필수정보

이 중공 로터리 액추에이터를 아두이노로 제어하려면 어떻게 하나요?

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// RMRT 중공 로터리 액추에이터 + 2상 스텝모터 아두이노 펄스 제어 예제 V1.0
// 적용: RMRT60(42각) / RMRT85·RMRT130(56각) / RMRT200(86각) + 결합 스텝모터
// 드라이버: MSD-224 등 펄스·방향(PUL/DIR/EN) 방식 2상 스텝 드라이버
// 보드: Arduino Uno
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// [결선 - 공통 캐소드(직결) 기준] ※ 드라이버 상세페이지 결선도 우선
//   드라이버 PUL(STEP) -> D9 / DIR -> D6 / EN -> D5 / 신호 GND -> 아두이노 GND
//   모터 전원(DC24V 등)은 드라이버 전원 단자로 별도 공급, GND 공통
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// [★반드시 맞춰야 하는 3가지 상수 - 각도 정확도를 결정합니다]
//   MICROSTEP : 드라이버 DIP 스위치의 분주 설정과 반드시 동일하게 (권장 8~16)
//               MSD-224는 1~32분주, MSD-228N 등 상위 드라이버는 고분주 지원.
//               ※고분주일수록 같은 RPM에 필요한 펄스 주파수가 비례 상승 -
//                 이 예제(소프트 펄스)는 약 16kHz가 상한이므로 고분주에서는 속도 제한
//   GEAR      : 구매하신 감속비 (1/5 -> 5, 1/10 -> 10)
//   STEPS_REV : 모터 기본 스텝수 (1.8도 2상 = 200. 0.9도 모터면 400)
//   -> 이 값이 하나라도 실물과 다르면 지령 각도와 실제 각도가 어긋납니다
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// [시리얼 모니터 사용법] (9600bps, "새 줄" 설정)
//   e / E : 드라이버 Enable / Disable (Disable 시 축이 자유 회전)
//   f300  : CW  연속 회전, 출력축 30.0RPM (0.1RPM 단위)
//   r150  : CCW 연속 회전, 출력축 15.0RPM
//   s     : 정지
//   g9000 : CW  90.00도 회전 (0.01도 단위, 출력축 기준)
//   G9000 : CCW 90.00도 회전
//   i6    : 인덱싱 - 출력축 360/6 = 60.00도씩 CW 분할 이동
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// [중공축 주의] 축 내부로 통과시키는 케이블은 모터 결선과 별개입니다 - 회전부와
//   간섭 없는지, 케이블 직경이 중공 구경에 맞는지 조립 전에 확인하세요.
// [오픈루프 주의] 스텝모터는 부하가 토크를 넘으면 탈조(위치 이탈)합니다.
//   부하가 크면 속도를 낮추고, 아래 RAMP 구간을 늘려 가감속을 완만하게 하세요.
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const int PIN_PUL = 9, PIN_DIR = 6, PIN_EN = 5;
#define EN_ACTIVE  LOW      // Enable 극성 - 드라이버별 상이 (동작 반대면 HIGH로)
#define EN_IDLE    HIGH

const unsigned int STEPS_REV = 200;   // 모터 기본 스텝수 (1.8도 = 200)
const unsigned int MICROSTEP = 8;    // ★드라이버 DIP 분주와 동일하게
const unsigned int GEAR      = 5;    // ★구매 감속비: 1/5 -> 5, 1/10 -> 10

const unsigned long STEPS_OUT_REV = (unsigned long)STEPS_REV * MICROSTEP * GEAR; // 출력축 1회전 스텝
const unsigned int RAMP_STEPS = 400;      // 가감속 구간(스텝) - 탈조 시 늘리세요
const unsigned int US_START   = 1200;     // 기동 스텝 간격(us) - 느리게 시작
unsigned int usRun = 500;                 // 연속 회전 목표 스텝 간격(us)

bool running = false; bool enabled = false;
unsigned long lastStepUs = 0;

void stepOnce(unsigned int us) {
  digitalWrite(PIN_PUL, HIGH); delayMicroseconds(4);
  digitalWrite(PIN_PUL, LOW);  delayMicroseconds(us - 4);
}

