ESP8266 - 스테퍼 모터 리미트 스위치 | ESP8266 - Stepper Motor Limit Switch
이 튜토리얼은 ESP8266을 사용하여 리미트 스위치와 L298N 드라이버를 통해 스테퍼 모터를 제어하는 방법을 안내합니다. 구체적으로 다룰 내용은 다음과 같습니다:
- 리미트 스위치가 닿았을 때 스테퍼 모터를 정지시키는 방법을 ESP8266에 프로그래밍하는 방법.
- 리미트 스위치가 닿았을 때 스테퍼 모터의 방향을 변경하는 방법을 ESP8266에 프로그래밍하는 방법.
- 반대 위치에 설치된 두 개의 리미트 스위치로 스테퍼 모터의 방향을 변경하는 방법을 ESP8266에 프로그래밍하는 방법.
준비물
| 1 | × | ESP8266 NodeMCU | Amazon | |
| 1 | × | Micro USB Cable | 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) 5V Power Adapter for ESP8266 | Amazon | |
| 1 | × | (Optional) Screw Terminal Expansion Board for ESP8266 | 쿠팡 | Amazon |
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스테퍼 모터 및 리미트 스위치에 대하여
스테퍼 모터와 리미트 스위치(핀 배치, 작동 방식, 프로그래밍 등 포함)에 익숙하지 않으시다면, 다음 튜토리얼들이 더 많은 정보를 제공해 드릴 수 있습니다:
- ESP8266 - Limit Switch tutorial
- ESP8266 - Stepper Motor tutorial
선연결
이 튜토리얼에서는 두 가지 상황에 대한 연결도를 제공합니다: 하나의 스테퍼 모터 + 하나의 리미트 스위치, 하나의 스테퍼 모터 + 두 개의 리미트 스위치.
ESP8266, 스테퍼 모터, 그리고 리미트 스위치 간의 배선도.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
ESP8266의 핀 배치 및 ESP8266 및 다른 구성 요소에 전원을 공급하는 방법에 대해 더 많이 보십시오.
ESP8266, 스테퍼 모터 그리고 두 개의 리미트 스위치 간의 배선도.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
※ NOTE THAT:
스테퍼 모터의 종류에 따라 스테퍼 모터와 L298N 사이의 배선 연결이 달라질 수 있습니다. 따라서, 연결 방법을 이해하기 위해 이 ESP8266 - 스테퍼 모터 튜토리얼을 살펴보는 것이 중요합니다.
ESP8266 코드 - 리미트 스위치로 스테퍼 모터 멈추기
스테퍼 모터를 정지시키는 여러 가지 방법이 있습니다:
stepper.stop() 함수를 호출하십시오: 이는 순간적인 정지를 유발하지 않고 점진적인 정지를 유발할 것입니다.
stepper.run() 함수를 호출하지 않으십시오: 이는 스테퍼 모터의 즉각적인 정지를 초래할 것입니다.
아래 코드는 리미트 스위치가 작동될 때까지 스테퍼 모터가 계속 회전하게 하며, 리미트 스위치가 작동되면 즉시 정지하게 됩니다.
/*
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-stepper-motor-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#include <AccelStepper.h>
#define MAX_POSITION 0x7FFFFFFF // 최대 위치 설정 가능(long 타입)
ezButton limit_switch(D0); // ezButton 객체를 ESP8266 핀 D0에 연결하여 생성
AccelStepper stepper(AccelStepper::FULL4WIRE, D1, D2, D5, D6);
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(); // 첫 번째로 loop() 함수를 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 위치로 이동했다면
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치를 0으로 재설정
stepper.moveTo(MAX_POSITION); // 모터를 다시 최대 위치로 이동
}
stepper.run(); // loop() 함수에서 반드시 호출해야 함
} else {
// stepper.run() 함수를 호출하지 않으면 모터가 즉시 정지
// 참고: stepper.stop()을 호출해도 모터가 즉시 정지하지 않음.
Serial.println(F("The stepper motor is STOPPED"));
}
}
사용 방법
아두이노 IDE에서 ESP8266을 시작하려면 다음 단계를 따르세요:
- ESP8266을 처음 사용하는 경우 Arduino IDE에서 ESP8266 환경 설정하는 방법 튜토리얼을 확인하세요.
- 다이어그램에 표시된 대로 구성 요소를 연결하세요.
- USB 케이블을 사용하여 ESP8266 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Arduino IDE를 엽니다.
- 올바른 ESP8266 보드(예: NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module))와 해당 COM 포트를 선택하세요.
- ESP8266과 PC에 USB 케이블을 연결하세요.
- Arduino IDE를 열고, 적절한 보드와 포트를 선택하세요.
- Arduino IDE의 왼쪽 바에 있는 Libraries 아이콘을 클릭하세요.
- “ezButton”을 검색한 다음, ArduinoGetStarted.com에서 제공하는 버튼 라이브러리를 찾으세요.
- EzButton 라이브러리를 설치하려면 Install 버튼을 누르세요.
- "AccelStepper"를 검색하고 Mike McCauley가 만든 AccelStepper 라이브러리를 찾으세요.
- AccelStepper 라이브러리를 추가하려면 Install 버튼을 누르세요.
- 코드를 복사한 다음 Arduino IDE로 열어주세요.
- Upload 버튼을 클릭하여 코드를 ESP8266으로 전송하세요.
- 배선이 올바르게 되어 있다면, 모터가 시계 방향으로 회전할 것입니다.
