기술 지원
게시됨 2026-04-14
선택할 때서보 기구로봇 공학, RC 또는 자동화 프로젝트의 경우 전통적인 PWM(펄스 폭 변조)이라는 두 가지 주요 유형을 자주 접하게 됩니다.서보 기구s 및 현대 연재물(종종 버스라고 함)서보 기구에스. 둘 다 전기 신호를 정밀한 회전 운동으로 변환하지만 배선, 제어 방법, 피드백 기능 및 확장성이 근본적으로 다릅니다. 이 가이드는 브랜드 이름 없이 입증된 엔지니어링 원리만 포함하여 일반적인 실제 응용 프로그램을 기반으로 하는 명확하고 증거 기반의 비교를 제공하므로 귀하는 특정 요구 사항에 맞는 올바른 선택을 할 수 있습니다.
아날로그 또는 표준 서보(디지털 PWM 서보도 존재함)라고도 하는 PWM 서보는 전용 신호선을 통해 제어 신호를 수신합니다. 서보 혼의 위치는 반복 펄스의 폭에 따라 결정되며, 일반적으로 1ms~2ms 사이, 20ms 주기(50Hz)입니다. 이 3선 인터페이스(전원, 접지, 신호)는 취미생활자 및 많은 경공업 응용 분야의 업계 기본값입니다.
실제 작동 방식:
일반적인 RC 자동차 조향 시스템에서 수신기는 PWM 신호를 서보에 보냅니다. 1.5ms 펄스는 서보를 중앙(90°)으로 명령하고, 1ms 펄스는 완전히 왼쪽(0°)으로 회전하고, 2ms 펄스는 완전히 오른쪽(180°)으로 회전합니다. 서보의 내부 제어 보드는 들어오는 펄스를 전위차계 피드백과 비교하고 명령된 위치와 일치하도록 모터를 구동합니다.
일반적인 실제 시나리오:
6 자유도 로봇 팔을 만드는 애호가는 6개의 개별 PWM 서보를 사용합니다. 각 서보에는 마이크로 컨트롤러에 전용 PWM 지원 핀이 필요합니다(예: Arduino Uno에는 정확히 6개의 PWM 핀만 있습니다). 배선은 간단하지만 지저분합니다. 각 서보에는 3개의 와이어가 있으므로 관리해야 할 와이어는 18개입니다. 6개 모두를 동시에 제어하려면 소프트웨어는 20ms마다 각 서보의 펄스를 업데이트해야 하며, 이는 많은 서보가 사용되는 경우 마이크로컨트롤러에 부담을 줄 수 있습니다.
버스 서보 또는 스마트 서보라고도 하는 직렬 서보는 공유 디지털 버스(일반적으로 반이중 UART, RS485 또는 I2C)를 통해 통신합니다. 서보당 전용 신호선 대신 모든 서보는 단일 데이터선 쌍(전원 및 접지 포함)을 공유합니다. 각 서보에는 고유 ID가 있으며 명령은 특정 ID로 전달됩니다. 일반적인 프로토콜에는 TTL 직렬(3.3V/5V) 및 장거리용 RS485가 포함됩니다.
실제 작동 방식:
18개의 서보가 있는 헥사포드 로봇에서는 모든 서보를 단일 4선 버스(Vcc, GND, TX/RX 데이터)에 병렬로 연결합니다. 각 서보에는 ID(예: 1~18)가 할당됩니다. 컨트롤러는 다음과 같은 데이터 패킷을 보냅니다.[헤더][ID=5][Command=SetPosition][위치=90°][체크섬]. 서보 ID 5만 작동합니다. 다른 사람들은 명령을 무시합니다. 온도, 전압, 현재 위치, 부하 등 서보 상태를 다시 읽을 수도 있습니다.
일반적인 실제 시나리오:
대학 로봇공학 팀이 12개의 서보를 갖춘 보행 로봇을 제작합니다. 버스 서보를 사용하여 2개의 전원 와이어(전류를 처리하기 위한 두꺼운 게이지)와 2개의 데이터 와이어(12개의 서보 모두에 대해 총 4개의 와이어)만 실행합니다. 마이크로컨트롤러는 하나의 직렬 포트(TX/RX)를 사용하여 모든 서보의 주소를 지정합니다. 장애물로 인해 하나의 서보가 정지되면 컨트롤러는 즉시 현재 스파이크를 다시 읽고 동작을 중지하여 손상을 방지합니다. 이 피드백 루프는 표준 PWM 서보에서는 불가능합니다.
PWM 서보는 다음과 같은 경우에 올바른 선택입니다.
