ESP32 피드백이 있는 액추에이터
이전 튜토리얼에서는 ESP32 - 구동기에 대해 배웠습니다. 이번 튜토리얼에서는 피드백이 있는 리니어 액추에이터(피드백 리니어 액추에이터라고도 함)에 대해 배울 예정입니다. 리니어 액추에이터로부터의 피드백은 그것의 스트로크 위치를 식별하는 정보를 제공하고, 그 위치를 제어할 수 있습니다. 상세하게, 우리는 다음을 학습할 것입니다:
- 피드백 선형 액추에이터의 작동 원리
- 피드백 선형 액추에이터의 위치 찾는 방법(밀리미터 단위)
- 선형 액추에이터의 위치를 제어하는 방법
준비물
| 1 | × | ESP32 ESP-WROOM-32 개발 모듈 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-C | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 12V 피드백 기능이 있는 선형 액추에이터 | 아마존 | |
| 1 | × | L298N 모터 드라이버 모듈 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 12V 전원 어댑터 | 아마존 | |
| 1 | × | DC 커넥터 전원 연결 잭 플러그 소켓 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) ESP32용 스크루 터미널 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) ESP32용 전원 분배기 | 쿠팡 | 아마존 |
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피드백 선형 액추에이터에 관하여
피드백 선형 액추에이터는 위치를 식별하고 제어할 수 있는 피드백 신호가 있는 선형 액추에이터입니다. 피드백은 스트로크 위치에 비례하여 전압 값을 출력하는 포텐시오미터입니다.
피드백 선형 액추에이터 핀배열
피드백 선형 액추에이터는 5개의 전선이 있습니다:
- 구동기 양극선: 이 전선은 고전압(12V, 24V, 48V...)을 사용하여 선형 구동기를 제어하는 데 사용됩니다.
- 구동기 양극선: 이 전선은 고전압(12V, 24V, 48V...)을 사용하여 선형 구동기를 제어하는 데 사용됩니다.
- 5V 전선: 이 전선은 피드백 포텐쇼미터에 사용됩니다. 이 전선을 5V나 3.3V에 연결하세요.
- GND 전선: 이 전선은 피드백 포텐쇼미터에 사용됩니다. 이 전선을 GND에 연결하세요.
- 포텐쇼미터 전선: (피드백 전선 또는 출력 전선이라고도 함) 이 전선은 스트로크 위치에 비례하여 전압 값을 출력합니다.
작동 원리
만약 우리가 양극과 음극 선에 고전압을 공급한다면, 액추에이터의 작동 범위는 확장되거나 축소될 것입니다. 자세히 말하면, 만약 우리가 연결한다면:
- 12V(12V, 24V, 48V...)와 GND를 각각 양선과 음선에 연결하면: 선형 액추에이터가 제한에 도달할 때까지 전속력으로 확장됩니다.
- 12V(12V, 24V, 48V...)와 GND를 각각 음선과 양선에 연결하면: 선형 액추에이터가 제한에 도달할 때까지 전속력으로 축소됩니다.
- 확장하거나 축소하는 동안, 액추에이터에 전력을 차단하면(양선과 음선 모두에 GND를 연결하면), 액추에이터가 확장/축소를 멈춥니다.
※ 주의:
- 구동기를 제어하기 위한 전압 값은 구동기의 사양에 따라 달라집니다. 해당 전압 값을 알려면 데이터시트나 매뉴얼을 읽어보세요.
- 구동기는 부하를 지탱하면서 전원을 차단해도 위치를 유지할 수 있습니다.
포텐쇼미터 와이어의 전압 값은 액추에이터의 스트로크 위치에 비례합니다. 이 전압을 측정함으로써 스트로크의 위치를 알 수 있습니다.
배선도
L298N 모듈의 모든 점퍼 세 개를 배선하기 전에 제거해 주세요.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
ESP32 및 다른 구성 요소에 전원을 공급하는 방법에 대해 잘 알지 못하는 경우, 다음 튜토리얼에서 안내를 찾을 수 있습니다: ESP32를 구동하는 방법.
선형 액추에이터를 확장/축소하는 방법
ESP32 - 구동기 튜토리얼을 참조하세요
선형 액추에이터의 위치를 찾는 방법
아래는 리니어 액추에이터에서 스트로크의 위치를 확인하는 방법을 보여줍니다.
보정
- 액추에이터의 스트로크 길이(밀리미터 단위)를 자를 사용하여 측정하거나 데이터시트를 읽어 확인하십시오.
- 아래 코드를 실행하여 선형 액추에이터가 완전히 확장되었을 때와 완전히 축소되었을 때의 출력 값을 확인하십시오.
/*
* 이 ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp32/esp32-actuator-with-feedback
*/
// 작동기가 완전히 확장되고 축소될 때의 피드백을 받기 위한 코드입니다
#define ENA_PIN 27 // ESP32 핀 GPIO27이 L298N의 EN1 핀에 연결됩니다
#define IN1_PIN 26 // ESP32 핀 GPIO26이 L298N의 IN1 핀에 연결됩니다
#define IN2_PIN 25 // ESP32 핀 GPIO25가 L298N의 IN2 핀에 연결됩니다
#define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 핀 GPIO36 (ADC0)이 작동기의 포텐쇼미터에 연결됩니다
void setup() {
Serial.begin(9600);
// 디지털 핀을 출력으로 초기화합니다.
