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ESP32 - DC 모터 | ESP32 - DC Motor

이 튜토리얼은 ESP32를 사용하여 L298N 모터 드라이버를 사용해 DC 모터를 제어하는 방법을 안내합니다. 구체적으로, 우리는 DC 모터의 속도와 방향을 제어하는 방법을 배울 것입니다. 우리는 단일 DC 모터를 제어하는 방법과 그 다음에 L298N 모터 드라이버 하나를 사용하여 두 개의 DC 모터를 제어하는 방법을 배울 것입니다.

준비물

1	×	ESP-WROOM-32 Dev Module	쿠팡 \| Amazon
1	×	USB Cable Type-C	쿠팡 \| Amazon
1	×	L298N Motor Driver Module	쿠팡 \| Amazon
1	×	5V DC Motor	Amazon
1	×	5V Power Adapter for 5V DC motor	Amazon
1	×	Breadboard	쿠팡 \| Amazon
1	×	Jumper Wires	Amazon
1	×	(Optional) DC Power Jack	쿠팡 \| Amazon
1	×	(Recommended) Screw Terminal Expansion Board for ESP32	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.

DC 모터에 대하여

DC 모터 핀배열

DC 모터는 두 개의 전선을 포함합니다: 음성(검정), 그리고 양성(빨강)

직류 모터가 어떻게 작동하는가

DC 모터의 방향과 속도는 우리가 전력을 공급하는 방식에 따라 결정됩니다. 아래 이미지는 전력과 속도/방향 사이의 자세한 관계를 보여줍니다.

PWM을 사용하는 경우에는 듀티 사이클이 클수록 모터의 회전 속도가 빨라집니다.

ESP32를 사용하여 DC 모터의 속도 및 방향을 제어하는 방법

첫째로, DC 모터는 ESP32를 태울 수 있는 고전압으로 작동합니다 ⇒ 우리는 DC 모터를 ESP32에 직접 연결할 수 없습니다. DC 모터와 ESP32 사이에 하드웨어 드라이버가 필요합니다. 드라이버는 세 가지 책임을 집니다:

ESP32를 고전압으로부터 보호하기
전원 공급 장치의 극성을 변경하여 모터의 방향을 제어하기 위해 ESP32에서 신호를 수신하기
모터의 속도를 제어하기 위해 ESP32에서 온 PWM 신호(전류 및 전압)를 증폭하기

DC 모터 드라이버가 많이 있습니다. 이 튜토리얼에서는 L298N 드라이버를 사용할 것입니다.

L298N 드라이버 정보

L298N 드라이버 하나로 두 개의 DC 모터나 스테퍼 모터를 제어할 수 있습니다. 이 튜토리얼에서는 이 드라이버를 사용하여 DC 모터를 제어합니다.

L298N 드라이버 핀배열

아래 이미지는 L298N 드라이버의 핀배열을 보여줍니다.

각 핀에 대한 자세한 설명은 이 Arduino - DC 모터 튜토리얼에서 확인할 수 있습니다.

단일 L298N 드라이버는 두 개의 DC 모터를 독립적으로 제어할 수 있습니다.

첫 번째 모터(모터 A라고 함)는 IN1, IN2, ENA, OUT1, OUT2 핀으로 제어됩니다.
두 번째 모터(모터 B라고 함)는 IN3, IN4, ENB, OUT3, OUT4 핀으로 제어됩니다.

DC 모터의 속도를 L298N 드라이버로 제어하는 방법

DC 모터의 속도를 L298N의 ENA/ENB 핀에 PWM 신호를 생성함으로써 간단히 제어할 수 있습니다. 우리는 다음과 같이 이것을 수행할 수 있습니다:

ESP32의 디지털 출력 핀을 L298N의 ENA/ENB 핀에 연결하기
analogWrite() 함수를 사용하여 ENA/ENB 핀에 PWM 신호 생성하기. 이 PWM 신호는 L298N 드라이버를 통과하여 DC 모터로 가기 전에 전류와 전압을 증폭합니다.

analogWrite(PIN_ENA, speed); // 모터 A 제어 analogWrite(PIN_ENB, speed); // 모터 B 제어

속도는 0에서 255 사이의 값입니다. 만약 그것이 255라면, 모터는 최대 속도로 돌아갑니다. 만약 그것이 0이라면, 모터는 멈춥니다.

L298N 드라이버를 통한 DC 모터의 방향 제어 방법

DC 모터 A의 방향은 IN1과 IN2 핀으로 제어할 수 있습니다. 다음 표는 모터의 방향과 IN1 및 IN2 핀의 신호 사이의 관계를 보여줍니다.

IN1 pin	IN2 pin	Direction
HIGH	LOW	DC Motor A rotates in clockwise direction
LOW	HIGH	DC Motor A rotates in anticlockwise direction
HIGH	HIGH	DC Motor A stops
LOW	LOW	DC Motor A stops

마찬가지로 아래 표는 DC 모터 B용입니다.

