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| 스텝핑모터 제어하기 |
아두이노 우노로 스텝(스테퍼)모터 제어
아두이노 우노로 스텝모터 제어에 대한 글입니다./
스테퍼모터(Stepper Motor), 스텝모터(Step Motor) 또는 스테핑모터(Stepping Motor)는 고정자와 회전자가 기어 모양의 돌기(작은 톱니)로 맞물려 있는 구조를 가진 DC 브러시리스 모터의 일종으로, 고정자 코일에 흐르는 전류를 인해 일정한 각도로 서서히 회전하는 모터입니다. 각을 나누어 회전하기에 정밀한 제어를 위해 사용되는 모터입니다.
이 모터를 아두이노 우노를 이용하여 제어하는 기초적인 내용에 대해 알아보고, 더 나아가 필요한 쉴드나 주의할 점 등에 대해 설명드리겠습니다.
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| 아두이노 우노와 스텝모터 |
필요한 부품
아두이노 우노를 사용하여 스텝모터를 제어하는데 필요한 부품들입니다.
아두이노 우노 보드스텝모터 (예: NEMA 17)스텝모터 드라이버 (예: A4988 또는 DRV8825)브레드보드점퍼 와이어전원 공급 장치 (모터 전압에 맞는 것)10kΩ 가변 저항 (선택사항: 속도 제어용)
연결 방법
스텝모터 드라이버를 브레드보드에 연결한 다음, 아두이노의 디지털 핀을 드라이버의 STEP과 DIR 핀에 연결합니다. 드라이버의 VMOT와 GND를 전원 공급 장치에 연결합니다.
아두이노의 5V와 GND를 드라이버의 VDD와 GND에 연결합니다. 스텝모터의 와이어를 드라이버의 출력에 연결합니다. 기본적인 배선은 끝입니다.
아두이노 코드
중요한 아두이노 코드입니다.
Arduino IDE를 통해 업로드 하시기 바랍니다.
이 소스는 정지상태에서 300 스텝을 회전한 다음, 3초간 쉬었다가 역방향으로 300스텝을 회전합니다.
아주 간단한 기본적인 내용을 담고 있으니 스텝모터를 학습하는데 기본적인 지식을 줄 것으로 생각합니다.
#include <AccelStepper.h>// 스텝모터 핀 정의#define STEP_PIN 3#define DIR_PIN 4// 스텝모터 객체 생성AccelStepper stepper(AccelStepper::DRIVER, STEP_PIN, DIR_PIN);void setup() {// 스텝모터 최대 속도 및 가속도 설정stepper.setMaxSpeed(1000);stepper.setAcceleration(500);}void loop() {// 스텝모터를 300 스텝 이동stepper.moveTo(300);// 스텝모터가 목표 위치에 도달할 때까지 실행while(stepper.distanceToGo() != 0) {stepper.run();}// 3초 대기delay(3000);// 원점으로 복귀stepper.moveTo(0);while(stepper.distanceToGo() != 0) {stepper.run();}// 3초 대기delay(3000);}
주의사항
전원 공급
스텝 모터는 많은 전류를 소비하므로 적절한 전원 공급이 중요합니다. 아두이노 우노가 가지는 기본적인 전압 5V로는 충분한 전력을 공급할 수 없기에 별도의 전원 공급 장치를 이용하여 스텝모터에 전원을 공급해 주어야 합니다.
발열 관리
스텝모터 드라이버는 스텝모터가 동작중일때 많은 열을 발생시킵니다. 때문에 방열판을 드라이버에 부착하여 사용하는 것이 바람직합니다.
마이크로스테핑
대부분의 스텝모터 드라이버는 마이크로스테핑을 지원합니다. 이 마이크로 스테핑을 잘 활용하면 훨씬 더 세밀하게 동작하는 부드러운 모션을 얻을 수 있습니다.
아두이노용 스텝모터 쉴드 추천
CNC Shield V3.0
가장 인기 있는 쉴드 중 하나입니다. 최대 4개의 스테퍼 모터를 제어할 수 있습니다. 이를 활용하면 3D프린터나 CNC조각기 등을 만들어 제어할 수 있습니다.
Adafruit Motor/Stepper/Servo Shield v2
TB6612 드라이버 칩을 사용하는 쉴드로써 2개의 스테퍼 모터 또는 4개의 DC 모터, 또는 2개의 서보 모터를 제어할 수 있습니다.
I2C 인터페이스로 쉽게 제어할 수 있습니다.
Arduino Motor Shield Rev3
L298P 드라이버를 사용하는 아두이노 공식 쉴드입니다. 가격이 좀 나갑니다. 2개의 DC 모터 또는 1개의 스테퍼 모터를 제어할 수 있습니다.
합니다.
DFRobot DRI0023 Stepper Motor Shield
A3967 마이크로스테핑 드라이버를 사용하며 2개의 스테퍼 모터를 제어할 수 있습니다.
간단한 인터페이스로 쉽게 사용할 수 있습니다.
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| 아두이노 스텝모터 쉴드 |
스텝모터 회로구성에 대한 추가설명
스텝모터의 회로도 구성은 사용하는 모터와 드라이버에 따라 약간씩 다를 수 있지만, 일반적인 구성에 대해 가장 흔히 사용되는 바이폴라 스텝모터와 A4988드라이버를 예로 들어 설명하겠습니다.
기본 회로도 구성
전원 공급
VCC (5V): 아두이노의 5V 핀에 연결
GND: 아두이노의 GND 핀에 연결
VMOT: 모터 전원 (일반적으로 8-35V) 연결
GND: 모터 전원의 GND에 연결
모터 제어 신호
STEP: 아두이노의 디지털 핀 (예: D3)에 연결
DIR: 아두이노의 디지털 핀 (예: D4)에 연결
모터 연결
A1, A2: 모터의 첫 번째 코일에 연결
B1, B2: 모터의 두 번째 코일에 연결
마이크로스테핑 설정 (선택사항)
MS1, MS2, MS3: 아두이노의 디지털 핀에 연결하거나 직접 HIGH/LOW로 설정
활성화/비활성화 (선택사항)
ENABLE: 아두이노의 디지털 핀에 연결 (LOW로 설정하면 모터 활성화)
상세 회로도 설명
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| 상세 회로도 |
이상으로 위 내용을 참고하신다면 손쉽게 아두이노 우노를 이용하여 기본적인 스텝모터를 구동하며 원리를 배울 수 있으리라 생각합니다.
초보자에게는 CNC 쉴드를 추천드립니다. 이 쉴드의 경우 인터넷 상에 예제가 많아 본인의 스킬을 향상시키기에 적합한 쉴드라고 생각하기 때문입니다.
도움되셨기를 바랍니다. :)
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