아두이노 우노 R4 액추에이터

준비물

리니어 액추에이터 소개

리니어 액추에이터 핀아웃

리니어 액추에이터는 두 개의 전선이 함께 제공됩니다.

• 양극 전선: 일반적으로 빨간색
• 음극 전선: 일반적으로 검은색

작동 방식

선형 액추에이터를 구매할 때, 그것이 어떤 전압에서 작동하는지를 이해하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 12볼트를 사용하는 선형 액추에이터를 고려해 보세요.

12V 리니어 액추에이터를 12V 전원 공급 장치에 연결하면:

• 12V를 양극선에 연결하고 GND를 음극선에 연결: 선형 액추에이터는 최대 속도로 완전히 확장되어 제한점에서 멈춥니다.
• 12V를 음극선에 연결하고 GND를 양극선에 연결: 선형 액추에이터는 최대 속도로 완전히 수축되어 제한점에서 멈춥니다.

양극 및 음극 전선을 접지에 연결하여 액추에이터의 전원을 차단하면 액추에이터의 움직임이 멈춥니다.

선형 액추에이터에 12V 미만을 사용하면 여전히 작동하지만 최대 속도로는 작동하지 않습니다. 이는 전원 공급 전압을 변경하여 선형 액추에이터의 속도를 조정할 수 있음을 보여줍니다. 그러나 전압을 정밀하게 제어하는 것은 어렵기 때문에 이 방법은 일반적으로 사용되지 않습니다. 대신 전압은 일정하게 유지되고 선형 액추에이터의 속도는 PWM 신호를 사용하여 제어됩니다. PWM 듀티 사이클이 높을수록 선형 액추에이터가 더 빨리 움직입니다.

Arduino UNO R4를 사용하여 리니어 액추에이터 제어 방법

선형 액추에이터를 제어하려면 다음이 필요합니다:

• 선형 액추에이터의 확장을 가장 빠르게 가속합니다.
• 선형 액추에이터의 수축을 가장 빠르게 가속합니다.
• (선택 사항) 확장 및 수축 속도를 조정합니다.

Arduino UNO R4는 리니어 액추에이터를 위한 제어 신호를 생성할 수 있습니다. 그러나 이 신호는 전압과 전류가 약하기 때문에 액추에이터를 직접 제어할 수 없습니다. Arduino UNO R4와 리니어 액추에이터 사이에 하드웨어 드라이버를 사용해야 합니다. 드라이버는 두 가지 기능을 수행합니다:

• Arduino UNO R4의 제어 신호의 전력과 전압을 증가시킵니다.
• Arduino UNO R4에서 또 다른 신호를 받아 전원 공급 장치의 극성을 변경하여 방향을 제어합니다.

이 가이드는 L298N 드라이버를 사용하지만, L293D와 같이 선형 액추에이터를 제어할 수 있는 다양한 다른 칩과 모듈들도 있습니다.

L298N 드라이버에 대하여

L298N 드라이버는 리니어 액추에이터, DC 모터 및 스테퍼 모터와 같은 장치를 제어할 수 있습니다. 이 튜토리얼에서는 리니어 액추에이터를 제어하는 방법을 보여드리겠습니다.

L298N 드라이버 핀 배치

L298N 드라이버는 A 채널과 B 채널로 알려진 두 개의 개별 채널을 특징으로 합니다. 이 설정을 통해 L298N 드라이버는 두 개의 다른 선형 액추에이터를 독립적으로 동시에 관리할 수 있습니다. 예를 들어 선형 액추에이터 A가 채널 A에 연결되고 선형 액추에이터 B가 채널 B에 연결된 경우를 가정합니다. L298N 드라이버는 13개의 핀으로 구성되어 있습니다.

두 채널의 공통 핀:

• VCC 핀: 선형 액추에이터에 전원을 제공합니다. 5V에서 35V 범위를 수용합니다.
• GND 핀: 공통 접지로 작용하며 GND(0V)에 연결해야 합니다.
• 5V 핀: L298N 모듈에 전원을 공급합니다. 이를 위해 Arduino UNO R4의 5V를 사용할 수 있습니다.

Channel A 핀:

• ENA 핀: 리니어 액추에이터 A의 속도를 조절하는 데 도움이 됩니다. 점퍼를 분리하고 이 핀을 PWM 입력에 연결하면 확장 또는 축소하는 속도를 조정할 수 있습니다.
• IN1 & IN2 핀: 리니어 액추에이터의 이동 방향을 결정합니다. 한 핀이 HIGH이고 다른 핀이 LOW일 경우, 액추에이터는 확장 또는 축소할 것입니다. 두 핀이 모두 HIGH이거나 LOW이면 액추에이터는 움직임을 멈춥니다.
• OUT1 & OUT2 핀: 리니어 액추에이터 A와 연결되어 있습니다.

채널 B 핀:

• ENB 핀: 이 핀은 선형 액추에이터 B의 속도를 조절합니다. 점퍼를 분리하고 이 핀에 PWM 입력을 사용하여 선형 액추에이터 B가 얼마나 빠르게 확장 또는 축소되는지 제어하십시오.
• IN3 & IN4 핀: 이 핀은 선형 액추에이터의 움직임 방향을 결정합니다. 한 핀이 HIGH이고 다른 핀이 LOW이면 선형 액추에이터가 확장되거나 축소됩니다. 두 핀이 모두 HIGH 또는 LOW이면 선형 액추에이터가 멈춥니다.
• OUT3 & OUT4 핀: 이는 선형 액추에이터에 연결되어 있습니다.

