ESP8266, 스테퍼 모터 및 리미트 스위치 간의 배선도.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
ESP8266, 스테퍼 모터 및 두 개의 리미트 스위치 간의 배선도.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
※ NOTE THAT:
스테퍼 모터와 L298N 사이의 배선 연결은 스테퍼 모터의 유형에 따라 다를 수 있습니다. 성공적인 연결을 보장하기 위해, 스테퍼 모터를 L298N 모터 드라이버에 연결하는 방법에 대한 지침은 아두이노 나노 - 스테퍼 모터 튜토리얼을 참조하십시오.
아두이노 나노 코드 - 리미트 스위치로 스테퍼 모터 정지
스테퍼 모터를 여러 가지 방법으로 정지시킬 수 있습니다:
- stepper.stop() 함수를 호출하세요: 이것은 모터를 즉시 정지시키지 않고, 점차적으로 감속하게 할 것입니다.
- stepper.run() 함수를 호출하지 마세요: 이것은 스테퍼 모터가 즉시 정지하게 할 것입니다.
아래 코드는 리미트 스위치가 접촉될 때까지 스테퍼 모터를 계속 회전시킵니다.
/*
* 이 Arduino Nano 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-stepper-motor-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#include <AccelStepper.h>
#define MAX_POSITION 0x7FFFFFFF // 최대 위치 설정 가능(long type)
ezButton limit_switch(5); // D5 핀을 위한 ezButton 객체 생성
AccelStepper stepper(AccelStepper::FULL4WIRE, A3, A2, A1, A0);
bool is_stopped = false;
void setup() {
Serial.begin(9600);
limit_switch.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50밀리초로 설정
stepper.setMaxSpeed(500.0); // 최대 속도 설정
stepper.setAcceleration(50.0); // 가속도 설정
stepper.setSpeed(100); // 초기 속도 설정
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치 설정
stepper.moveTo(MAX_POSITION);
}
void loop() {
limit_switch.loop(); // loop() 함수를 먼저 호출해야 함
if (limit_switch.isPressed()) {
Serial.println(F("The limit switch: TOUCHED"));
is_stopped = true;
}
if (is_stopped == false) {
// 이 부분 없이는, 최대 위치에 도달한 후 이동이 멈춤
if (stepper.distanceToGo() == 0) { // 모터가 최대 위치까지 이동했다면
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치를 0으로 리셋
stepper.moveTo(MAX_POSITION); // 모터를 다시 최대 위치까지 이동
}
stepper.run(); // loop() 함수 안에서 호출해야 함
} else {
// stepper.run() 함수를 호출하지 않으면, 모터가 즉시 정지함
// 주의: stepper.stop()을 호출한다고 모터가 즉시 정지하지는 않음.
Serial.println(F("The stepper motor is STOPPED"));
}
}
사용 방법
- Arduino Nano를 USB 케이블을 사용하여 컴퓨터에 연결하세요.
- Arduino IDE를 열고, 올바른 보드와 포트를 선택하세요.
- Arduino IDE의 왼쪽 바에 있는 Libraries 아이콘을 클릭하세요.
- “ezButton”을 검색하고 ArduinoGetStarted.com에서 버튼 라이브러리를 찾으세요.
- Install 버튼을 눌러 ezButton 라이브러리를 설치하세요.
- "AccelStepper"을 검색하고 Mike McCauley가 만든 AccelStepper 라이브러리를 찾으세요.
- 그런 다음, Install 버튼을 눌러 추가하세요.
- 위의 코드를 복사하고 Arduino IDE에서 열어주세요.
- Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 컴파일하고 Arduino Nano에 업로드하세요.
- 배선이 정확하면 모터가 시계 방향으로 회전해야 합니다.
- 리미트 스위치를 누르면 모터는 즉시 멈춰야 합니다.
- 시리얼 모니터에 표시된 결과는 다음과 같아야 합니다.
COM6
The limit switch: TOUCHED
The stepper motor is STOPPED
The stepper motor is STOPPED
The stepper motor is STOPPED
The stepper motor is STOPPED
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
코드 설명
소스 코드의 주석에 포함된 줄별 설명을 확인하세요!
아두이노 나노 코드 - 리미트 스위치로 스테퍼 모터 방향 변경
스테퍼 모터는 연속적으로 회전하도록 만들어지며, 리미트 스위치에 닿으면 그 방향이 변경됩니다. 이는 다음 코드로 이루어집니다:
/*
* 이 Arduino Nano 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-stepper-motor-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#include <AccelStepper.h>
#define DIRECTION_CCW -1
#define DIRECTION_CW 1
#define MAX_POSITION 0x7FFFFFFF // maximum of position we can set (long type)
ezButton limit_switch(5); // D5핀에 대한 ezButton 객체 생성
AccelStepper stepper(AccelStepper::FULL4WIRE, A3, A2, A1, A0);
int direction = DIRECTION_CW;
long target_pos = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
limit_switch.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50밀리세컨드로 설정
stepper.setMaxSpeed(500.0); // 최대 속도 설정
stepper.setAcceleration(50.0); // 가속도 설정
stepper.setSpeed(100); // 초기 속도 설정
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치 설정
target_pos = direction * MAX_POSITION;
stepper.moveTo(target_pos);
}
void loop() {
limit_switch.loop(); // loop() 함수를 먼저 호출해야 함
if (limit_switch.isPressed()) {
Serial.println(F("The limit switch: TOUCHED"));
direction *= -1; // 방향 변경
Serial.print(F("The direction -> "));
if (direction == DIRECTION_CW)
Serial.println(F("시계 방향"));
else
Serial.println(F("반시계 방향"));
target_pos = direction * MAX_POSITION;
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치 설정
stepper.moveTo(target_pos);
}
// 이 부분이 없으면 최대 위치에 도달한 후 이동이 멈춤
if (stepper.distanceToGo() == 0) { // 모터가 최대 위치로 이동했으면
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치를 0으로 리셋
stepper.moveTo(target_pos); // 모터를 다시 최대 위치로 이동
}
stepper.run(); // loop() 함수에서 호출해야 함
}
사용 방법
- 아두이노 IDE로 코드를 복사하여 열어보세요.
- IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 아두이노 나노에 코드를 업로드하세요.
- 배선이 올바르면 모터가 시계 방향으로 회전할 것입니다.
- 리미트 스위치를 누르면 스테퍼 모터의 방향이 반시계 방향으로 바뀝니다.
- 리미트 스위치를 다시 누르면 스테퍼 모터가 시계 방향으로 회전합니다.
- 시리얼 모니터의 결과는 이렇게 보일 것입니다.
COM6
The limit switch: TOUCHED
The direction -> ANTI-CLOCKWISE
The limit switch: TOUCHED
The direction -> CLOCKWISE
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
아두이노 나노 코드 - 두 개의 리미트 스위치로 스테퍼 모터의 방향 변경
스테퍼 모터를 연속적으로 회전시키고, 두 개의 리미트 스위치 중 하나가 닿으면 방향을 전환하세요.
/*
* 이 Arduino Nano 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-stepper-motor-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#include <AccelStepper.h>
#define DIRECTION_CCW -1
#define DIRECTION_CW 1
#define STATE_CHANGE_DIR 1
#define STATE_MOVE 2
#define STATE_MOVING 3
#define MAX_POSITION 0x7FFFFFFF // 최대 위치 설정 가능(long 타입)
ezButton limit_switch_1(5); // D5핀을 위한 ezButton 객체 생성
ezButton limit_switch_2(12); // D12핀을 위한 ezButton 객체 생성
AccelStepper stepper(AccelStepper::FULL4WIRE, A3, A2, A1, A0);
int stepper_state = STATE_MOVE;
int direction = DIRECTION_CW;
long target_pos = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
limit_switch_1.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50 밀리초로 설정
limit_switch_2.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50 밀리초로 설정
stepper.setMaxSpeed(500.0); // 최대 속도 설정
stepper.setAcceleration(50.0); // 가속도 설정
stepper.setSpeed(100); // 초기 속도 설정
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치 설정
}
void loop() {
limit_switch_1.loop(); // loop() 함수를 먼저 호출해야 함
limit_switch_2.loop(); // loop() 함수를 먼저 호출해야 함
if (limit_switch_1.isPressed()) {
stepper_state = STATE_CHANGE_DIR;
Serial.println(F("The limit switch 1: TOUCHED"));
}
if (limit_switch_2.isPressed()) {
stepper_state = STATE_CHANGE_DIR;
Serial.println(F("The limit switch 2: TOUCHED"));
}
switch (stepper_state) {
case STATE_CHANGE_DIR:
direction *= -1; // 방향 변경
Serial.print(F("The direction -> "));
if (direction == DIRECTION_CW)
Serial.println(F("CLOCKWISE"));
else
Serial.println(F("ANTI-CLOCKWISE"));
stepper_state = STATE_MOVE; // 방향 변경 후, 모터를 이동시키기 위해 다음 상태로 이동
break;
case STATE_MOVE:
target_pos = direction * MAX_POSITION;
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치 설정
stepper.moveTo(target_pos);
stepper_state = STATE_MOVING; // 이동 후에, 모터를 무한히 움직이기 위해 다음 상태로 이동
break;
case STATE_MOVING: // 이 상태가 없으면, 최대 위치에 도달한 후에 이동이 멈춤
if (stepper.distanceToGo() == 0) { // 모터가 최대 위치까지 이동했다면
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치를 0으로 재설정
stepper.moveTo(target_pos); // 다시 최대 위치까지 모터를 이동
}
break;
}
stepper.run(); // loop() 함수 안에서 반드시 호출해야 함
}
사용 방법
- 위의 코드를 복사해서 아두이노 IDE에서 열어보세요.
- Upload 버튼을 클릭하여 코드를 아두이노 나노로 보내세요.
- 배선이 올바르게 연결되어 있다면, 모터는 시계 방향으로 회전해야 합니다.
- 리미트 스위치 1을 누르면, 스테퍼 모터의 방향이 반시계 방향으로 바뀌어야 합니다.
- 리미트 스위치 2를 누르면, 스테퍼 모터의 방향이 다시 시계 방향으로 바뀌어야 합니다.
- 시리얼 모니터에 나타나는 결과는 이렇게 보여야 합니다.
COM6
The limit switch 1: TOUCHED
The direction -> ANTI-CLOCKWISE
The limit switch 2: TOUCHED
The direction -> CLOCKWISE
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
동영상
비디오 제작은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 비디오 튜토리얼이 학습에 도움이 되었다면, YouTube 채널 을 구독하여 알려 주시기 바랍니다. 비디오에 대한 높은 수요가 있다면, 비디오를 만들기 위해 노력하겠습니다.