아두이노 코딩-174: Color Ball Self Tracking 밸런싱 로봇 켑스톤 디자인 Mockup 및 DRV8825 스테퍼 모터 쉴드

컬러볼 Tracking 이 가능한 RC 밸런싱 로봇을 제작하기 위한 시스템을 지난 회에 구성하였으며

https://steemit.com/kr/@codingart/173-color-ball-self-tracking

핸드 스케치하여 포맥스 플라스틱 재료를 주먹칼로 재단하고 순간 접착제를 사용하여 다음과 같이 Mockup을 완성하였다.

현재 빠져있는 부분은 12.6V 리튬 폴리머 배터리 전원을 직접 스테퍼 모터에 공급하기 위한 DRV8825 전류 드라이버 회로와 아울러 아두이노와 라즈베리 파이 보드에 공급하기 위한 5V 전원 레귤레이터 회로이다. 아직 회로 디자인이 완료되지는 않았으나 Broking 의 오픈소스 밸런싱 로봇으로부터 수정해서 만들 계획이다. 700mA 정도 전류를 소모하는 아두이노만 사용할 경우에는 Broking 이 전원 회로를 그대로 사용해도 무방하나 라즈베리 파이는 적어도 1.0∼1.5A 수준의 전류 공급 캐파가 필요하므로 주의 깊게 설계해야 한다.

지난번 아두이노만으로 RC 밸런싱 로봇을 만들었을 때에는 DRV8825 회로를 직접 납땜 작업에 의해 2종류의 모델을 제작하여 사용하였으나 일반 hobbiest 들이 만들기에는 너무 박찬 감이 크다고 판단되어 대안을 모색하였다. 이 회로가 겉보기에는 3개의 칩만을 일반 PCB에 나땜하는 작업이라 간단할 것 같지만 동호회 전문가들과 의견을 나눠본 바에 의하면 고난도의 납땜 실력이 필요하다는 중평이었다.

대안 모색 결과 DRV 8825 칩 2개를 장착한 모터쉴드 보드가 판매되고 있었다. 그 사용법을 정확하게 파악해야 할 필요가 있다. 그 이유는 현재 밸런싱 로봇을 구동하는 Broking 의 밸런싱 로봇 코드의 DRV 8825 배선도와 판매 중인 모터 쉴드 핀 배선이 다르기 때문이다. 하지만 DRV 8825 칩 사용 방법에 따라서 Broking 의 코드를 단순 수정하는 방향으로 가닥을 잡을 계획이다.

한가지 가능성 단계이긴 하지만 이 보드의 오른 쪽에 스테퍼 모터와 연결하는 단자가 있는데 전류용량 규모에 따라 선택이 가능하다. 그렇지 않으면 파워서플라이를 가지고 12V 전원 하에서 0.1∼0.5A 사이에서 가변 저항을 돌려 적정 전류 세팅 작업을 해야 하나 규격만 정확히 알면 선택해서 사용할 수 있게 되어 있다. 따라서 스테퍼 모터의 케이블 커넥터를 이에 맞도록 배선을 까야할 필요성도 있다.
아두이노 쉴드 보드이므로 Mockup 의 아두이노 보드 위에 끼워서 사용하면 된다.
컬러볼 Tracking을 위한 소프트웨어 시스템은 PiCamera 와 OpenCV 코드를 개발하여 이미 포스팅을 하였고 이 코드를 좀 더 개량할 계획이다. 아울러 라즈베리 파이와 아두이노간의 블루투스 통신 코드도 이미 개발되어 준비를 마친 상태이다.
이 컬러볼 Tracking 밸런싱 로봇 캡스톤 디자인 프로젝트는 의외로 예산이 제법 많이 들 수 있어 450 DIY 드론키트 제작에 들어가는 20만원을 훌쩍 뛰어 넘을 수도 있으며 납땜이나 포맥스 커팅 제작을 외부에 맞길 경우 상당히 큰 예산이 필요할 수도 있으므로 가급적 본인이 주체가 되어 비용을 줄여 보도록 하자.

다음 회에 Broking 의 오픈 소스를 수정하여 사용할 수 있도록 DRV 8825 모터 쉴드의 구체적 사용법을 연재할 계획이다.