// 사다리꼴 가감속으로 지정 스텝 수 이동
void moveSteps(unsigned long steps, bool cw) {
  digitalWrite(PIN_DIR, cw ? HIGH : LOW);
  delayMicroseconds(20);
  unsigned long ramp = min((unsigned long)RAMP_STEPS, steps / 2);
  for (unsigned long i = 0; i < steps; i++) {
    unsigned int us = usRun;
    if (i < ramp)              us = US_START - (unsigned long)(US_START - usRun) * i / ramp;
    else if (i >= steps - ramp) us = US_START - (unsigned long)(US_START - usRun) * (steps - 1 - i) / ramp;
    stepOnce(us);
  }
}

// 출력축 RPM(0.1 단위) -> 스텝 간격(us)
unsigned int rpmToUs(long rpm01) {
  // us = 60e6 / (rpm * STEPS_OUT_REV), rpm = rpm01/10
  unsigned long us = 600000000UL / ((unsigned long)rpm01 * STEPS_OUT_REV);
  return (unsigned int)constrain(us, 60UL, 60000UL);  // 과속·과저속 보호
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_PUL, OUTPUT); pinMode(PIN_DIR, OUTPUT); pinMode(PIN_EN, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_EN, EN_IDLE);   // 시작은 Disable (안전)
  Serial.println(F("RMRT + step driver ready. (V1.0)"));
  Serial.print(F("출력축 1회전 = ")); Serial.print(STEPS_OUT_REV); Serial.println(F(" 스텝"));
  Serial.println(F("명령: e/E f300 r150 s g9000 G9000 i6"));
}

void loop() {
  // 연속 회전 처리 (non-blocking)
  if (running && micros() - lastStepUs >= usRun) {
    lastStepUs = micros();
    digitalWrite(PIN_PUL, HIGH); delayMicroseconds(4); digitalWrite(PIN_PUL, LOW);
  }
  if (!Serial.available()) return;
  String cmd = Serial.readStringUntil('\n'); cmd.trim();
  if (cmd.length() == 0) return;
  char c = cmd.charAt(0);
  long v = cmd.substring(1).toInt();
  switch (c) {
    case 'e': digitalWrite(PIN_EN, EN_ACTIVE); enabled = true;  Serial.println(F("Enable"));  break;
    case 'E': running = false; digitalWrite(PIN_EN, EN_IDLE); enabled = false; Serial.println(F("Disable")); break;
    case 'f': case 'r':
      if (!enabled) { Serial.println(F("먼저 e로 Enable 하세요")); return; }
      if (v < 1) { Serial.println(F("속도를 입력하세요 (예 f300 = 30.0RPM)")); return; }
      digitalWrite(PIN_DIR, c == 'f' ? HIGH : LOW);
      usRun = rpmToUs(v); running = true;
      Serial.print(F("연속 회전 ")); Serial.print(v / 10.0); Serial.println(F(" RPM (출력축)"));
      break;
    case 's': running = false; Serial.println(F("정지")); break;
    case 'g': case 'G': {
      if (!enabled) { Serial.println(F("먼저 e로 Enable 하세요")); return; }
      running = false;
      unsigned long steps = (unsigned long)((unsigned long long)v * STEPS_OUT_REV / 36000ULL);
      moveSteps(steps, c == 'g');
      Serial.print(F("이동 완료: ")); Serial.print(v / 100.0); Serial.println(F(" 도"));
      break;
    }
    case 'i': {
      if (!enabled) { Serial.println(F("먼저 e로 Enable 하세요")); return; }
      if (v < 2 || v > 360) { Serial.println(F("분할 수 2~360 (예 i6)")); return; }
      running = false;
      moveSteps(STEPS_OUT_REV / v, true);
      Serial.print(F("인덱스 이동: ")); Serial.print(360.0 / v); Serial.println(F(" 도"));
      break;
    }
    default: Serial.println(F("? e/E f300 r150 s g9000 G9000 i6")); return;
  }
}