XL-320

부품 사진

 





   

[XL-320]

 

※ 올로 감속, 서보 모터와 사이즈및 구동 전압이 다릅니다.

주요 사양 요약

 

Stall Torque 는 순간적으로 낼수있는 최대정지토크를 의미합니다.

실제구동위해 로봇을 설계하신다면 Stall Torque의 1/5 이하의 로드가 걸리도록 설계하셔야 안정적인 움직임이 가능합니다.

 

Control Table

Control Table은 다이나믹셀 내부에 존재하는 값으로서 다이나믹셀의 현재 상태와 구동에 관한 Data로 구성되어 있습니다.
사용자는 Instruction Packet을 통해 Control Table의 data를 변경하는 방식으로 다이나믹셀을 제어할 수 있습니다.

 

EEPROM and RAM

RAM Area의 Data는 전원이 인가될 때마다 다시 초기값으로 설정됩니다. 그러나 EEPROM Area Data의 경우 값을 설정하면 전원이 Off되어도 그 값이 보존됩니다.

Address

Address는Data의 위치 입니다. Dynamixel 에 Data를 쓰거나 읽기 위해서는 Packet에 그 Data가 위치해 있는 Address를 지정해 주어야 합니다.

접근

다이나믹셀 Data 에는 읽기 전용(R)과 읽고 쓰기가 가능한 것(RW), 두 가지가 있습니다. 읽기 전용(R)은 주로 센싱용으로 사용되는 data 이며 읽고 쓰기 가능한 것(RW)은 구동을 위한 Data 입니다.

초기값

Control Table에서 우측에 표시된 초기값들은 EEPROM 영역 Data인 경우 공장 출하 값이고, RAM Area Data인 경우는 전원이 인가되었을 때 갖는 초기값입니다.

상위바이트/하위바이트

Control Table 에는 명칭이 같지만 (L) 과 (H) 가 뒤에 붙어서 Address 가 구분되어 있는 것들이 있습니다. 이것은 16bit가 요구되는 Data를8bit씩 각Address (low, High)에 나누어 표현한 것입니다. 이 두 개의 Address 는 하나의 Instruction Packet으로 동시에 write 되어야 합니다.

 

Area

주소

크기

명칭

의미

접근

기본값

Min

Max

E

E

P

R

O

M

0

2

Model Number

모델 번호

R

350

-

-

2

1

Version of Firmware

펌웨어 버전 정보

R

-

-

-

3

1

ID

다이나믹셀 ID

RW

1

0

252

4

1

Baud Rate

다이나믹셀 통신 속도

RW

3

0

3

5

1

Return Delay Time

응답 지연 시간

RW

250

0

254

6

2

CW Angle Limit

시계 방향 한계 각도 값

RW

0

0

1023

8

2

CCW Angle Limit

반시계 방향 한계 각도 값

RW

1023

0

1023

11

1

Control Mode

제어 모드

RW

2

1

2

12

1

Limit Temperature

내부 한계 온도

 RW

65

0

150

13

1

Down Limit Voltage

최저 한계 전압

RW

60

50

250

14

1

Up Limit Voltage

최고 한계 전압

RW

90

50

250

15

2

Max Torque

토크 한계 값

RW

1023

0

1023

17

1

Return Level

응답 레벨

RW

2

0

2

18

1

Alarm Shutdown

알람용 셧 다운(Shut down) 기능

RW

3

0

7

R

A

M

24

1

Torque ON/OFF

토크 켜기

RW

0

0

1

25

1

LED

LED 값

RW

0

0

7

27

1

D Gain

Derivative Gain

RW

0

0

254

28

1

 I Gain

Integral Gain

RW

0

0

254

29

1

P Gain

Proportional Gain

RW

32

0

254

30

2

Goal Position

목표 위치 값

RW

-

0

1023

32

2

Moving Speed

목표 속도 값

RW

-

0

2047

35

2

Torque Limit

목표 토크 값

RW

-

0

1023

37

2

Present Position

현재 위치 값

R

-

-

-

39

2

Present Speed

현재 속도 값

R

-

-

-

41

2

Present Load

현재 하중 값

R

-

-

-

45

1

Present Voltage

현재 전압

R

-

-

-

46

1

Present Temperature

현재 온도

R

-

-

-

47

1

Registered Instruction

Instruction의 등록 여부

R

0

-

-

49

1

Moving

움직임 유무

R

0

-

-

50

1

Hardware Error Status

하드웨어 에러  상태

R

0

-

-

51

2

Punch

Punch 값

RW

32

0

1023

 

Address 기능 설명

EEPROM 영역

Model Number

다이나믹셀의 모델 번호입니다.

