좌충우돌 로봇 만들기 Season II - 4 : 원래 약골이었네…-.-


여전히 전원 공급 문제가 해결이 안되고 있습니다.
일단 이 문제를 제쳐두고 동작 구현부터 마무리 지으려고 했으나 몇가지 더 시험해보고 싶은 것이 있어
그 시험을 먼저 진행을 했습니다. 

결과부터 말하자면 배터리 문제가 아니라 모터의 문제가 아닐까 하는 생각이 짙어지고 있습니다.
본문에 여러가지 테스트한 내용이 나오겠지만 현재로서는 그렇게 생각이 되네요…

예전에 초반에 쓴 글에 제가 사용한 모터가 MG996R이고 가격으로 봐서 짝퉁인 듯하다는
언급을 한 적이 있습니다. 아무래도 저가로 만들면서 뭔가 부족해진 것 같습니다.

여전히 작업에 진전이 없기 때문에 이번 글의 볼거리는 도색 작업이네요^^


이왕이면 다홍치마~


일이 잘 풀리지 않자 살짝 기운이 빠졌다.
요 기운을 북돋우기 위해 심심풀이 삼아 도색 작업을 해보기로 했다.
컨셉은 중장비.


도색만 해도 애초에 프레임을 조립하기 전에 했으면 좋았을 것을…이미 조립이 다 된 상태에서
도색을 하자니 여간 손이 많이 가는 것이 아니다.


우선 아크릴 물감과 붓을 샀다. 이래저래 돈먹는 귀신이다.
아두이노로 로봇을 만드는 것도 처음이지만 아크릴 물감을 써보는 것도 처음이다.



아크릴 물감은 수용성이긴 하지만 마르고 나면 물로 지워지지가 않으며 마르는 속도가 빠르다.
물을 얼마나 섞느냐에 따라 다양한 효과를 낼 수 있다. 많이 섞으면 수채화 느낌으로도 사용가능하고
물을 거의 안섞으면 페인트 느낌이 나기도 한다. 물론 물을 많이 안섞으면 뻑뻑해서 칠하기가 어렵다.




아무튼 말마따나 좌충우돌이다.
그래도 열심히 칠하고 나니 제법 그럴듯하다. 가까이서보면 우둘두둘한 것이 엉망이지만 적당히 거리를 두고
보니 그럴싸 하다. 그래도 뭔가 밋밋한 구석이 있어서 여러가지 데칼을 좀 붙여줄까 했는데…프라모델용
데칼은 비싸기도 하려니와 이놈한테 어울리는 것을 찾기가 쉽지 않았다. 레터링지로 해볼까 했는데 다리에 붙은
큰 숫자 붙이고 나니 더이상 엄두가 안나 그냥 손으로 대충 썼다…-.-






다시 본론으로…


우선 현상부터 보자. 아래 동영상과 같이 처음에는 씩씩하게 잘 서있다.
하지만 움직이기 시작하는 순간 여지없이 무너진다.
은은하게 들리는 고양이 소리는 언제나 찬조 출연에 노고가 많으신 우리 둘째 따님이시다…^^;;;


여전히 바닥을 기는 모습을 보는 내 마음이 마치 무녀리를 보는 어미 개의 마음이랄까…-.-
그럴싸 하게 만들어졌는데 어찌 앉은뱅이 노릇을 하고 있는지…
애써 외면하려 했으나 쉽게 포기가 안되는 상황이다.
그래서 다시 이것 저것 만져보기 시작했다.


우선 배선을 좀 바꿔봤다. 빵판으로 전원이 들어가고 빵판에서 모터로는 모터 자체 케이블 외에 빵판에 쓰이는
가는 점퍼선으로 연결을 하였다. 혹시 이 가느다란 선에서 저항이 걸리나 싶어 우선 이 가는 점퍼선을 제거하고
빵판에 핀헤더를 꽂고 서보모터의 케이블을 바로 연결을 시켰다. 여러 방법으로 바꿔보긴 했으나 아래 이미지와
크게 다르지 않은 배치였고 그런만큼 전혀 아무런 변화가 없었다. (아래 그림에는 빠졌지만 아두이노에도 별도의
9V 전원이 연결되어 있다.)




일단 배터리 교체와 배선의 변화로도 아무런 진전이 없기에 다른 방법을 찾아야 했다.


