ESP32 - 직류 모터 - 리미트 스위치 | ESP32 - DC Motor - Limit Switch
이 ESP32 자습서에서, 우리는 한계 스위치와 L298N 드라이버를 사용하여 DC 모터를 제어하는 방법을 배우게 됩니다. 자세히 말하자면, 우리는 다음을 배우게 됩니다:
- 리미트 스위치가 접촉될 때 DC 모터를 멈추는 방법
- 리미트 스위치가 접촉될 때 DC 모터의 방향을 변경하는 방법
- 두 개의 리미트 스위치가 접촉될 때 DC 모터의 방향을 변경하는 방법
이 ESP32 튜토리얼에서는 제한 스위치와 L298N 드라이버를 사용하여 DC 모터를 관리하기 위해 ESP32를 활용하는 과정을 탐구할 것입니다. 구체적으로, 다음과 같은 측면을 다룰 것입니다:
- 리미트 스위치와 접촉 시 DC 모터 정지
- 리미트 스위치와 접촉 시 DC 모터의 방향 변경
- 두 리미트 스위치가 활성화 될 때 DC 모터의 방향 변경
준비물
| 1 | × | ESP-WROOM-32 Dev Module | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | USB Cable Type-C | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | Limit Switch (KW12-3) | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | Limit Switch (V-156-1C25) | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | 5V DC Motor | Amazon | |
| 1 | × | 5V Power Adapter for 5V DC motor | Amazon | |
| 1 | × | DC Power Jack | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | L298N Motor Driver Module | 쿠팡 | Amazon | |
| 1 | × | Jumper Wires | Amazon | |
| 1 | × | (Recommended) Screw Terminal Expansion Board for ESP32 | 쿠팡 | Amazon |
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DC 모터 및 리미트 스위치에 관하여
DC 모터와 리미트 스위치(핀아웃, 작동 방식, 프로그래밍 방법 등)에 대해 잘 모른다면, 다음 튜토리얼에서 이들에 대해 배우세요:
- ESP32 - Limit Switch tutorial
- ESP32 - Controls DC Motor tutorial
선연결
이 튜토리얼은 두 가지 경우에 대한 ESP32 코드를 제공합니다: 하나의 직류 모터 + 한 개의 리미트 스위치, 하나의 직류 모터 + 두 개의 리미트 스위치.
DC 모터와 리미트 스위치 간의 배선도
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.
DC 모터와 두 개의 리미트 스위치 간의 배선도
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
ESP32 코드 - 리미트 스위치로 DC 모터 정지
아래 코드는 DC 모터를 무한히 회전시키고, 리미트 스위치에 닿는 즉시 즉각적으로 멈추게 합니다.
/*
* 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-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#define ENA_PIN 19 // ESP32의 GPIO19 핀이 L298N의 IN1 핀에 연결됨
#define IN1_PIN 18 // ESP32의 GPIO18 핀이 L298N의 IN2 핀에 연결됨
#define IN2_PIN 17 // ESP32의 GPIO17 핀이 L298N의 EN1 핀에 연결됨
ezButton limitSwitch(25); // GPIO25 핀에 연결된 ezButton 객체 생성
void setup() {
Serial.begin(9600);
limitSwitch.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50밀리초로 설정
// 디지털 핀을 출력으로 초기화.
pinMode(ENA_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN1_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN2_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(ENA_PIN, HIGH); // 최대 속도
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
digitalWrite(IN2_PIN, LOW); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
}
void loop() {
limitSwitch.loop(); // 먼저 loop() 함수를 호출해야 함
if (limitSwitch.isPressed()) {
Serial.println(F("The limit switch: TOUCHED"));
digitalWrite(IN1_PIN, LOW); // 모터 정지
digitalWrite(IN2_PIN, LOW); // 모터 정지
}
}
사용 방법
- ESP32를 처음 사용한다면, Arduino IDE에서 ESP32 환경 설정하는 방법을 참조하세요.
- 위 이미지와 같이 배선하세요.