IN3 pin	IN4 pin	Direction
HIGH	LOW	DC Motor B rotates in clockwise direction
LOW	HIGH	DC Motor B rotates in anticlockwise direction
HIGH	HIGH	DC Motor B stops
LOW	LOW	DC Motor B stops

그것을 제어하기 위해 프로그래밍하는 방법을 배워봅시다. 예를 들어 모터 A를 사용해보겠습니다. 모터 B도 비슷합니다.

모터 A의 방향을 시계 방향으로 제어하기

digitalWrite(PIN_IN1, HIGH); digitalWrite(PIN_IN2, LOW);

모터 A의 방향을 반시계 방향으로 제어하기

digitalWrite(PIN_IN1, LOW); digitalWrite(PIN_IN2, HIGH);

※ NOTE THAT:

DC 모터와 L298N 드라이버 사이의 배선이 역순이면 DC 모터의 방향이 반대가 됩니다. 그런 경우에는 OUT1과 OUT2 핀의 위치를 바꾸세요.

DC 모터를 멈추는 방법

DC 모터를 멈추는 두 가지 방법이 있습니다.

속도를 0으로 제어하기

analogWrite(PIN_ENA, 0);

IN1 IN2 핀을 동일하게 LOW 또는 HIGH로 제어하기

digitalWrite(PIN_IN1, HIGH); digitalWrite(PIN_IN2, HIGH);

"또는"

digitalWrite(PIN_IN1, LOW); digitalWrite(PIN_IN2, LOW);

L298N 드라이버를 사용하여 DC 모터를 제어하는 방법.

배선도

L298N 모듈에 점퍼가 세 개 있습니다. 배선 작업을 하기 전에 모두 제거하세요.

ESP32 DC Motor L298N Driver Wiring Diagram

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: ESP32 전원 공급 방법.

ESP32 코드

아래 코드를 보겠습니다. 이 코드는 다음과 같은 일들을 차례로 수행합니다:

ESP32는 DC 모터의 속도를 점차적으로 증가시킵니다.
ESP32는 DC 모터의 방향을 반전시킵니다.
ESP32는 DC 모터의 속도를 점차적으로 감소시킵니다.
ESP32는 DC 모터를 정지시킵니다.

/* * 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-dc-motor */ #define PIN_IN1 19 // ESP32 핀 GPIO19가 L298N의 IN1 핀에 연결됨 #define PIN_IN2 18 // ESP32 핀 GPIO18이 L298N의 IN2 핀에 연결됨 #define PIN_ENA 17 // ESP32 핀 GPIO17이 L298N의 EN1 핀에 연결됨 // setup 함수는 보드를 재설정하거나 전원을 켤 때 한 번 실행됩니다. void setup() { // 디지털 핀을 출력으로 초기화합니다. pinMode(PIN_IN1, OUTPUT); pinMode(PIN_IN2, OUTPUT); pinMode(PIN_ENA, OUTPUT); } // loop 함수는 계속해서 반복해서 실행됩니다. void loop() { digitalWrite(PIN_IN1, HIGH); // 시계 방향으로 모터의 방향을 제어합니다. digitalWrite(PIN_IN2, LOW); // 시계 방향으로 모터의 방향을 제어합니다. for (int speed = 0; speed <= 255; speed++) { analogWrite(PIN_ENA, speed); // 속도를 높입니다. delay(10); } delay(2000); // 시계 방향으로 최대 속도로 2초 동안 회전합니다. // 방향 변경 digitalWrite(PIN_IN1, LOW); // 반시계 방향으로 모터의 방향을 제어합니다. digitalWrite(PIN_IN2, HIGH); // 반시계 방향으로 모터의 방향을 제어합니다. delay(2000); // 반시계 방향으로 최대 속도로 2초 동안 회전합니다. for (int speed = 255; speed >= 0; speed--) { analogWrite(PIN_ENA, speed); // 속도를 줍니다. delay(10); } delay(2000); // 2초 동안 모터를 정지합니다. }

사용 방법

ESP32를 처음 사용하는 경우, Arduino IDE에서 ESP32 환경 설정하는 방법을 참조하세요.
L298N 모듈의 모든 점퍼를 제거하세요.
위의 코드를 복사하여 Arduino IDE에 붙여넣으세요.
Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 ESP32 보드에 컴파일하고 업로드하세요.
DC 모터를 관찰하세요, 다음을 볼 수 있습니다:

DC 모터가 가속되어 2초 동안 최대 속도로 회전합니다
DC 모터의 방향이 반전됩니다
DC 모터가 2초 동안 반대 방향으로 최대 속도로 회전합니다
DC 모터가 감속됩니다
DC 모터가 2초 동안 정지합니다

위 과정은 무한히 반복됩니다.