PID란 P(비례제어), I(적분제어), D(미분제어)를 이용해 사용하는 피드백 제어 방법을 말한다. PID가 쓰이는 대표적인 제품은 드론이다. 드론이 수평으로 날 수 있는 것 역시 PID 제어를 통한 것으로 어떤 환경에서든 항상 수평을 유지하도록 돕는다. 이번 프로젝트는 초음파 센서를 이용해 초음파 센서로 공을 측정하는 거리가 항상 일정값을 유지할 수 있게 PID 제어로 제어하는 방법을 알아본다. PID 제어로 공의 균형을 잡을 수 있게 해주는 것이다.



PID 제어 프로젝트 가운데 막대 위에서 공의 균형을 잡는 프로젝트는 가장 만들기 쉬우면서도 재료가 간단한 프로젝트이기도 하다. 사실 선, 그러니까 1차원에서 움직이면서 균형을 잡는 게 전부인 만큼 드론처럼 주위 환경이나 공간적으로 신경을 쓰는 것보다는 간단할 수밖에 없다.

필요한 부품을 보면 아두이노(여기에선 한국형 아두이노인 오렌지보드를 이용했다), 서보모터 1개, 초음파 센서(HC-SR04), 서보모터와 5V 어댑터, 브래드보드, 점퍼케이블 10개다.





일단 규격은 이미지에 나온 것처럼 맞춰야 한다. 너무 작거나 그렇다고 큰 것도 아니어서 비교적 쉽게 제작할 수 있다. 단단한 막대기나 플라스틱보다 가벼우면서 나름 질긴 우드락 재질 보드 종이를 이용하면 좋다.







규격에 맞게 제작하고 나면 초음파 센서를 설치한다. 나사로 고정시키면 된다.











서보모터를 글루건으로 고정하고 나사로 두 막대를 다시 고정시켜 자유롭게 움직이게 한다. 나사 뒤를 너트로 꽉 조여주면 빠지지 않으면서 부드럽게 잘 돌아간다.

이젠 PID 제어를 위해 PID_v1 라이브러리를 받아야 한다. PID 라이브러리를 받으면 PID를 아두이노에서 사용할 수 있게 된다. 라이브러리를 받은 뒤 소스에서 몇 가지 수정을 하면 PID 제어를 이용해 공의 균형을 잡는 프로젝트를 완성할 수 있다.

이 기사는 테크홀릭과 코코아팹이 공동 진행하는 DIY 프로젝트 콘텐츠다. 관련 내용 원문과 소스는 이곳에서 확인할 수 있다.

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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