당신은3개 이하의 서보(예: 팬틸트 카메라 마운트, RC 비행기 조종면)
귀하의 마이크로 컨트롤러에는제한된 직렬 포트그러나 풍부한 PWM 핀.
당신은위치 또는 부하 피드백이 필요하지 않습니다.– 간단한 개방 루프 제어로 충분합니다.
예산이 중요하다– PWM 서보는 훨씬 저렴합니다.
당신은 필요매우 높은 업데이트 속도(예: 드론 비행 표면의 경우 300Hz+) - 일부 버스 서보가 이에 일치할 수 있지만 PWM이 더 간단합니다.
성공한 실제 사례:
한 제조업체는 2개의 PWM 서보를 갖춘 2축 태양광 추적기를 제작합니다. 각 서보는 Arduino Nano의 PWM 핀에 직접 연결됩니다. 코드는 10ms마다 광 센서를 읽고 서보에 명령을 내립니다. 배선은 간단하고 총 비용은 15달러 미만이며 프로젝트는 완벽하게 작동합니다. 피드백을 추가하는 것은 불필요한 오버헤드입니다.
직렬 버스 서보는 다음과 같은 경우에 우수합니다.
당신은6개 이상의 서보(배선 및 핀 제한이 심해집니다.)
당신은 필요실시간 피드백안전 또는 폐쇄 루프 제어(예: 정지 감지, 온도 모니터링)를 위한 것입니다.
당신이 원하는동기화된 움직임– 버스 서보는 거의 동시에 명령을 받을 수 있습니다.
로봇이 작동한다컨트롤러에서 멀리 떨어져 있음(예: 5미터 이상의 케이블 길이)
당신은 계획규모를 확대하다– 또 다른 서보를 추가하는 것은 버스에 연결하는 것뿐입니다.
PWM에 실패한 실제 사례:
고등학교 팀이 20개의 서보를 갖춘 휴머노이드 로봇을 제작했습니다. PWM 서보를 사용하려면 20개의 PWM 핀이 필요합니다. 표준 Arduino에는 그렇게 많은 핀이 없으므로 PWM 실드를 추가합니다(추가 비용). 배선은 60선의 악몽이 됩니다. 하나의 서보가 과열되어 잼이 발생하지만 피드백이 없습니다. 로봇이 계속해서 이를 강제하여 서보를 태우고 플라스틱 기어를 손상시킵니다. 다음 버전에서 버스 서보로 전환한 후에는 단 4개의 와이어만 사용하고 온도를 모니터링하며 안전 한계를 초과하는 모든 서보를 자동으로 중지합니다. 로봇은 더 안정적이고 디버그하기 쉽습니다.
PWM 서보:각 서보는 피크 전류(표준 크기의 경우 1~2A인 경우가 많음)를 소비합니다. 서보가 많으면 전원 배선이 두꺼워지고 분산되어야 합니다. 브라운아웃은 모든 서보가 동시에 움직일 때 흔히 발생합니다.
버스 서보:전력 수요는 동일하지만 버스는 배선을 단순화합니다. 그러나 공유 전원 버스는 총 전류를 처리해야 합니다. 항상 별도의 고전류 전원 공급 장치(예: 5~10개의 소형 서보의 경우 5V/10A)를 사용하고 컨트롤러의 5V 핀을 통해 서보에 전원을 공급하지 마십시오.
PWM 서보는 일반적으로 3.3V~5V 로직을 수용합니다. 3.3V 마이크로 컨트롤러(ESP32, Raspberry Pi)는 대부분의 PWM 서보에서 잘 작동하지만 일부는 레벨 시프터가 필요합니다.
직렬 버스 서보에는 TTL UART에 5V 로직이 필요한 경우가 많습니다. 3.3V 컨트롤러를 사용하는 경우 손상을 방지하려면 양방향 레벨 시프터가 필수입니다.
PWM: 서보당 1~2ms 펄스, 순차적으로 업데이트됩니다. 50Hz의 10개 서보의 경우 총 업데이트 주기는 10×2ms = 20ms이며 대부분의 로봇에 허용됩니다.
직렬: 명령 패킷이 짧습니다(8~16바이트). 115200 보드에서 10바이트 패킷은 ~0.87ms가 걸립니다. 100개의 서보가 있어도 버스는 대부분의 시간 동안 유휴 상태입니다. 그러나 컨트롤러는 루프로 명령을 보내야 합니다. 일부 버스 프로토콜은 모든 서보를 동시에 이동시키는 브로드캐스트 명령을 지원합니다.