 

Firmware Version

다이나믹셀 펌웨어 버전입니다.

 

ID

다이나믹셀을 식별하기 위한 고유 번호입니다.
0~253 (0xFD) 까지 사용 가능하며, 254(0xFE)는 브로드캐스트(Broadcast) ID로 특수하게 사용됩니다.
Instruction packet을 보낼 때, 브로드캐스트 ID를 사용하면 모든 다이나믹셀에 명령을 내릴 수 있습니다.

연결된 다이나믹셀의 ID가 중복되지 않도록 주의해야 합니다.
ID 중복시 검색이 안되거나 통신이상 혹은 오동작이 발생 할 수 있습니다.

 

Baud Rate

제어기와 통신하기 위한 통신 속도 입니다.

0: 9600, 1:57600, 2:115200, 3:1Mbps

참고 : UART는 Baudrate오차가 3% 이내이면 통신에 지장이 없습니다.

 

 

Return Delay Time

제어기로부터 Instruction Packet을 받은 후, Status Packet을 반환하기까지 걸리는 시간입니다.
0~254 (0xFE) 까지 사용 가능하며 단위는 2usec 입니다.
예를 들어, 값이 10일 경우 20 usec 만큼 시간이 지난 후에 Status Packet을 응답합니다.

 

CW/CCW Angle Limit

동작이 허용되는 각도를 설정할 수 있습니다.

값의 범위와 단위는 Goal Position(Address 30, 31)과 같습니다.

CW와 CCW의 값에 따라 다음의 2가지 동작 모드를 설정할 수 있습니다.

동작 방식

CW / CCW

바퀴 모드

둘 다 0인 값

관절 모드

둘 다 0이 아닌 값

바퀴 모드는 모터가 무한 회전을 하여 바퀴형 구동 로봇에 쓸 수 있습니다.

관절 모드는 특정 각도로 제어가 가능하여 다관절 로봇에 쓸 수 있습니다.

CONTROL MODE

동작 방식

1

바퀴 모드

2

관절 모드

바퀴 모드는 모터가 무한 회전을 하여 바퀴형 구동 로봇에 쓸 수 있습니다.

관절 모드는 특정 각도로 제어가 가능하여 다관절 로봇에 쓸 수 있습니다.

 

 

 

 

The Highest Limit Temperature

동작 온도의 상한 값입니다.
사용 범위는 10~99 (0x0A~0x63)이며, 단위는 섭씨 온도입니다.
예를 들어, 값이 80이면 80℃ 입니다.
내부 온도가 이 값을 넘으면 Status Packet 중 ERROR의 Over Heating Error Bit (Bit2) 가 ‘1’로 설정되어 반환되고, Alram LED/Shutdown의 플래그(flag)중 과열(Overheating)이 설정되어 있다면  기능이 발휘됩니다.

 

주의 : 온도 상한선을 초기값 보다 높게 설정하지 마십시오.

온도 알람셧다운 발생시 20분이상 휴식하여 다이나믹셀의 온도를 충분히 낮춘후 사용해 주세요. 온도가 높은상태에서 사용시 제품이 손상될 수 있습니다.

 

The Lowest(Highest) Limit Voltage

전압 동작 범위의 상한과 하한 값입니다.
상한과 하한 각각 50~160 (0x32~0xFA)까지 사용 가능하며, 단위는 0.1V입니다.
예를 들어, 값이 80이면 8V입니다.
현재 전압 값이 이 범위를 벗어날 경우 Status Packet 중 ERROR의 Voltage Range Error Bit(Bit0)가 ‘1’로 설정되어 반환되고, Alram LED/Shutdown의 플래그(flag)중 입력 전압 에러(Input Voltage Error)가 설정되어 있다면  기능이 발휘됩니다.

 

Max Torque

모터의 최대 출력 제한 값입니다.
0~1023 (0x3FF) 까지 사용 가능하며, 단위는 약 0.1%입니다.
예를 들어, 값이 512이면 약 50%이고 최대 출력 대비 50%만 사용하겠다는 의미입니다.
전원이 켜지면 Torque Limit(Address 34, 35)는 이 값을 초기 값으로 사용합니다.