아두이노 메가 센서 쉴드


일단 빵판은 공간 활용도 어렵고 그닥 믿음이 가지 않아 빼기로 했다.
빵판이 빠지면 서보모터를 연결할 방법이 필요한데…
우선은 서보 드라이버(혹은 서보 컨트롤러)를 한 번 찾아보았다.
하지만 쓸만해보이는 것들이 대부분 고가였다. 그나마 저렴한 것이 Adafruit라는 곳에서 나오는
16개의 서보 모터를 컨트롤할 수 있고 PWM으로 제어가 가능한 제품이었는데 사실 이 제품은
로봇 만들기 시작한 후 얼마 안되어 멋도 모르고 구입했더니 핀헤더가 전부 직접 납땜을 해야 하는
제품이었다. 




나중의 일이지만 짝퉁을 하나 사서 하루 연습 끝에 생전 처음 납땝을 해보았다.
이거 제대로 하긴 한건가 모르겠다…-.-


피나는 연습과...




그 결과...ㅠ.ㅠ



그러던 중 아두이노 메가 센서 쉴드라는 놈을 발견했다. 바로 아래 이미지와 같은 놈이다.





전체 54개의 디지털 I/O와 16개의 아날로그 입력 핀을 3핀으로 도배를 해놓은 제품이다.
게다가 점퍼를 이용하여 아두이노 전원과 외부 전원을 선택하여 사용할 수도 있다. 바로 이것이
내게 필요한 것이었다. 가격도 만원이 안되는 가격으로 비교적 저렴한 편이고…
단점이라면 외부전원을 쓸 경우 모든 디지털 I/O는 같은 전원을 사용하게 되기 때문에
서보모터를 위해 7.2V 배터리를 연결하면 5V이하에서 동작하는 센서는 사용을 못한다는 것,
그리고 블루투스 연결 핀은 아두이노의 TX0, RX0으로 연결되어 USB 연결시에는 블루투스 센서를
빼야 한다는 번거로움이 있다는 점이다. 


그리고 이놈…아무리 뒤져도 데이터 시트를 찾지 못하겠다…ㅠ.ㅠㅠ
겨우겨우 아래 사이트를 찾아 정보를 얻을 수 있었다.


https://arduino-info.wikispaces.com/SensorShield


그리고 아래와 같이 장착을 하였다. 이 쉴드를 사용하여 얻은 또하나의 좋은 점은 바로 배선이 깔끔하게
정리되었다는 것이다. 산발한 미친X 같던 전선들이 가운데 가르마를 멋지게 탄 신사가 되어버렸다…^^;;;


하지만…신사가 된들 무었하랴…여전히 앉은뱅이를 벗어나지 못했다…ㅠ.ㅠㅠ
이 쉴드를 사면서 내심 기대를 많이 했는데…ㅠ.ㅠ


위 제품과는 별도로 조금 더 비싼 아래 제품을 하나 더 주문했는데 해외 직구 상품이다보니 아직 도착을 안했다.
오긴 오는 건지…-.-




원인 좀 제대로 파악해보자!


일단 뭐 안봐도 모터로 적정량의 전류가 공급되지 않는다는 것은 알겠지만 그래도 직접 한 번 측정을 해보는 것이
좋을 것 같았다.


우선은 쉴드로부터 모터로 이어지는 위치에서 멀티테스터기로 전류를 측정해보기로 했다.
헐…(참고로 ‘헐’이 초등생들이 가장 많이 사용하는 신조어란다…-.-)
MG996R의 데이터 시트를 보면 Running Current가 500 mA – 900 mA (6V)로 되어있다.
그리고 Stall Current는 무려 2.5A다. 그런데 측정 결과는 평균 400 mA ~ 600 mA 정도였다.
Running Current의 minimum에 걸리는 수준이니 정상 범위이긴 한 것 같은데. 그럼 도데채
2.5A가 걸리는 시점은 언제란 말인가? (아는 것이 없으니 의문 투성이다…ㅠ.ㅠ)


그래서 이번에는 배터리에서 쉴드로 이어지는 부분을 끊어서 확인해보기로 했다.


웬열~!
평균 2A 정도에서 오르락 내리락 한다. 모터 하나로 들어가는 전류가 400mA라고만 쳐도 12개가 거의
동시에 움직이니 못해도 4A 이상은 나와줘야 하는 것이 아닌가?
내가 뭔가를 잘못 생각하고 있는 것인가?
알아야 면장을 해먹지…ㅠ.ㅠ


문제 정리


일단 전류 측정 결과로 모터를 의심해보기로 했다.
사실 본체의 무게를 버티지 못하는 것만으로는 대충 아무렇게나 이어붙인 덕에 구조상의 문제라고
생각할 수도 있으나 그럴 경우에는 모터가 많은 양의 전류를 요구할 것이고 전류의 측정 결과가
이렇게 어이없게 나올 수는 없을 것이다.


