모터 제어와 4방향 주행 - PWM / DC모터 제어

1. PWM 이란?

 

 

 

2. DC Motor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

////////////////////  모터 1번(왼쪽)과 2번(오른쪽)

#define pinDIR1   7 // 1번(왼쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM1   5 // 1번(왼쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

#define pinDIR2   8 // 2번(오른쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM2   6 // 2번(오른쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

////////////////////  모터 회전 동작

#define FORWARD   0 // 전진 방향
#define BACKWARD  1 // 후진 방향

void move1(int dir, int power)  // 1번(왼쪽)모터 구동
{
  if(dir == FORWARD)
    digitalWrite(pinDIR1, HIGH);
  else
    digitalWrite(pinDIR1, LOW);
      
  analogWrite(pinPWM1, power);
}

void move2(int dir, int power)  // 2번(오른쪽)모터 구동
{
  if(dir == FORWARD)
    digitalWrite(pinDIR2, LOW);
  else
    digitalWrite(pinDIR2, HIGH);
      
  analogWrite(pinPWM2, power);
}

////////////////////

int Power = 100;  // 기본 속력 (80~ 120 사이가 적당함)

void  MoveTest()
{
  move1(FORWARD, Power); // 1번(왼쪽)모터 전진
  delay( 1000 );
  analogWrite(pinPWM1, 0); // 정지
  delay( 1000 );
  
  move1(BACKWARD, Power); // 후진
  delay( 1000 );
  analogWrite(pinPWM1, 0); // 정지
  delay( 1000 );
  
  move2(FORWARD, Power); // 2번(오른쪽)모터 전진
  delay( 1000 );
  analogWrite(pinPWM2, 0); // 정지
  delay( 1000 );

  move2(BACKWARD, Power); // 후진
  delay( 1000 );
  analogWrite(pinPWM2, 0); // 정지
  delay( 5000 );
}

void  setup()
{
  // 모터 제어 핀들을 모두 출력용으로 설정
  
  pinMode( pinDIR1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 속력 핀

  pinMode( pinDIR2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 속력 핀

  delay( 3000 ); // 3초 대기 후 이동 시작 (USB 케이블 제거)

  MoveTest();
}

void  loop()
{
}

 

 

3. 4방향 주행하기

 

 

 

 

 

 

////////////////////  버튼 핀 번호

#define pinButton     A3 // 버턴 핀 번호

////////////////////  모터 1번(왼쪽)과 2번(오른쪽)

#define pinDIR1   7 // 1번(왼쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM1   5 // 1번(왼쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

#define pinDIR2   8 // 2번(오른쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM2   6 // 2번(오른쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

////////////////////  모터 회전 동작

#define FORWARD   0 // 전진 방향
#define BAKWARD   1 // 후진 방향

void  drive(int dir1, int power1, int dir2, int power2)
{
  boolean dirHighLow1, dirHighLow2;

  if(dir1 == FORWARD)  // 1번(왼쪽)모터 방향
    dirHighLow1 = HIGH;
  else // BACKWARD
    dirHighLow1 = LOW;
  
  if(dir2 == FORWARD)  // 2번(오른쪽)모터
    dirHighLow2 = LOW;
  else // BACKWARD
    dirHighLow2 = HIGH;

  digitalWrite(pinDIR1, dirHighLow1);
  analogWrite(pinPWM1, power1);

  digitalWrite(pinDIR2, dirHighLow2);
  analogWrite(pinPWM2, power2);
}

void  Forward(int power)  // 전진
{
  drive(FORWARD, power, FORWARD, power);
}

void  Backward(int power)  // 후진
{
  drive(BAKWARD, power, BAKWARD, power);
}

void  TurnLeft(int power)  // 좌회전
{
  drive(BAKWARD, power, FORWARD, power);
}

void  TurnRight(int power)  // 우회전
{
  drive(FORWARD, power, BAKWARD, power);
}

void Stop()  // 정지
{
  analogWrite(pinPWM1, 0);
  analogWrite(pinPWM2, 0);
}

////////////////////  메인 프로그램 (setup & loop)

void  setup()
{
  // 모터 제어 핀들을 모두 출력용으로 설정
  pinMode( pinDIR1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 속력 핀
  pinMode( pinDIR2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 속력 핀