L298N 드라이버에는 두 가지 유형의 입력 전원이 있습니다:

• 리니어 액츄에이터용 (VCC 및 GND 핀): 5V에서 35V.
• L298N 모듈의 내부 작동용 (5V 및 GND 핀): 5V에서 7V.

L298N 드라이버는 특별하거나 다른 용도를 위해 세 개의 점퍼가 함께 제공됩니다. 간단하게 하기 위해 L298N 드라이버에서 모든 점퍼를 제거해 주세요.

Arduino UNO R4와 L298N 드라이버를 사용하여 두 개의 직선 액추에이터를 독립적이고 동시에 제어할 수 있습니다. 각 직선 액추에이터를 작동시키기 위해서는 Arduino UNO R4의 세 개의 핀만 필요합니다.

선형 액추에이터 제어 방법

우리는 L298N 드라이버를 사용하여 선형 액추에이터를 제어하는 방법을 배울 것입니다.

배선도

배선을 시작하기 전에 L298N 모듈에서 모든 점퍼 세 개를 제거하세요.

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

Arduino Uno R4와 기타 부품에 전원을 공급하는 가장 효과적인 방법을 확인하시려면, 아래 링크를 참조하세요: 아두이노 우노 R4 전원 공급 방법.

선형 액추에이터를 확장/축소하는 방법

Linear Actuator의 방향을 제어하려면 IN1 및 IN2 핀을 HIGH 또는 LOW로 설정하면 됩니다. 아래 표는 두 채널 모두에 대한 설정 방법을 보여줍니다.

• 리니어 액추에이터 A 길이를 늘림

• 리니어 액추에이터 A가 수축합니다.

리니어 액추에이터가 확장되거나 축소되지 않도록 멈추는 방법

리니어 액추에이터는 최대점이나 최소점에 도달하면 자동으로 나가거나 들어오는 동작을 멈춥니다. 또한, 이러한 지점에 도달하기 전에 멈추도록 설정할 수도 있습니다.

선형 액추에이터를 중지하는 두 가지 방법이 있습니다.

• 속도를 0으로 설정합니다.

• IN1 및 IN2 핀을 동일한 수준(LOW 또는 HIGH)으로 설정합니다.

• 이 문서를 게시하기 전에 문법과 구두점을 확인해 주세요.

L298N 드라이버를 통해 선형 액추에이터의 속도 제어 방법

리니어 액추에이터의 속도를 쉽게 조절하려면 ENA 핀을 HIGH로 설정하는 대신 PWM 신호를 사용하세요. 방법은 다음과 같습니다.

• 아두이노 UNO R4 핀을 L298N 모듈의 ENA 핀에 연결하세요.
• AnalogWrite() 함수를 사용하여 ENA 핀에 PWM 신호를 전송하세요. L298N 드라이버는 이 신호를 강화하여 선형 액추에이터를 제어할 것입니다.

속도는 0에서 255까지의 숫자가 될 수 있습니다. 속도 0에서는 직선 액추에이터가 멈춥니다. 속도 255에서는 최고 속도로 이동합니다.

아두이노 UNO R4 예제 코드

이 코드는 다음 작업을 수행합니다:

• 액추에이터를 가능한 한 빨리 밖으로 이동시키세요
• 액추에이터를 멈추세요
• 액추에이터를 가능한 한 빨리 다시 안으로 이동시키세요
• 액추에이터를 멈추세요

자세한 사용 방법

다음 지시 사항을 단계별로 따르세요:

• Arduino Uno R4 WiFi/Minima를 처음 사용하시는 경우 아두이노 우노 R4 - 소프트웨어 설치에 대한 튜토리얼을 참조하세요.
• 제공된 다이어그램에 따라 부품을 연결하세요.
• USB 케이블을 사용하여 Arduino Uno R4 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
• 컴퓨터에서 Arduino IDE를 실행하세요.
• 적절한 Arduino Uno R4 보드(예: Arduino Uno R4 WiFi) 및 COM 포트를 선택하세요.

1. L298N 모듈에서 모든 점퍼 세 개를 제거하세요.
2. 코드를 Arduino IDE에 붙여넣으세요.
3. Arduino IDE에서 Upload 버튼을 눌러 코드를 Arduino UNO R4에 전송하세요.
4. 다음을 관찰하세요:

• 리니어 액추에이터는 한계에 도달하면 확장하고 정지합니다.

리니어 액추에이터는 일정 기간 동안 위치를 유지합니다.

• 선형 액추에이터가 수축하여 한계점에 도달하면 멈춥니다.

선형 액추에이터는 일정 시간 동안 위치를 유지합니다.

이 시퀀스는 계속 반복됩니다.

동영상

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함수 참조

• pinMode()
• analogWrite()
• digitalWrite()

관련 튜토리얼

• 아두이노 우노 R4 - 피드백 기능이 있는 액추에이터