[5회차-1] HAT으로 서보모터 제어하기-1

1. 서보모터

 가. 모터의 종류

  

  1) DC모터

    단순히 전기를 넣으면 동작하는 모터로 전기에 의해 시계방향으로 회전하거나 반시계방향으로 회전, 그리고 전기를 끊으면 멈추는 동작을 합니다. 전기에 의한 속도 변화 극에 따른 회전 방향을 바꾸는 동작만 가능하여 선풍기, 장난감 자동차 같은 곳에 널리 사용됩니다.

 

  2) 서보모터

   사용자가 정한 각도로 움직임이 가능한 모터입니다. 서보모터는 0°에서 180°까지 가능하지만, 저가형의 서보모터는 양 끝으로 갈 수록 동작이 정교하지 못하게 되므로 5°에서 175° 정도의 범위에서 사용하는 것이 좋습니다. 서보모터 중에는 360°까지 회전하는 것도 있습니다.

 

 나. SG90 서보모터

  SG90 마이크로 서보모터는 우리가 실습환경에서 가장 많이 보게되는 일반적인 소형 모터입니다. 가격이 저렴하고 가벼우며 전력소모가 적은 장점이 있지만 파손이 잦고 강한 힘이 필요한 곳에서는 사용하기 어렵습니다.

 

 다. MG90S서보모터

  MG90S는 위에서 살펴본 SG90과 크기가 거의 같지만 모터 안에 기어가 금속으로 되어 있어 SG90에 비해 내구성과 토크가 더 뛰어납니다. SG90보다 안정적이고 튼튼하다고 볼 수 있지만 SG90에 비해 가격이 비싸고 전력소모가 많은 단점이 있습니다.

 

 라. 서보모터 제어를 위한 PCA9685 HAT

 

  라즈베리파이 GPIO에 직접 연결을 통해서도 서보모터를 충분히 제어할 수 있지만 다수의 서보모터를 제어하기에는 물리적으로 힘듭니다. 이러한 문제를 해결하여 다수의 서보모터를 안정적으로 제어하기 위해 PCA9685 HAT을 추가로 라즈베리파이에 장착하여 서보모터를 제어할 수 있습니다.

  

  ➩검은색 핀(G)은 GND에 연결(대부분 서보의 갈색 와이어에 연결)

  ➩빨간색 핀(V)은 5V에 연결된 Vcc 핀

  ➩노란색 핀(S)은 PWM의 신호선이며, 16개의 서보(ch0~ch15) 지원

 

  서보모터에 연결된 선을 바로 연결할 수 있도록 핀이 만들어져 있으며 0~15번까지 있어 16개의 서보모터를 이 HAT 하나로 제어할 수 있습니다. 서보모터는 동작 시 전류가 많이 필요하므로 안정적인 전원 공급을 위해 외부 전원 입력부인 VIN과 GND가 있어 고출력의 배터리를 연결할 수 있습니다.

 

 

2. PCA9685 HAT 설치 및 서보모터 연결

 

 

 

3. I2C 설정

 

  서보모터 제어를 위한 PCA9685 HAT은 라즈베리파이와 특별한 통신 규격으로 연결이 됩니다. 아래 사진을 보며 I2C 인터페이스를 활성화해봅시다.