- 리미트 스위치를 누르면 모터가 바로 멈출 것입니다.
- 시리얼 모니터에 나타나는 결과는 이렇게 보일 것입니다.
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!
ESP8266 코드 - 리미트 스위치로 스테퍼 모터의 방향 변경
아래의 코드는 스테퍼 모터가 지속적으로 회전하게 하며, 리밋 스위치가 접촉되면 그 방향을 반대로 바꾸게 됩니다.
/*
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-stepper-motor-limit-switch
*/
#include <ezButton.h>
#include <AccelStepper.h>
#define DIRECTION_CCW -1
#define DIRECTION_CW 1
#define MAX_POSITION 0x7FFFFFFF // 최대 위치 설정 가능(long 타입)
ezButton limit_switch(D0); // ESP8266 핀 D0에 연결된 ezButton 객체 생성
AccelStepper stepper(AccelStepper::FULL4WIRE, D1, D2, D5, D6);
int direction = DIRECTION_CW;
long target_pos = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
limit_switch.setDebounceTime(50); // debounce 시간을 50밀리초로 설정
stepper.setMaxSpeed(500.0); // 최대 속도 설정
stepper.setAcceleration(50.0); // 가속 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(); // 반드시 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 움직임이 멈춤
if (stepper.distanceToGo() == 0) { // 모터가 최대 위치로 이동했을 경우
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치를 0으로 리셋
stepper.moveTo(target_pos); // 모터를 다시 최대 위치로 이동
}
stepper.run(); // loop() 함수에서 반드시 호출해야 함
}
사용 방법
Arduino IDE에서 ESP8266을 시작하려면 다음 단계를 따르세요:
- ESP8266을 처음 사용하는 경우, Arduino IDE에서 ESP8266 환경 설정하는 방법 튜토리얼을 확인하세요.
- 다이어그램에 표시된 대로 구성 요소들을 연결하세요.
- USB 케이블을 사용하여 ESP8266 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Arduino IDE를 엽니다.
- 올바른 ESP8266 보드(예: NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module))와 해당 COM 포트를 선택하세요.
- 코드를 복사하고 Arduino IDE로 열어보세요.
- Upload 버튼을 클릭하여 코드를 ESP8266으로 전송하세요.
- 연결이 올바르면 모터가 시계 방향으로 회전할 것입니다.
- 리미트 스위치를 누르면 스테퍼 모터의 회전 방향이 반시계 방향으로 바뀝니다.
- 리미트 스위치를 다시 누르면 스테퍼 모터가 다시 시계 방향으로 회전합니다.
- 시리얼 모니터에는 이와 같은 출력이 나타납니다.
COM6
The limit switch: TOUCHED
The direction -> ANTI-CLOCKWISE
The limit switch: TOUCHED
The direction -> CLOCKWISE
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
ESP8266 코드 - 두 개의 리미트 스위치로 스텝 모터의 방향 변경
아래 코드는 스테퍼 모터가 계속 회전하게 하며, 두 개의 리미트 스위치 중 하나가 만져지면 그 방향을 반대로 전환합니다.
/*
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-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 // 최대로 설정할 수 있는 위치 (long 타입)
ezButton limit_switch_1(D0); // ESP8266 핀 D0에 연결되는 ezButton 객체를 생성합니다
ezButton limit_switch_2(D8); // ESP8266 핀 D8에 연결되는 ezButton 객체를 생성합니다
AccelStepper stepper(AccelStepper::FULL4WIRE, D1, D2, D5, D6);
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(); // 먼저 loop() 함수를 호출해야 합니다
limit_switch_2.loop(); // 먼저 loop() 함수를 호출해야 합니다
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 다음 상태로 이동하여 모터를 움직입니다
break;
case STATE_MOVE:
target_pos = direction * MAX_POSITION;
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치 설정
stepper.moveTo(target_pos);
stepper_state = STATE_MOVING; // 이동 후에 모터가 계속해서 무한히 움직이도록 다음 상태로 이동
break;
case STATE_MOVING: // 이 상태가 없으면 최대 위치에 도달한 후 이동이 멈출 것입니다
if (stepper.distanceToGo() == 0) { // 모터가 최대 위치로 이동했다면
stepper.setCurrentPosition(0); // 위치를 0으로 재설정
stepper.moveTo(target_pos); // 모터를 다시 최대 위치로 이동
}
break;
}
stepper.run(); // loop() 함수에서 반드시 호출되어야 합니다
}
사용 방법
- 다이어그램에 표시된 대로 구성 요소를 배선하세요.
- USB 케이블을 사용하여 ESP8266 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Arduino IDE를 열세요.
- 올바른 ESP8266 보드를 선택하세요. 예를 들어, NodeMCU 1.0 (ESP-12E 모듈)과 그에 해당하는 COM 포트를 선택하세요.
- 코드를 복사하고 Arduino IDE로 열세요.
- IDE에서 업로드 버튼을 클릭하여 코드를 ESP8266에 업로드하세요.
- 배선이 올바르면 모터가 시계 방향으로 회전해야 합니다.
- 리미트 스위치 1을 만지면 스테퍼 모터의 방향이 시계 반대 방향으로 전환되어야 합니다.
- 리미트 스위치 2를 만지면 모터의 방향이 다시 반대로, 이번에는 시계 방향으로 전환되어야 합니다.
- 시리얼 모니터에 표시된 결과는 다음과 같아야 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
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