4 족 보행 로봇

4족 보행 로봇 [ 중간 발표 #3 ] 캡스톤 설계 15조 지도교수 : 허돈 교수님 2004731215 김정환 2002731087 한재민 2003731047 강동명 2004731056 황동준 (발표자) KW Univ. Electrical Engineering

Contents • 설계 일정 • 책임자별 주요 진행 사항 • 주요 부품 소개 • 회로도 • 서보 모터 제어 • 보행 알고리즘 • 향후 추진 일정 • 면담 일지 • 부품 구입 4족 보행 로봇

설계 일정 4족 보행 로봇

책임자별 주요 진행 사항 [ 한재민 ] • 지그비 통신 테스트 • 리모콘 하드웨어 제작 [ 김정환 ] • 회로도 상의 문제점 발생시 디버깅 • 보행 모션 테스트 [ 강동명 ] • 지그비 통신 테스트 • 리모콘 소스 제작 [ 황동준 ] • 모터 부분 프로그래밍 디버깅 • 적외선 센서를 이용한 장애물 회피알고리즘 연구 4족 보행 로봇

진행사항 – 제작 사진 4족 보행 로봇

주요 부품 소개 • 1. 서보 모터(RBM-606MG) Features ∙ Full metal 기어 사용 ∙ 출력축에 더블 베이링 구조 ∙ 180도 회전 ∙ 다양한 서보 모터 형태 구성 가능 ∙ 너트가 인서트 되어 있는 구조 ∙ White(Signal), Red(+), Black(Gnd) 4족 보행 로봇

주요 부품 소개 Specifications Motor Type & Size Torque : 7.8kg/cm(6.0V) 9.8kg/cm(7.0V) Power : 5V ~ 7.4V Speed : 0.2sec/60degree(6.0V) 0.17sec/60degree(7.0V) Dimensions : 5cmX4cmX2cm thick Weight : 50g 4족 보행 로봇

주요 부품 소개 • 2. ZigBee RF Module (ZBS-100) Features ∙ 사용자 장치와 UART 인터페이스 연결 ∙ 10 Pin의 외부 확장 핀 - 시리얼 2포트(RXD1, TXD1) ∙ 지그비 스테 버전 1.2 지원 ∙ 초소형 사이즈 : 17mmX19mm 19mmX21mm - 시스템 구동을 위해 별도의 드라이버를 설치할 필요 없음 - 입력 전압 : 3.3V , 5V 사용가능 4족 보행 로봇

회로도 4족 보행 로봇

서보 모터 제어 • PWM(Pulse Width Modulation)을 이용한 제어 • 서보 모터는 360도가 아닌 180도 회전반경을 지님 • PWM Duty Cycle 만큼의 각도 유지 예) 3.5% -11.5% -7.5% : -90˚-0˚-+90˚ • 즉, Duty Cycle를 조절하여 180˚ 범위의 위치 제어 가능 • 타이머 / 카운터를 이용한 제어 4족 보행 로봇

서보 모터 제어 • 일반 포트로 PWM 파형 발생 • 연구 내용  * 타이머의 레지스터(TCNT)가 총 0 ~ 255 (항상 카운트 되는 값)  * 비교 구문을 사용하여, 원하는 기간 동안 HIGH를 주고, 나머지 구간을 LOW를 줌. 원하는 기간은 PWM 변수가 됨. • 연구 결과  * 서보 모터의 미세한 떨림 발생  * 떨림의 원인으로는 20ms 이상의 펄스가 들어오지 않았을때 발생  * 이유: 계속 조건문을 수행해야 하므로, TCNT가 카운팅 되는 속도를 프로세서의 명령 처리 시간 내에 못들어 오는 경우가 생김 4족 보행 로봇

보행 알고리즘 • 4족 동물의 움직임 연구 • 크로스 보행: (오른쪽 앞발 + 왼쪽 뒷발) 한걸음 (왼쪽 앞발 + 오른쪽 뒷발) 한걸음 순으로 이동 • 로봇에 적용시  다리를 들었을 때 넘어지지 않아야 하므로,  오버헤드 시점에서 봤을때, 로봇의 무게중심을 정중앙으로배치 – 즉, 모든 소자 및 부품을 정중앙으로 배치  보폭을 작게 하면 무게중심이 크게 벗어나지 않음  위의 조건들을 충족시 넘어지지 않고, 안정적인 보행 가능 4족 보행 로봇

보행 알고리즘 • 2발 보행 모드(직진)  파란 사각형 : 지면으로 내린 다리 빨간 사각형 : 지면에서 들어 올린 다리 • 2발 보행 모드(좌–우 회전)  앞의 두 다리를 같은 각도로 좌우로 회전 4족 보행 로봇

향후 추진 내용 • 향후 추진 내용 ∙ 로봇의 장애물 회피 테스트 ∙ 리모콘을 이용한 최종 보행 테스트 ∙ 최종 디버깅 ∙ Demo 시연 4족 보행 로봇

면담일지 • 직전 자문에 대한 처리결과 서보 모터 신호의 노이즈 문제 ∙ 모터부에 전원을 따로 주고 노이즈 제어용 콘덴서 추가 Timer의 PWM 파형 제어에 대한 문제 ∙ 동일 시간에 2개 이상의 서보의 다른 동작 제어가 불가능하기 때문에 소스 코드에 딜레이 함수를 사용하지않고 For문을 직접 삽입 4족 보행 로봇

부품 구입 4족 보행 로봇

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4 족 보행 로봇

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