  //pinMode( pinButton, INPUT ); // 버튼을 입력 모드로
}

int Power = 100;  // 기본 속력 (80~ 120 사이가 적당함)

void  loop()
{
  if( digitalRead(pinButton) == 0 ) // 버튼 눌림
  {
    Forward( Power );  // 전진
    delay( 1000 ); 
    Stop();
    delay( 1000 );
  
    Backward( Power );  // 후진
    delay( 1000 );
    Stop();
    delay( 1000 );
    
    TurnLeft( Power );  // 좌회전
    delay( 1000 ); 
    Stop();
    delay( 1000 );
  
    TurnRight( Power );  // 우회전
    delay( 1000 );
    Stop();
  }
}

 

 

 

4. 모터 성능에 따라 직진성 보정하기

 

 

 

////////////////////  버튼 핀 번호

#define pinButton     A3 // 버턴 핀 번호

////////////////////  모터 1번(왼쪽)과 2번(오른쪽)

#define pinDIR1   7 // 1번(왼쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM1   5 // 1번(왼쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

#define pinDIR2   8 // 2번(오른쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM2   6 // 2번(오른쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

// 양쪽 모터 성능차이 보정 (성능이 좋은 쪽의 비율을 줄여서 맞춤)
// 아래 비율은 왼쪽 모터의 성능이 약간 떨어지는 경우 조정값임
float Power1Ratio = 1.00; // 왼쪽 모터 속도 보정비율 (최대= 1.0)
float Power2Ratio = 0.96; // 오른쪽 모터 속도 보정비율 (최대= 1.0)

////////////////////  모터 회전 동작

#define FORWARD   0 // 전진 방향
#define BAKWARD   1 // 후진 방향

void  drive(int dir1, int power1, int dir2, int power2)
{
  boolean dirHighLow1, dirHighLow2;
  int     adjPower1, adjPower2;

  if(dir1 == FORWARD)  // 1번(왼쪽)모터 방향
    dirHighLow1 = HIGH;
  else // BACKWARD
    dirHighLow1 = LOW;

  adjPower1 = power1 * Power1Ratio; // 왼쪽모터 성능 조정
  
  if(dir2 == FORWARD)  // 2번(오른쪽)모터
    dirHighLow2 = LOW;
  else // BACKWARD
    dirHighLow2 = HIGH;

  adjPower2 = power2 * Power2Ratio; // 오른쪽모터 성능 조정

  digitalWrite(pinDIR1, dirHighLow1); // 왼쪽모터 회전 방향
  analogWrite(pinPWM1, adjPower1); // 조정된 왼쪽모터 속력

  digitalWrite(pinDIR2, dirHighLow2); // 오른쪽모터 회전 방향
  analogWrite(pinPWM2, adjPower2); // 조정된 오른쪽모터 속력
}

void  Forward(int power)  // 전진
{
  drive(FORWARD, power, FORWARD, power);
}

void  Backward(int power)  // 후진
{
  drive(BAKWARD, power, BAKWARD, power);
}

void  TurnLeft(int power)  // 좌회전
{
  drive(BAKWARD, power, FORWARD, power);
}

void  TurnRight(int power)  // 우회전
{
  drive(FORWARD, power, BAKWARD, power);
}

void Stop()  // 정지
{
  analogWrite(pinPWM1, 0);
  analogWrite(pinPWM2, 0);
}

////////////////////  메인 프로그램 (setup & loop)

void  setup()
{
  // 모터 제어 핀들을 모두 출력용으로 설정
  pinMode( pinDIR1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 속력 핀
  pinMode( pinDIR2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 속력 핀
}

int Power = 100;  // 기본 속력 (80~ 120 사이가 적당함)

void  loop()
{
  if( digitalRead(pinButton) == 0 ) // 버튼 눌림
  {
    Forward( Power );  // 전진
    delay( 2000 ); 
    Stop();
    delay( 1000 );
  
    Backward( Power );  // 후진
    delay( 2000 );
    Stop();
  }
}

 

 

 

5. 버튼으로 출발과 정지 전환

 

 

 

////////////////////  버튼 핀 번호

#define pinButton     A3 // 버턴 핀 번호

////////////////////  모터 1번(왼쪽)과 2번(오른쪽)

