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PWM-Angle 선형 매핑을 통한 Servo Motor 정밀 제어 최적화
Servo Motor Calibration: Does It Matter?
AI 요약
Context
저가형 Servo Motor의 기본 PWM 제어 방식은 모델 및 개별 유닛별로 펄스 폭과 회전 각도 간의 편차가 발생함. 특히 Robot Arm과 같은 고정밀 Position 제어가 필요한 시스템에서 기본 설정값 사용 시 누적 오차로 인한 정밀도 저하가 발생함.
Technical Solution
- 15도 간격의 Notch Jig를 활용한 실제 물리적 각도와 PWM Value 간의 데이터 셋 수집
- 수집된 데이터의 산점도 분석을 통한 PWM-Angle 간의 상관관계 및 선형성 검증
- Line of Best Fit 알고리즘을 적용하여 임의의 각도에 대응하는 최적 PWM 값을 계산하는 매핑 함수 설계
- Deadband 및 Gear Backlash로 인한 Hysteresis 현상을 식별하여 시스템 오차 범위 산출
- PCA9685 Servo Driver를 통한 60Hz 주기의 정밀 PWM 신호 제어 체계 구축
실천 포인트
1. 하드웨어 유닛별 편차 존재 여부를 확인하기 위한 개별 Calibration 프로세스 수립
2. PWM-Angle 간의 관계가 Linear한지 확인하여 단순 보간법 또는 회귀 모델 적용 결정
3. Deadband와 Backlash로 인한 물리적 한계치를 측정하여 제어 가능 정밀도 범위 설정