Edit on GitHub

개요

img

U2D2

U2D2는 PC의 USB포트와 다이나믹셀 또는 제어기를 연결하여 직접 구동하기 위한 통신 변환 장치입니다.

사용 방법

PC to DYNAMIXEL

U2D2는 각종 다이나믹셀을 연결할 수 있도록 TTL Level 통신을 위한 3핀 커넥터와 RS-485 통신을 위한 4핀 커넥터가 내장되어 있습니다.() 그러나 U2D2는 다이나믹셀에 전원을 공급하지 않기 때문에 다이나믹셀을 구동시키기 위해서는 별도로 다이나믹셀에 전원을 공급해 주어야 합니다. 다이나믹셀 동작을 위한 권장 전압은 모델별로 차이가 있습니다. 모델 별 적정 전압은 각 다이나믹셀의 설명 페이지를 참고하세요.

img

PC to UART

U2D2는 OpkrCM9.04, CM-150, CM-200 등과 같이 4핀 UART 통신을 사용하는 제어기를 PC의 USB포트에 연결하여 이용하는 경우에도 사용될 수 있습니다.

img

Note U2D2의 통신이 불안정하다면 신호의 기준 전압 레벨 차이에 의한 것일 수 있습니다. 이 경우 PC의 전원과 주변 장비의 전원의 접지 여부를 확인해 주세요.

Note 접지가 불안정할 경우 U2D2 고장의 원인이 될 수도 있습니다.

제품 사양

img

항목 설명
무게 9g
크기 48mm x 18mm x 14.6mm
지원 포트 3핀 TTL Level(TTL 통신을 지원하는 다이나믹셀)
4핀 RS-485(RS-485 통신을 지원하는 다이나믹셀)
4핀 UART(CM-150, CM-200 등 4핀 UART를 지원하는 제어기)
통신속도 최대 6Mbps

각 부 명칭

img

명 칭 설 명
4핀 UART USB 포트를 UART 통신으로 변환합니다.
3핀 TTL Level TTL Level 통신으로 3핀으로 된 다이나믹셀과 연결합니다.
4핀 RS-485 RS-485 통신으로 4핀으로 된 다이나믹셀과 연결합니다.
상태표시 LED 전원공급, TxD(데이터 쓰기), RxD(데이터 읽기) 상태를 표시합니다.
Micro-B USB PC의 USB 포트와 연결합니다.

통신속도

목표 BPS 설정 BPS 오차율(%)
9,600 9,600 0.00
57,600 57,588.4823 -0.02
115,200 115,246.0984 0.04
1,000,000 1,000,000 0.00
2,000,000 2,000,000 0.00
3,000,000 3,000,000 0.00
4,000,000 4,000,000 0.00
4,500,000 4,571,428.571 1.56
6,000,000 6,000,000 0.00

Note UART는 Baud Rate 오차가 3% 이내이면 통신에 지장이 없습니다.

전원 공급

U2D2에 다이나믹셀을 직접 연결하여 사용하는 경우, U2D2는 다이나믹셀에 전원을 공급하지 않기 때문에 다이나믹셀을 구동하려면 아래와 같이 다이나믹셀에 별도의 전원을 공급해 주어야 합니다.
외부 전원을 연결하기 전에 반드시 연결된 다이나믹셀의 적정 공급 전압을 확인하세요.

주의 전원 공급시 주의사항

  • 안정적인 전원공급을 위해 로보티즈 제어기나 SMPS2Dynamixel을 통한 전원공급을 권장드립니다.
  • 다이나믹셀에 케이블을 연결할 때는 전원이 꺼진 상태에서 연결하는 것이 좋습니다.

SMPS를 이용한 전원 인가

로보티즈의 SMPS 를 이용하여 다이나믹셀을 구동시키려면 SMPS2Dynamixel을 통해 아래와 같이 연결하세요.
단, 로보티즈 SMPS의 경우 12V/5A 이므로, 다이나믹셀의 구동 전압을 확인하고 연결하세요.

img

제어기를 이용한 전원 인가

로보티즈의 제어기나 OpenCM 485 확장보드를 이용하여 전원을 인가하려면 아래와 같이 연결하세요.
제어기나 OpenCM 485 확장보드의 전원은 배터리나 SMPS 를 통해 연결할 수 있으며, 입력 전압에 따라 다이나믹셀에 공급되는 전압이 달라질 수 있으니 다이나믹셀의 구동 전압을 확인하고 연결하세요.

img

Power Supply를 이용한 전원 인가

Power Supply를 이용하여 전원을 인가할 경우 먼저 Power Supply 의 전압 및 전류 설정 값을 연결하려는 다이나믹셀의 동작 전압에 맞게 설정한 후 케이블을 연결하세요.
케이블의 핀 배열을 확인하여 반대로 연결하지 않도록 주의하세요.

img

핀 배열

img

데이터 통신방법

img

img

img

img

PC 의 USB 포트를 통해 하위 포트로 데이터를 보낼(Tx) 때는 하위 포트 모두에 동시에 동일한 데이터를 전달합니다.