#define pinDIR1   7 // 1번(왼쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM1   5 // 1번(왼쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

#define pinDIR2   8 // 2번(오른쪽)모터 방향 지정용 연결 핀
#define pinPWM2   6 // 2번(오른쪽)모터 속력 지정용 연결 핀

// 양쪽 모터 성능차이 보정 (성능이 좋은 쪽의 비율을 줄여서 맞춤)
// 아래 비율은 왼쪽 모터의 성능이 약간 떨어지는 경우 조정값임
float Power1Ratio = 1.00; // 왼쪽 모터 속도 보정비율 (최대= 1.0)
float Power2Ratio = 1.00; // 오른쪽 모터 속도 보정비율 (최대= 1.0)

////////////////////  모터 회전 동작

#define FORWARD   0 // 전진 방향
#define BAKWARD   1 // 후진 방향

void  drive(int dir1, int power1, int dir2, int power2)
{
  boolean dirHighLow1, dirHighLow2;
  int     adjPower1, adjPower2;

  if(dir1 == FORWARD)  // 1번(왼쪽)모터 방향
    dirHighLow1 = HIGH;
  else // BACKWARD
    dirHighLow1 = LOW;

  adjPower1 = power1 * Power1Ratio; // 왼쪽모터 성능 조정
  
  if(dir2 == FORWARD)  // 2번(오른쪽)모터
    dirHighLow2 = LOW;
  else // BACKWARD
    dirHighLow2 = HIGH;

  adjPower2 = power2 * Power2Ratio; // 오른쪽모터 성능 조정

  digitalWrite(pinDIR1, dirHighLow1); // 왼쪽모터 회전 방향
  analogWrite(pinPWM1, adjPower1); // 조정된 왼쪽모터 속력

  digitalWrite(pinDIR2, dirHighLow2); // 오른쪽모터 회전 방향
  analogWrite(pinPWM2, adjPower2); // 조정된 오른쪽모터 속력
}

void  Forward(int power)  // 전진
{
  drive(FORWARD, power, FORWARD, power);
}

void  Backward(int power)  // 후진
{
  drive(BAKWARD, power, BAKWARD, power);
}

void  TurnLeft(int power)  // 좌회전
{
  drive(BAKWARD, power, FORWARD, power);
}

void  TurnRight(int power)  // 우회전
{
  drive(FORWARD, power, BAKWARD, power);
}

void Stop()  // 정지
{
  analogWrite(pinPWM1, 0);
  analogWrite(pinPWM2, 0);
}

////////////////////  메인 프로그램 (setup & loop)

void  setup()
{
  // 모터 제어 핀들을 모두 출력용으로 설정
  pinMode( pinDIR1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM1, OUTPUT ); // 1번(왼쪽)모터 속력 핀
  pinMode( pinDIR2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 방향 핀
  pinMode( pinPWM2, OUTPUT ); // 2번(오른쪽)모터 속력 핀
}


int Power = 100;  // 기본 속력 (80~ 120 사이가 적당함)

// 주행 상태(이동중 또는 정지) 플래그
bool  IsDriving = false; // 처음에는 정지 (버튼을 눌러 출발)


void  loop()
{
  ////////// 먼저, 버튼 눌림 체크 (버튼이 눌리면 주행 상태 변경)
  
  if( digitalRead(pinButton) == 0 ) // 버튼이 눌려진 상태이면
  {
    if( IsDriving ) // 만약 현재 주행중 상태이면
    {     
      while( digitalRead(pinButton) == 0 ) // 버튼이 올려질 때까지 대기
        delay( 10 );
        
      IsDriving = false; // 정지 상태로 변경
    }
    else // 만약 현재 정지 상태이면
    {
      while( digitalRead(pinButton) == 0 ) // 버튼이 올려질 때까지 대기
        delay( 10 );
        
      IsDriving = true; // 주행중 상태로 변경
    }
    delay( 100 ); // 0.1초 지연
  }

  ////////// 주행 상태 플래그에 따라 주행 또는 대기
  
  if( IsDriving ) // 현재 주행중 상태이면
  {
    Forward( Power );  // 전진
  }
  else // 정지중 상태이면
  {
    Stop();  // 정지
  }
  
  delay( 100 );  // 0.1초 대기
}