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BASIC4MCU | 질문게시판 | 8비트 타이머 서보모터 동작

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작성자 뚱빠 작성일2023-11-16 05:54 조회14,028회 댓글10건

본문

	

16비트 타이머/카운터로는 서보모터 주파수가 50Hz, 20ms 맞출수있는데, 8비트로는 아두이노 16MHz에 분주기 1024에 TOP이 256이라서

약 61Hz,16ms 나오는데 어떻게 서보모터 돌리나요? 하드웨어 PWM 으로는 못하는건가요? 찾아보니깐 하드웨어 PWM 방식말고

소프트웨어적으로 PWM 생성해서 인가하면 된다고 하긴하던데, 하드웨어 PWM 방식 밖에 안해서 이해가 잘 안되네요

어떻게 8비트 타이머로 서보모터 20ms 동작시킬까요? Atmega328p, 아두이노 사용중이고, Timer1번을 통해 서보모터 2개 동작하고

Timer 0,2번을 통해서 서보모터 각각 2개씩 동작시킬려고 합니다.

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댓글 10

조회수 14,028

master님의 댓글

master 작성일

컴파일러가 아두이노인가요? AVR인가요?
타이머0은 아두이노에서 몇가지 용도로 사용하고 있으니 건드리지 않는 것이 좋습니다.
타이머1과 타이머2로 서보모터 6개 돌리면 되는 건가요?
하드웨어 PWM이 아니더라도 아두이노에서 여러개의 서보모터를 지원하지 않나요?

뚱빠님의 댓글

뚱빠 댓글의 댓글 작성일

아두이노 IDE 이용하고있습니다.
AVR 공부중이라서, 라이브러리 함수로 말고 C언어, 레지스터 호출 해서 구현하는 걸 목표로 하고있어서요.
하드웨어 PWM 배워서, 타이머 1은 2개핀 각각 서보모터 한대씩 이용하고 있어요!
타이머 0,2번으로 각각 2대씩 하드웨어 PWM으로  돌릴려고하는데 주파수가 50HZ가 안돼서 서보모터 인가해도 되는지 몰라서요..
그래서 하드웨어 PWM으로 하는 방법이나, 아니면 소프트웨어적으로 인터럽트?로 구현하는 방법을 알고싶어서요..

뚱빠님의 댓글

뚱빠 댓글의 댓글 작성일

타이머 1로 6개 돌릴 수 있으면 그게 가장 좋을거 같습니다!
하드웨어 PWM이 2개핀밖에 없어서, 타이머 0,1,2 다 쓸려고 한거 였어요!
Atmega 코딩 방식으로 어떻게 하면 될까요? 2개는 이미 타이머 1 하드웨어 PWM 쓰고있습니다

master님의 댓글

master 작성일

타이머 0,2번으로 각각 2대씩 하드웨어 PWM으로  돌릴려고하는데 주파수가 50HZ가 안돼서
//
위 질문부터 답변을 드리죠
여러가지 방법이 있습니다.
1.
pwm 중에서 fast pwm이 아닌  Phase Correct PWM 모드 등을 사용하면 16.384ms의 두배인 32.768ms까지 주기를 늘릴 수 있습니다.
2.
납땜을 잘 하고 부품이 있는 사람인 경우 쉽게 생각해볼 수 있는 방법은 xtal을 8mhz로 변경하는 것입니다.
fast pwm으로도 32.768ms까지 주기를 늘릴 수 있습니다.
3.
mcu 클럭 분주 레지스터의 분주비를 건드려도 클럭 속도를 낮출 수 있습니다.
(일반적으로 거의 사용하지 않아서 레지스터명도 기억하지 못합니다.)