- 마이크로 USB 케이블을 사용하여 ESP32 보드를 PC에 연결하세요.
- PC에서 Arduino IDE를 엽니다.
- 적절한 ESP32 보드(예: ESP32 Dev Module)와 COM 포트를 선택하세요.
- ESP32를 USB 케이블을 통해 PC에 연결하세요.
- Arduino IDE를 열고, 올바른 보드와 포트를 선택하세요.
- Arduino IDE의 왼쪽 바에 있는 Libraries 아이콘을 클릭하세요.
- “ezButton”을 검색한 다음, ArduinoGetStarted.com의 버튼 라이브러리를 찾으세요.
- EzButton 라이브러리를 설치하려면 Install 버튼을 클릭하세요.
- 위의 코드를 복사하여 아두이노 IDE로 엽니다
- 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭해 ESP32에 코드를 업로드합니다
- 배선이 올바르다면 모터가 시계 방향으로 회전하는 것을 볼 수 있습니다
- 리밋 스위치를 누릅니다
- 모터가 즉시 멈추는 것을 볼 수 있습니다
- 시리얼 모니터의 결과는 아래와 같습니다
COM6
The limit switch: TOUCHED
The DC motor is STOPPED
The DC motor is STOPPED
The DC motor is STOPPED
The DC motor is STOPPED
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
코드 설명
위의 아두이노 코드의 주석 줄에서 설명을 찾을 수 있습니다.
ESP32 코드 - 리미트 스위치로 직류 모터의 방향 변경
아래 코드는 DC 모터가 무한히 회전하게 하고, 리미트 스위치에 닿았을 때 방향을 변경하게 합니다.
/*
* 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-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#define DIRECTION_CCW -1
#define DIRECTION_CW 1
#define ENA_PIN 19 // ESP32 핀 GPIO19가 L298N의 IN1 핀에 연결됨
#define IN1_PIN 18 // ESP32 핀 GPIO18이 L298N의 IN2 핀에 연결됨
#define IN2_PIN 17 // ESP32 핀 GPIO17이 L298N의 EN1 핀에 연결됨
ezButton limitSwitch(25); // GPIO25 핀에 연결된 ezButton 객체 생성
int direction = DIRECTION_CW;
void setup() {
Serial.begin(9600);
limitSwitch.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50밀리초로 설정
// 디지털 핀을 출력으로 초기화함.
pinMode(ENA_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN1_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN2_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(ENA_PIN, HIGH); // 최대 속도
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
digitalWrite(IN2_PIN, LOW); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
}
void loop() {
limitSwitch.loop(); // loop() 함수를 먼저 호출해야 함
if (limitSwitch.isPressed()) {
Serial.println(F("The limit switch: TOUCHED"));
direction *= -1; // 방향 변경
Serial.print(F("The direction -> "));
if (direction == DIRECTION_CW) {
Serial.println(F("CLOCKWISE"));
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
digitalWrite(IN2_PIN, LOW); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
} else {
Serial.println(F("ANTI-CLOCKWISE"));
digitalWrite(IN1_PIN, LOW); // 모터 A가 반시계 방향으로 회전하도록 제어
digitalWrite(IN2_PIN, HIGH); // 모터 A가 반시계 방향으로 회전하도록 제어
}
}
}
사용 방법
- ESP32를 처음 사용하는 경우, Arduino IDE에서 ESP32 환경 설정 방법을 참조하세요.
- 위 이미지와 같이 배선하세요.
- ESP32 보드를 마이크로 USB 케이블을 통해 PC에 연결하세요.
- PC에서 Arduino IDE를 엽니다.
- 올바른 ESP32 보드(예: ESP32 Dev Module)와 COM 포트를 선택하세요.
- 위의 코드를 복사하고 Arduino IDE에서 엽니다.
- Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭해 ESP32에 코드를 업로드하세요.
- 배선이 올바르면 모터가 시계 방향으로 회전하는 것을 볼 수 있습니다.
- 리미트 스위치를 누르세요.
- DC 모터의 방향이 반시계 방향으로 바뀌는 것을 볼 수 있습니다.
