아두이노 서보 모터

 

서보 모터(Servo Motor)는 정밀한 각도 제어가 가능한 모터로, 아두이노 프로젝트에서 로봇 팔, 드론, 자동화 시스템 등에 널리 사용

서보 모터의 특징 정밀 제어: 0°부터 180°까지 정확한 각도로 움직임을 제어할 수 있습니다. 내부 피드백 시스템: 위치 센서(포텐셔미터)가 내장되어 현재 각도를 감지하고 자동으로 보정합니다. 다양한 종류: SG90: 소형, 저전력 (최대 토크 약 1.8kg·cm) MG90S/MG995: 중형, 고출력 (최대 토크 약 2.5kg·cm)

주의사항 외부 전원 사용 권장: 서보 모터는 전류가 많이 소모되므로, 5V 이상의 외부 전원을 별도로 연결하는 것이 안전합니다. (아두이노 USB 전원만 사용하면 과부하로 보드가 손상될 수 있음) 다중 서보 제어: 3개 이상의 서보를 사용할 경우, MOSFET 모듈이나 외부 전원 분배기를 활용

서보 모터(Servo Motor)의 "서보(Servo)"는 **라틴어 "servus"**에서 유래한 단어로, **"노예, 종, 봉사하다"**라는 뜻을 가지고 있습니다. 이는 서보 모터가 시스템의 명령에 따라 정확히 움직이고 제어되는 특성을 반영한 이름입니다. 구체적으로 다음과 같은 이유로 이 용어가 사용됩니다:

1. 어원적 의미: "주인의 명령에 복종하는 장치" **"Servus"**는 고대 로마에서 주인의 지시에 따라 행동하는 종을 의미했으며, 현대 기술 용어에서는 피드백 시스템을 통해 외부 신호(명령)에 반응하는 장치를 가리킵니다. 서보 모터는 목표 위치나 속도에 도달하도록 정밀하게 제어되기 때문에, 마치 "주인(시스템)의 명령을 따르는 종"처럼 동작한다는 의미에서 "서보"라는 명칭이 붙었습니다.

2. 기술적 의미: 피드백을 통한 정확한 제어 서보 모터는 **폐쇄 루프 제어 시스템(Closed-loop control system)**을 기반으로 합니다. 센서(엔코더, 포텐셔미터 등)가 실시간으로 모터의 현재 위치/속도를 감지하고, 이를 목표 값과 비교해 오차를 계산한 뒤, 다시 모터를 조정하여 정확한 동작을 수행합니다. → 이 과정에서 서보 모터는 마치 **"시스템의 지시를 철저히 따르는 노예"**처럼 행동하므로 "서보"라는 이름이 적합합니다.

3. 일반 모터 vs 서보 모터의 차이 일반 모터: 단순히 회전 속도만 제어되며, 정밀한 위치 제어가 불가능합니다. 서보 모터: 각도(0°~180°), 회전 방향, 토크 등을 정밀하게 제어할 수 있어 로봇 관절, 드론, CNC 기계 등에 활용됩니다.

4. 서보(Servo)의 확장된 의미 서보 메커니즘: 산업용 로봇, 항공기 제어 표면 등에서 피드백 제어를 통해 목표를 달성하는 모든 시스템을 포괄하는 개념으로도 사용됩니다. 예: 서보 밸브, 서보 펌프 등에서도 동일한 원리가 적용됩니다.

요약 서보 모터의 "Servo"는 **"주인의 명령에 따라 움직이는 종"**이라는 라틴어 어원에서 비롯되었으며, 피드백 시스템을 통해 시스템의 목표 값을 정확히 추적하는 특성을 반영한 이름입니다. 이는 단순한 회전보다 정밀한 위치/속도 제어가 필요한 분야에서 핵심 기술로 자리 잡았습니다.

 

https://blog.naver.com/elepartsblog/221061007108

 

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PWM(Pulse Width Modulation, 펄스 폭 변조)은 디지털 신호로 아날로그 효과를 흉내 내는 기술입니다. 아날로그 신호처럼 전압, 밝기, 모터 속도 등을 제어하기 위해 사용되며, 특히 아두이노 프로젝트에서 LED, 모터, 서보 등을 제어할 때 필수적입니다.

1. PWM의 기본 원리 디지털 신호의 한계: 디지털 신호는 0V(LOW) 또는 5V(HIGH) 두 가지 상태만 가질 수 있습니다. 아날로그 신호 모방: PWM은 **신호가 HIGH인 시간 비율(듀티 사이클)**을 조절해 평균 전압을 변화시킵니다. 예: 5V에서 듀티 사이클이 **50%**면 평균 전압은 2.5V로 인식됩니다.

2. PWM 그래프로 이해하기 PWM 신호는 사각파(Square Wave) 형태로 표현됩니다. 주기(T): 한 번의 ON/OFF 사이클 시간 (예: 1kHz → 주기=1ms). 펄스 폭(Duty Cycle): HIGH 상태의 시간 비율 (예: 50% 듀티 → HIGH 0.5ms, LOW 0.5ms).

 

 

3. PWM의 주요 응용 분야 LED 밝기 조절: analogWrite(9, 128); // 9번 핀에 50% 듀티 사이클로 LED 제어 DC 모터/팬 속도 제어: 듀티 사이클이 높을수록 모터가 빠르게 회전합니다. 서보 모터 각도 제어: 서보는 1ms ~ 2ms PWM 펄스 폭으로 0° ~ 180° 각도를 제어합니다. Servo servo; servo.attach(9); servo.write(90); // 90° 각도 제어

5. 주의사항 주파수 선택: 인간 눈의 임계 주파수(약 60Hz) 이상이어야 깜빡임이 보이지 않습니다. 예: 1kHz 이상의 주파수를 권장합니다. 서보 모터: 아두이노의 Servo 라이브러리를 사용해 간편하게 제어 가능합니다.

요약 PWM은 디지털 신호의 ON/OFF 시간을 조절해 아날로그 효과를 모방하는 기술입니다. 사각파의 듀티 사이클을 변경함으로써 LED 밝기, 모터 속도, 서보 각도 등을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 아두이노에서는 analogWrite() 함수나 Servo 라이브러리를 통해 쉽게 구현할 수 있습니다.

 

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