그렇다면 배터리가 불량인가?
하지만 위험을 무릎쓰고 배터리에 직접 전류를 측정한 결과 빵판이 타면서 측정된 값은 16A였다.
안타깝게 멀티 테스터기가 싸구려라 DC 10A까지밖에 측정이 안되어 배터리의 최대 방전량은 확인을 못했지만…
어쨌든 배터리가 불량이라고 보기는 어려웠다. 더군다나 리튬 이온, 니켈-카드뮴, 니켈-수소 3개의 배터리가
모두 동시에 불량일 확률이 얼마나 될까?


결국 모터를 의심해볼 밖에…
필요한 전류를 전혀 땡겨오지 못하는…
그래서 다음 실험은 모터가 과연 스펙상의 성능을 제대로 내는지이다.
안타깝게도 로봇에 사용된 모터들은 케이블을 테이프로 묶어놓은 관계로 다시 뜯기가 어렵고
아무래도 동일한 모터 1개와 좀더 성능 좋은 모터 1개 정도 더 구입을 해서 비교 테스트를 해보아야 할 것 같다.
또 돈깨지는 소리가 들린다…
이러다가 집팔아서 로봇 만들 기세다…ㅠ.ㅠ


암튼 이렇게 다음 포스팅의 내용이 정해졌다.
모터 테스트 결과를 기대하시라~

블로그 이미지

마즈다

이제 반백이 되었지만 아직도 꿈을 좇고 있습니다. 그래서 그 꿈에 다가가기 위한 단편들을 하나 둘 씩 모아가고 있지요. 이 곳에 그 단편들이 모일 겁니다...^^

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  • 아두이노 보드 2016.10.09 21:13  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    와 디게 멋있따!! 저도 한번 아두이노를 통해 로봇을 만들어 보고 싶어요 ㅎㅎ

  • 엠쥐 2016.11.11 16:40  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    지나가던 행인입니다. 현재 mg996r로 휴머노이드를 만들 생각이 있는데요. 제작하신 로봇을 보니 왠지 저 역시 제작중에 문제가 생기지 않을까 걱정되네요. 문제는 해결하셨나요?

    • 마즈다 2016.11.11 18:29 신고  댓글주소  수정/삭제

      관심 가져주셔서 감사합니다.
      일단 제 문제는 설계상의 문제로 결론 내렸습니다. 로봇의 무게중심이 가장 하중을 많이 받는 모터로부터 너무 멀더라구요...-.- 약 10cm 이상이니 아마도 그 부분이 문제였을 거라 추측합니다. 배터리 등은 문제가 없어보이구요. 일단 구조를 바꿔 다시 조립을 해볼 생각입니다. 구조 바꾸게 되면 블로그에 다시 올리겠습니다^^

  • 선비 2016.11.24 06:26  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    방전율C 는 용량 *C 가 암페어 입니다. 앞선 글 봤을때 2200mah 에 10 c 면 22 A 니 충분해 보이네요. 7.4 볼트 건전지 만충 상태면 mg996 의 작동전앞을 상회 할텐데... 문제는 없나요.
    베터리가 서보의 전원에 바로 물린다면 전류 문제는 없지 않을 까 합니다.
    만약 레귤레이터를 ㅏ나 거친다면 서보에 공급 되는 전류는 레귤레이터가 제공하는 전류가 됩니다.
    2.5A. 는 서보가 지정된 각을 유지 못 할 때 각도를 유지하기 위해, 파워가 충분하다면 2.5 A 까지 빨아들인다는 뜻 입니다.

    로봇 사이즈가 크고 2kg 이지요? 모터 스팩 자체는 조금 아슬하지 않을 까 하긴하네요. 해결채으로 몸체에서 다리 들어 올리는 부분 서보 모터 각을 수정하길 권합니다. 지금은 수평상태죠? 이러면 힘이 많이 필요한데, 이때 각도를 땅 쪽으로 좀 더 내리면 힘을 덜 씁니다. (수직으로 세우면 전원을 꺼도 버티죠.) 몸체를 좀더 공중으로 띄우는 느낌이 되겠네요! 수고하세요!