- 다시 리미트 스위치를 누르세요.
- DC 모터의 방향이 시계 방향으로 바뀌는 것을 볼 수 있습니다.
- 시리얼 모니터의 결과는 아래와 같습니다.
COM6
The limit switch: TOUCHED
The direction -> ANTI-CLOCKWISE
The limit switch: TOUCHED
The direction -> CLOCKWISE
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
ESP32 코드 - 두 개의 리미트 스위치로 DC 모터의 방향 변경
아래 코드는 DC 모터를 무한히 회전시키고, 두 개의 리밋 스위치 중 하나가 닿으면 그 방향을 바꿉니다.
/*
* 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-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#define DIRECTION_CCW -1
#define DIRECTION_CW 1
#define ENA_PIN 19 // ESP32 핀 GPIO19가 L298N의 IN1 핀에 연결됨
#define IN1_PIN 18 // ESP32 핀 GPIO18이 L298N의 IN2 핀에 연결됨
#define IN2_PIN 17 // ESP32 핀 GPIO17이 L298N의 EN1 핀에 연결됨
ezButton limitSwitch_1(25); // pin GPIO25에 연결된 ezButton 객체 생성
ezButton limitSwitch_2(26); // pin GPIO26에 연결된 ezButton 객체 생성
int direction = DIRECTION_CW;
int prev_direction = DIRECTION_CW;
void setup() {
Serial.begin(9600);
limitSwitch_1.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50 밀리초로 설정
limitSwitch_2.setDebounceTime(50); // 디바운스 시간을 50 밀리초로 설정
// 디지털 핀을 출력으로 초기화.
pinMode(ENA_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN1_PIN, OUTPUT);
pinMode(IN2_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(ENA_PIN, HIGH); // 최대 속도
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
digitalWrite(IN2_PIN, LOW); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
}
void loop() {
limitSwitch_1.loop(); // 반드시 loop() 함수를 먼저 호출해야 함
limitSwitch_2.loop(); // 반드시 loop() 함수를 먼저 호출해야 함
if (limitSwitch_1.isPressed()) {
direction *= -1; // 방향 변경
Serial.println(F("리미트 스위치 1: 눌림"));
}
if (limitSwitch_2.isPressed()) {
direction *= -1; // 방향 변경
Serial.println(F("리미트 스위치 2: 눌림"));
}
if (prev_direction != direction) {
Serial.print(F("방향 -> "));
if (direction == DIRECTION_CW) {
Serial.println(F("시계 방향"));
digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
digitalWrite(IN2_PIN, LOW); // 모터 A가 시계 방향으로 회전하도록 제어
} else {
Serial.println(F("반시계 방향"));
digitalWrite(IN1_PIN, LOW); // 모터 A가 반시계 방향으로 회전하도록 제어
digitalWrite(IN2_PIN, HIGH); // 모터 A가 반시계 방향으로 회전하도록 제어
}
prev_direction = direction;
}
}
사용 방법
- ESP32를 처음 사용하는 경우, Arduino IDE에서 ESP32 환경 설정 방법을 참고하세요.
- 위 이미지와 같이 배선을 하세요.
- ESP32 보드를 마이크로 USB 케이블로 PC에 연결하세요.
- PC에서 Arduino IDE를 엽니다.
- 올바른 ESP32 보드(예: ESP32 Dev Module)와 COM 포트를 선택하세요.
- 위 코드를 복사하여 Arduino IDE로 엽니다.
- Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭해 ESP32로 코드를 업로드하세요.
- 배선이 올바르다면, 모터가 시계 방향으로 회전하는 것을 볼 수 있습니다.
- 리미트 스위치 1을 누르세요.
- DC 모터의 방향이 반시계 방향으로 바뀌는 것을 볼 수 있습니다.
- 리미트 스위치 2를 누르세요.
- DC 모터의 방향이 시계 방향으로 바뀌는 것을 볼 수 있습니다.
- 시리얼 모니터의 결과는 아래와 같습니다.
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
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