반대로 하위 포트에서 데이터가 올라 오면(Rx) 데이터가 들어온 포트가 자동으로 USB 쪽으로 연결되어 데이터가 전달됩니다. 따라서 이 경우에는 하위 포트 중 하나에서 들어온 데이터는 다른 하위 포트로는 전달이 되지 않습니다. 또한, 두 개 이상의 하위 포트에서 데이터가 동시에 들어오게 되면 데이터가 섞이게 됩니다.

따라서 3핀 TTL Level 을 사용하는 다이나믹셀과 4핀 RS-485 를 사용하는 다이나믹셀을 동시에 연결해서 사용할 수는 있지만 ID 가 겹치게 되면 응답 패킷이 섞여 들어오기 때문에 정상적으로 동작하지 않습니다.

또한, Bulk Read 나 Sync Read 명령과 같이 여러 개의 다이나믹셀이 응답 패킷을 보내야 하는 명령의 경우 명령 패킷에 응답할 다이나믹셀이 모두 같은 포트에 연결되어 있지 않으면 정상적으로 동작하지 않습니다.

소프트웨어와 활용

  1. 로보플러스의 활용
    Windows에서 제어기나 다이나믹셀을 관리하기 위해서는 로보플러스 프로그램을 활용합니다.
    • [R+ Task 2.0] : 제어기에 태스크 코드를 다운로드 받을 때 사용합니다.
    • [R+ Motion 2.0] : 제어기에 모션 데이터를 다운로드 받을 때 사용합니다.
    • [R+ Manager 2.0] : 제어기나 다이나믹셀을 직접 연결하여 펌웨어를 업데이트 하거나 컨트롤 테이블을 테스트 하기 위해 사용합니다.
    • 로보티즈 홈페이지
  2. Dynamixel Workbench의 활용
    Linux에서 다이나믹셀의 컨트롤 테이블을 테스트하기 위해서는 Dynamixel Workbench를 활용합니다.
  3. Dynamixel SDK의 활용
    C, C++, C#, MATLAB, LabVIEW, Python, Java 등 다양한 프로그래밍 언어를 사용하여 다이나믹셀을 제어하는 프로그램을 직접 작성하고자 한다면 Dynamixel SDK를 활용합니다. Dynamixel SDK는 다이나믹셀 프로토콜을 사용하는 패킷 통신을 위한 제어 함수를 제공하는 소프트웨어 개발 라이브러리입니다.

추가정보

내부 스위치 활용

케이스 내부에 두 개의 조작 가능한 스위치가 있습니다. 이 스위치는 기본 위치가 둘 다 OFF 상태이며, 일반적인 경우 기본 상태로 사용하는 것을 권장하기 때문에 외부에서 바로 접근이 불가능하도록 되어 있습니다.

따라서, 자세한 내용을 이해하고 있는 경우에만 케이스를 해체하고 스위치를 조작하여 RS-485 종단 저항과 UART 3.3V 전원을 활용하시기 바랍니다.

img

RS-485 종단저항(120Ω) 연결 스위치

전송계 및 전송 기기는 여러 설계 기준에 의한 임피던스를 가지고 있어서 단말 또는 분단점에서 반사 현상이 발생됩니다.
이에 선로의 양 끝단에 저항을 연결하여 선로 전체에 일정 전류가 순환하도록 함으로써 선로 상의 임피던스를 조정하여 반사 현상을 줄이고 노이즈에 강하도록 설치하는 것이 종단 저항입니다.
종단 저항은 반드시 달아야 하는 필수 사항은 아닙니다. RS-485 통신에서 네트워크 길이가 길지 않고, 통신 속도가 낮다면 종단 저항은 필요 없습니다.
데이터 통신에 오류가 자주 발생한다면 종단 저항 처리를 해 주어야 할 수 있으며, 이 스위치를 ON 시키면 RS-485에서 일반적으로 사용되는 종단 저항 120Ω 이 연결되게 됩니다. 만일 종단 저항을 이용해도 통신이 원활하게 이루어지지 않을 경우 선로 상태에 따라 저항 값을 가감해 주어야 할 수도 있습니다.

img

UART 3.3V 전원 연결 스위치

일반적으로 4핀 UART 포트에 연결되는 제어기와 같은 장치는 해당 장치의 동작을 위해 별도로 외부에서 전원을 공급받기 때문에 4핀 UART 포트의 2번 핀은 전원이 연결되어 있지 않습니다.
그러나 BT-410 과 같이 4핀 UART 포트 외에 별도의 전원을 연결할 수 없는 장치의 경우 4핀 UART 포트의 2번 핀을 통해 동작을 위한 전원을 공급받는 경우가 있습니다.
이런 경우에 4핀 UART 포트를 통해 장치에 전원을 공급하기 위해서 이 스위치를 사용합니다.
스위치를 ON 시키면 4핀 UART 의 2번 핀에 3.3V 의 전원이 연결됩니다.

기구 결합시 주의사항

img