    • 마즈다 2016.11.25 08:29 신고  댓글주소  수정/삭제

      상세한 설명 너무 감사합니다.
      말씀하신대로 아무래도 배터리쪽 문제는 아닌 것 같습니다. 다시 내린 결론은 가장 부하가 많이 걸리는 가운데 모터와 몸통 사이의 거리가 너무 멀어서 그런 것이 아닌가 싶습니다. 조만간 전체 구조를 다시 조립해서 테스트 해볼 생각입니다. 일어서는 동작으로 테스트 해보아도 무리 없이 잘 일어서는 것으로 보아서는 역시 배터리나 모터 자체의 문제는 아닌 것 같네요. 다시 한 번 좋은 말씀 감사드립니다^^

  • 준준3 2017.01.20 11:59  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    안녕하세요?
    대구에 사는 아두이노 초보 준준입니다.
    아두이노 검색중 4족 보행 로봇 만들기 시즌을 알게 되어 정말 감동하며 보고 저도 만들어보려고 하고 있습니다.
    (6개월만에 저 멋진 로봇을 만드시다니.. 정말 벅차오를만한 감동이었습니다. ㅠㅠ)
    그런데 부품을 사다보니 궁금증이 생겼습니다.
    배터리출력은 7.2V 인데...
    아두이노 메가에 7.2V를 넣고 아두이노 쉴드에서 모터전원을 얻게 되면 모터에는 5V 가 걸리지 않나요?
    사진으로 보니 쉴드에도 전원 선이 따로 들어가는 것 같은데... 쉴드에 직접 전원을 걸면 모터에도 7.2V 가 걸리는 건가요?
    따로 도면도 없고, 제가 쉴드쪽에 잘 알지 못해서 더 알 수가 없네요.
    그럼 부탁드리겠습니다.

    PS) 혹시 조립하며 새로 하는 사람을 위한 좋은 팁이 있으면 부탁드리겠습니다.
    (전 도저히 하드보드지 제단 실력이 안될 것 같아 타오바오에서 브라켓 세트를 구매하고자 합니다. +mg996r 모터)

    • 마즈다 2017.01.20 18:25 신고  댓글주소  수정/삭제

      너무 과찬의 말씀을 해주셔서 오히려 부끄럽네요...^^;;

      일단 전원 문제는 대부분의 쉴드들이 아두이노로부터 전원을 공급받을지 외부 전원을 공급받을지 선택을 할 수 있게 되어있습니다. 제가 사용한 쉴드도 마찬가지구요. 그래서 쉴드는 7.2V의 외부 전원이 공급됩니다. 그리고 저도 처음 해본거라 딱히 팁이랄 것이 없네요. 완전히 시행착오 투성이라...^^ 팁이랄 것도 없지만 모터 위치가 바뀔 것을 대비해서 케이블에 라벨 잘 붙여 놓으시는 것도 필요할겁니다.

      브라켓 구매는 잘하셨네요. 저도 그냥 재미삼아 하드보드를 사용했는데 사실 외관 꾸미는 것은 중요한게 아니죠^^ 스케치 프로그램에 집중하시는 것이 더 도움이 되실 것 같습니다.

      감사합니다.

  • 준준3 2017.01.20 22:38  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    과찬이라니요.
    저역시 딸아이를 둔 직장인인데 로봇 만들기를 하고 싶었는데..
    4륜 구동 로봇(조립+MP3모듈 설치 정도) 하나 만들고 다음 프로젝트 시작도 못했는걸요.
    그런데 스위치를 쵸파모자쓴 드래군이라 하셨던 분께서 6개월만에 4족 보행로봇이라니...
    감동적인 영화 본 느낌이었어요. ㅎㅎ
    파워 셀렉트라는 점퍼가 하나 있던데 그게 외부전원 쓸지 해주는 점퍼였군요. 감사합니다.
    그리고 모터 라벨은 꼭 명심하겠습니다.
    주문하려 보니 중국은 벌써 설 기간이 시작되어 2월에나 배송시작이라 하네요. ㅎㅎ 또다시 이렇게 시간이 가네요.

    • 마즈다 2017.01.20 23:05 신고  댓글주소  수정/삭제

      네 그러시군요. 저도 최근에는 스마트 미러를 만들어보려고 LCD를 주문했더니 중국 공장 다 쉰다고 설지나고 보내준다고 하더군요. 근데 떡하니 오늘 배송 출발했다고 연락이 왔네요...^^;

      아무쪼록 좋은 작품 만드시길 빕니다.
      새해 복 많이 받으세요~