master님의 댓글

master 작성일

새로운 방법을 적어드리죠
pwm이 아닌 CTC 비교매치 인터럽트를 사용합니다. (오버플로우 인터럽트도 사용합니다.)
타이머 인터럽트 주기를 3.333ms(300Hz)로 만듭니다.
256분주비에 OCRx=207; 설정하면 16000000Hz/256/208=300.4807692307692Hz=3.328ms
이렇게 6번을 반복하면 3.328ms*6=19.968ms가 되는데 서보모터는 정확히 20ms가 안되도 동작합니다.
//
256분주 타이머는 16us 단위로 카운트가 증가하는데 10us당 약1도이므로 1.6도에 해당합니다.
180도에 해당하는 OCR값의 테이블을 미리 만들어두세요
서보모터 PWM의 HIGH펄스 폭은
기본 600us + 각도us(각도*10) 이므로 600us~2400us가 됩니다.(0도=600us, 90도=1500us, 180도=2400us)
예를들면 OCRx값은 0도일 때 37.5(600/16=37.5)이므로 반올림한 후 1을 빼서 37
90도일 때 (1500/16=93.75)이므로 93
180도일 때 (2400/16=150)이므로 149
180개를 모두 만들어둡니다.(램으로 선언하지말고 flash code 메모리로 선언하세요)
서보모터는 포트B0~B5에 연결하는 것으로 하겠습니다.
//
const PROGMEM  unsigned char angle2ocr[181]={37,...93...149}; // 위에서 언급한 각도->OCR 변환 테이블
volatile unsigned char angle[6]={0,}; // 서보모터 각도
//
ISR(TIMER0_OVF_vect){
  static char index=0; // 서보모터 인덱스
  PORTB=0x01<<index; OCR0A=angle2ocr[angle[index]];
  if(++index>5)index=0;
}
//
ISR(TIMER0_COMPA_vect){
  PORTB=0; // 모든 pwm off
}

master님의 댓글

master 작성일

16비트 타이머로 설정하면 분주비를 더욱 줄일 수 있으므로
정밀한 각도 제어가 가능합니다.
//
그리고...타이머0의 코드를 작성 해드렸는데요
아두이노 코드를 사용한다면 타이머0을 사용하지말고 타이머2나 16비트 타이머1을 사용하세요

3.3ms가 아닌 2.5ms주기로 설정하면 8개의 서보모터 제어가 가능합니다.
위 방법은 제가 고안해서 사용한 방법이며
나중에 나온 아두이노 서보모터 제어방식도 제 방법과 유사한 방법일 것으로 추정합니다.
아두이노 서보모터 코드를 조사해본 것은 아니며, 제 코드를 보고서 베꼈는지 여부도 알 수 없습니다.

master님의 댓글

master 작성일

8비트 타이머 분주비 256은 16us마다 클럭이 움직이는데
이렇게되면 오차가 약간 생기게 됩니다.
0도 = 37 (600/16=37.5=38)
1도 = 37 (610/16=38.125=38)
2도 = 38 (620/16=38.75=39)
3도 = 38 (630/16=39.375=39)
4도 = 39 (640/16=40)
위 계산 결과를 보면 0도와 1도의 pwm값에 차이가 없고, 2도와 3도의 pwm값에 차이가 없습니다.
이런식의 오차가 발생됩니다.
16비트 타이머를 사용하고 분주비를 낮추면 0.1도의 제어도 가능합니다. (0.1도=1us)
물론 서보모터 내부의 mcu에서 그만큼의 정밀도를 입력 받을 수 있는가는 또 다른 문제입니다.

master님의 댓글

master 작성일

https://cafe.naver.com/circuitsmanual/161856
이 글은 8년 전 쯤에 만든 글인데요
mcu핀을 최소로 사용하기 위해서 외부 게이트IC가 추가되었는데요
기본적인 방법은 위에서 설명한 것과 유사합니다.

master님의 댓글

master 작성일

https://cafe.naver.com/circuitsmanual/161992
11핀(GPIO 5 + 16비트 PWM 6)으로 서보모터 96개 구동

이런 글도 참고하세요

뚱빠님의 댓글

뚱빠 작성일

정말 감사합니다...! 참고해서 코드 짜보겠습니다!

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