 

Status Return Level

Status Packet의 반환 방식을 결정합니다.

동작 방식

0

  모든 명령에 대해 반환하지 않음. (단, PING 명령 제외)

1

  READ 명령에 대해서만 반환함.

2

  모든 명령에 대해서 반환함.

 

참고: Instruction packet 의 ID가  Broadcast ID 인 경우는 이 값에 상관 없이 Status Packet이 반환되지 않습니다.

 

Alarm Shutdown

 

다이나믹셀은 동작 중에 발생하는 위험 상황을 감지하여 스스로를 보호할 수 있습니다.
설정할 수 있는 위험 상황은 아래 표와 같습니다.

Bit

명 칭

내  용

Bit 7

-

-

Bit 6

-

-

Bit 5

-

-

Bit 4

-

-

Bit 3

-

-

Bit 2

ERROR_Input Voltage

인가된 전압이 설정된 동작 전압 범위를  벗어났을 경우

Bit 1

ERROR_Over_Heating 내부 온도가 설정된 동작 온도 범위를 벗어난 경우

Bit 0

ERROR_Overload 모터의 최대 출력으로 제어할 수 없는 하중이 지속적으로 적용되는 경우

각 Bit의 기능은 ‘OR’의 논리로 적용되기 때문에 중복 설정이 가능합니다. 즉, 0X05 (2 진수: 00000101)로 설정되었을 경우 Input Voltage Error와 Overheating Error가 발생하는 것을 모두 감지할 수 있습니다.

위험 상황이 발생하면 LED를 깜박이고, Torque Limit의 값을 0 으로 만들어서 모터 출력이 0%가 되도록 합니다.

 

 

RAM 영역

Torque Enable

Torque ON/OFF를 제어합니다. ‘1’을 쓰면 Torque ON 상태가 되고, EEPROM 영역의 모든 Data는 잠김 상태로 변경됩니다.

의미

0

Torque OFF(Free-run) 상태로 변경됩니다.

1

Torque ON 상태로 변경되고 EEPROM 영역의 모든 Data는 잠김 상태로 변경됩니다.

 

LED

Bit

명칭

내용

bit0+bit1+bit2

WHITE

Bit가 set되면 WHITE LED가 ON 됩니다.

bit0+bit2

PINK

Bit가 set되면 PINK LED가 ON 됩니다.

bit1+bit2

BLUE-GREEN

Bit가 set되면 BLUE-GREEN LED가 ON 됩니다.

bit0+bit1

YELLOW

Bit가 set되면 YELLOW LED가 ON 됩니다.

bit2

BLUE LED

Bit가 set되면 BLUE LED가 ON 됩니다.

bit1

GREEN LED

Bit가 set되면 GREEN LED가 ON 됩니다.

bit0

RED LED

Bit가 set되면 RED LED가 ON 됩니다.

 

PID Gain

XL 시리즈는 대표적 제어기법인 PID Controller를 이용합니다.

P Gain은 Propotional Gain값 입니다.

I Gain은 Integral Gain값 입니다.

D Gain은, Derivative Gain값 입니다.

값의 범위는 0 ~ 254 입니다.

 

※ PID 와 컴플라이언스 슬로프와의 관계

Slope

P Gain
8 128
16 64
32 32
64 16
128 8

P게인이 작을 수록, 유격이 커지고, 목표위치 근처에서의 출력정도가 약해집니다.

즉, 어떻게 보면, margine과 slope를 합친 것 같은 개념입니다.

정확하게 예전 컴플라이언스 개념과 매칭 되지 않습니다. 동작의 차이가 나더라도 당연한 일입니다.

 

※ PID에 대한 설명 요함

일반적인 PID에 대한 간략한 설명은 아래의 사이트를 참고하도록 하겠습니다.

http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller

참고로 PID 제어론은, 단순히 모터제어에만 국한 된 이야기가 아니라, 모든 제어에 적용할수 있는

일반적인 이론입니다.

 

Goal Position

이동 시키고자 하는 곳의 위치 값입니다.
0~1023 (0x3FF)까지 사용 가능하며 단위는 0.29도 입니다.