pinMode(ENA_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN1_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN2_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(ENA_PIN, HIGH);
}
void loop() {
// 작동기를 확장합니다
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH);
digitalWrite(IN2_PIN, LOW);
delay(20000); // 작동기가 완전히 확장될 때까지 기다립니다. 한계에 도달하면 자동으로 확장을 멈춥니다
// 아날로그 입력 값을 읽습니다:
int POTENTIOMETER_MAX = analogRead(POTENTIOMETER_PIN);
Serial.print("POTENTIOMETER_MAX = ");
Serial.println(POTENTIOMETER_MAX);
// 작동기를 축소합니다
digitalWrite(IN1_PIN, LOW);
digitalWrite(IN2_PIN, HIGH);
delay(20000); // 작동기가 완전히 축소될 때까지 기다립니다. 한계에 도달하면 자동으로 축소를 멈춥니다
int POTENTIOMETER_MIN = analogRead(POTENTIOMETER_PIN);
Serial.print("POTENTIOMETER_MIN = ");
Serial.println(POTENTIOMETER_MIN);
}
아래 예시처럼 시리얼 모니터에서 로그가 표시됩니다.
COM6
POTENTIOMETER_MAX = 987
POTENTIOMETER_MIN = 13
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
- 이 값들을 적으세요
- 최소/최대 값이 바뀌어 있다면, IN1_PIN과 IN2_PIN을 바꾸세요
아래 코드에 세 가지 값을 업데이트하세요
액추에이터의 위치를 계산하는 ESP32 코드
/*
* 이 ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp32/esp32-actuator-with-feedback
*/
#define ENA_PIN 27 // ESP32 핀 GPIO27이 L298N의 EN1 핀에 연결됨
#define IN1_PIN 26 // ESP32 핀 GPIO26이 L298N의 IN1 핀에 연결됨
#define IN2_PIN 25 // ESP32 핀 GPIO25가 L298N의 IN2 핀에 연결됨
#define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 핀 GPIO36 (ADC0)이 액추에이터의 가변 저항에 연결됨
#define STROKE_LENGTH 102 // 이 값을 업데이트하십시오 (밀리미터 단위)
#define POTENTIOMETER_MAX 2340 // 이 값을 업데이트하십시오
#define POTENTIOMETER_MIN 13 // 이 값을 업데이트하십시오
void setup() {
Serial.begin(9600);
// 디지털 핀을 출력으로 초기화합니다.
pinMode(ENA_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN1_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN2_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(ENA_PIN, HIGH);
}
void loop() {
// 액추에이터를 확장합니다.
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH);
digitalWrite(IN2_PIN, LOW);
int potentiometer_value = analogRead(POTENTIOMETER_PIN);
int stroke_pos = map(potentiometer_value, POTENTIOMETER_MIN, POTENTIOMETER_MAX, 0, STROKE_LENGTH);
Serial.print("The stroke's position = ");
Serial.print(stroke_pos);
Serial.println(" mm");
}
- 보정된 세 가지 값을 코드에 업데이트하세요.
- 코드를 ESP32에 업로드하세요.
- 시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요.
COM6
The stroke's position = 2 mm
The stroke's position = 35 mm
The stroke's position = 43 mm
The stroke's position = 60 mm
The stroke's position = 68 mm
The stroke's position = 79 mm
The stroke's position = 83 mm
The stroke's position = 96 mm
The stroke's position = 100 mm
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
특정 위치로 선형 작동기를 제어하는 방법
/*
* 이 ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp32/esp32-actuator-with-feedback
*/
#define ENA_PIN 27 // ESP32 핀 GPIO27이 L298N의 EN1 핀에 연결됨
#define IN1_PIN 26 // ESP32 핀 GPIO26이 L298N의 IN1 핀에 연결됨
#define IN2_PIN 25 // ESP32 핀 GPIO25가 L298N의 IN2 핀에 연결됨
#define POTENTIOMETER_PIN 36 // ESP32 핀 GPIO36 (ADC0)이 액추에이터의 가변저항에 연결됨
#define STROKE_LENGTH 102 // 이 값을 업데이트해주세요 (밀리미터 단위)
#define POTENTIOMETER_MAX 2340 // 이 값을 업데이트해주세요
#define POTENTIOMETER_MIN 13 // 이 값을 업데이트해주세요
#define TOLERANCE 5 // 밀리미터 단위
int targetPosition_mm = 50; // 밀리미터 단위
void setup() {
Serial.begin(9600);
// 디지털 핀을 출력으로 초기화합니다.
pinMode(ENA_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN1_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN2_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(ENA_PIN, HIGH);
}
void loop() {
int potentiometer_value = analogRead(POTENTIOMETER_PIN);
int stroke_pos = map(potentiometer_value, POTENTIOMETER_MIN, POTENTIOMETER_MAX, 0, STROKE_LENGTH);
Serial.print("행정의 위치 = ");
Serial.print(stroke_pos);
Serial.println(" mm");
if (stroke_pos < (targetPosition_mm - TOLERANCE))
ACTUATOR_extend();
else if (stroke_pos > (targetPosition_mm + TOLERANCE))
ACTUATOR_retract();
else
ACTUATOR_stop();
}
void ACTUATOR_extend() {
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH);
digitalWrite(IN2_PIN, LOW);
}
void ACTUATOR_retract() {
digitalWrite(IN1_PIN, LOW);
digitalWrite(IN2_PIN, HIGH);
}
void ACTUATOR_stop() {
digitalWrite(IN1_PIN, LOW);
digitalWrite(IN2_PIN, LOW);
}
동영상
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