함정 1: 12-서보 헥사포드에 PWM 서보 사용
결과:불충분한 PWM 핀, 복잡한 배선, 정지 감지 없음 - 다리가 종종 서보를 잠그고 태우는 경우가 있습니다.
해결책:처음부터 직렬 버스 서보를 사용하거나 PCA9685 PWM 드라이버(16채널)를 추가하여 핀 사용량을 줄였으나 여전히 피드백이 부족합니다.
함정 2: 버스 서보를 통한 데이지 체인 전원
결과:첫 번째 서보의 커넥터는 모든 다운스트림 서보에 전류를 전달하기 때문에 과열되어 녹습니다.
해결책:버스(배전 허브)를 따라 여러 지점에 별도의 두꺼운 전선을 연결합니다.
함정 3: 서보 ID를 잘못 혼합함
결과:두 개의 서보가 동일한 명령, 즉 혼란스러운 움직임에 응답합니다.
해결책:배포하기 전에 전용 프로그래머 또는 직렬 명령을 사용하여 각 버스 서보에 고유 ID를 할당하십시오. ID 매핑을 문서화합니다.
함정 4: PWM으로 업데이트 속도 무시
결과:하드웨어 PWM 대신 소프트웨어 PWM(비트 뱅잉)을 사용할 때 움직임이 불안정합니다.
해결책:중요한 서보에는 항상 하드웨어 PWM 핀을 사용하십시오. 많은 서보의 경우 전용 PWM 드라이버 모듈을 사용하십시오.
1-2개의 서보, 간단한 이동, 피드백 없음:PWM 서보를 선택하십시오. 더 저렴하고 코딩이 더 간단하며 문서화도 광범위합니다.
3~6개의 서보, 중간 정도의 복잡성(예: 로봇 클로, 팬-틸트-롤):둘 중 하나가 작동합니다. 핀이 있으면 PWM을 사용하십시오. 나중에 피드백이나 더 많은 서보를 추가할 것으로 예상되면 버스를 사용하십시오.
7개 이상의 서보, 보행 로봇 또는 방해 위험이 있는 모든 애플리케이션:직렬 버스 서보를 선택하십시오. 피드백과 배선 단순화는 선택 사항이 아니며 신뢰성과 안전성을 위해 필수적입니다.
긴 케이블 길이(>2m):RS485(차동 신호)를 사용하는 직렬 버스는 PWM보다 잡음에 훨씬 강합니다.
학생들이 업계 표준을 배워야 하는 교육 프로젝트:버스 서보는 실제 산업 프로토콜(Modbus, CAN과 유사한 동작)을 교육하므로 적극 권장됩니다.
PWM 서보는 다음과 같은 역할을 합니다.멍청한 액츄에이터– 위치 명령만 수신하고 보고할 수 없습니다. 반면 직렬 버스 서보는스마트 장치공유된 2선 버스 전체를 통해 명령을 수신하고 상태를 다시 전송합니다.
1. 서보를 세고 최대 케이블 길이를 측정하십시오.>6 또는 >2m인 경우 버스 서보를 적극 선호합니다.
2. 마이크로컨트롤러의 사용 가능한 핀을 확인하세요.PWM 핀 수가 서보보다 적은 경우에는 PWM 드라이버(비용 추가)가 필요하거나 버스 서보로 전환해야 합니다.
3. PWM을 선택하는 경우:핀이 있더라도 전용 PWM 드라이버 보드(예: 16채널)를 구입하세요. 그러면 코드가 단순화되고 타이밍이 안정적으로 보장됩니다.
4. 버스를 선택하는 경우:통합 전에 ID를 할당하려면 USB-직렬 어댑터를 구입하세요. MCU가 3.3V인 경우 레벨 시프터를 사용하십시오. 기본 ID에 의존하지 마십시오.
5. 항상 별도의 전원 공급 장치를 사용하십시오.피크 총 전류(동시에 움직일 수 있는 모든 서보의 정지 전류 합계)에 대해 정격이 지정됩니다. 전압 강하를 방지하려면 서보 전원 입력 근처에 대형 커패시터(1000μF 이상)를 추가하십시오.
서보 유형을 프로젝트의 규모 및 피드백 요구 사항에 맞추면 비용이 많이 드는 오류를 방지하고 배선 시간을 최대 80%(버스 케이스) 단축하며 안정적이고 유지 관리가 가능한 시스템을 구축할 수 있습니다. 명확한 요구 사항 시트부터 시작하십시오. 선택은 의견이 아니라 엔지니어링입니다.
업데이트 시간：2026-04-14