CW/CCW Angle Limit의 벗어난 값을 사용하게 되면 Status Packet 중 ERROR의 Angle Limit Error Bit (Bit1) 가 ‘1’로 설정되어 반환되고, Alram LED/Shutdown의 플래그(flag)중 Angle Limit Error가 설정되어 있다면  기능이 발휘됩니다. .

 

                   <위 그림은 해당 모델의 전면이 기준입니다>

 

바퀴 모드로 설정되어 있는 경우 이 값은 사용되지 않습니다.

 

Moving Speed

이동하는 속도를 나타내며 이 값의 범위와 단위는 동작 모드에 따라 다릅니다.

참고: 해당 모델의 최대 rpm을 확인하시기 바랍니다. 최대 rpm 이상을 설정해도 모터는 그 이상의 속도를 낼 수 없습니다.

 

 

 

Torque Limit

모터의 최대 출력 제한 값입니다.
0~1023 (0x3FF) 까지 사용 가능하며, 단위는 약 0.1%입니다.
예를 들어, 값이 512이면 약 50%이고 최대 출력 대비 50%만 사용하겠다는 의미입니다.
전원이 켜지면 Max Torque의 값을 초기 값으로 사용합니다.

 

참고: Alarm Shutdown의 기능이 발휘되면 이 값이 0이 되어 모터의 힘이 없어지게 됩니다. Alarm Shutdown조건이 해제되고 이 값을 0이 아닌 값으로 바꾸면 다시 모터의 출력이 발휘되어 사용할 수 있습니다.

 

Present Position

다이나믹셀의 현재 위치 값입니다.

값의 범위는 0~1023 (0x3FF)이며 단위는 0.29도 입니다.

 

                   <위 그림은 해당 모델의 전면이 기준입니다>

 

주의: 바퀴 모드로 설정되어 있는 경우 이 값을 회전량 또는 움직인 거리를 측정하는 용도로 사용할 수 없습니다.

 

Present Speed

현재  이동하는 속도입니다.

이 값은 0~2047 (0x7FF) 까지 사용됩니다.
0~1023 범위의 값이면 CCW방향으로 회전한다는 의미입니다.
1024~2047 범위의 값이면 CW방향으로 회전한다는 의미입니다.
즉, 10번째 bit가 방향을 제어하는 direction bit가 되며 0과 1024는 같습니다.
이 값의 단위는 동작 모드에 따라 다릅니다.

 

Present Load

현재 적용되는 하중을 의미합니다.

이 값의 범위는 0~2047이며, 단위는 약 0.1%입니다.

0~1023 범위의 값은 CCW방향으로 하중이 작용한다는 의미입니다.
1024~2047 범위의 값은 CW방향으로 하중이 작용한다는 의미입니다.
즉, 10번째 bit가 방향을 제어하는 direction bit가 되며, 1024는 0과 같습니다.
예를 들어, 값이 512이면 CCW 방향으로 최대 출력 대비 약 50%로 하중이 감지된다는 의미입니다.

 

참고: 현재하중은 토크센서 등을 이용하여 측정된 값이 아니라 내부 출력 값을 기반으로 유추된 값 입니다.

따라서 무게나 토크를 측정하는 용도로는 부정확 할 수 있습니다. 해당 관절에 가해지는 힘의 방향과 크기를 예측하는 용도로 사용하시기를 권장합니다.

 

Present Voltage

현재 공급되고 있는 전압입니다.
이 값의 단위는 0.1V입니다. 예를 들어, 값이 100이면 10V입니다.

 

Present Temperature

내부의 온도입니다.
이 값의 단위는 섭씨 온도입니다. 예를 들어, 값이 85이면 현재 내부 온도는 85℃ 입니다.

 

Registered Instruction

의미

0

 REG_WRITE로 전달된 명령이 없습니다.

1

 REG_WRITE로 전달된 명령이 있습니다.

 

참고: ACTION 명령을 수행하면 이 값이 0으로 바뀝니다.

 

Moving

의미

0

 Goal position 명령 수행을 완료했습니다.

1

 Goal position 명령 수행 중입니다.

 

HARDWARE ERROR STATUS

현재 하드웨어 에러 상태를 나타냅니다.

알람 셧다운과 동일한 출력 값을 가집니다.''

 

Punch

구동시에 모터에 공급되는 최소 전류량 입니다.

초기값은 0x20이며 최고 0x3ff까지 설정할 수 있습니다.

Dimension