OpenCM IDE、OpenCM 485 EXPを用いてのDynamixel Xシリーズの制御

OpenCM IDE、OpenCM 485 EXP
を用いての Dynamixel Xシリーズの制御
1

1. 前提条件 3
2. XL430-W250の設定について 4
3. Master/Slaveサンプルコードの説明 8
4. 同期制御サンプルコードの説明 17
5. TeraTermについて 23
6. シリアル通信サンプルコードの説明 25
2

1. 前提条件
環境が設定済みであれば、実施する必要はない。
未設定の場合は、下記の項目のリンクに従って設定を行う。
1.1. OpenCM IDE
　　インストール、ドライバの設定が完了していること。
URL：OpenCM IDE - ROBOTIS e-MANUAL
1.2. OpenCM9.04
初期設定が完了していること。
URL：OpenCM9.04 - ROBOTIS e-MANUAL
URL：Testing the Controller Control Table
1.3. OpenCM 485 EXPの接続
OpenCM9.04と、上記のボートと接続済みであること。
URL：OpenCM 485 EXP - ROBOTIS e-MANUAL
1.4. Dnamixel
XL430-W250シリーズを使用していること。
URL：XL430-W250 - ROBOTIS e-MANUAL
3

2. XL430-W250の設定について
サンプルコードを動作させるための設定を確認する。
2.1 確認手順
以下のようにU2D2、PC、Dynamixelを接続し設定が所望な値となっているかを確認す
る。
R+ Maneger 2.0を起動し、画面に従い設定を確認する。
DYNAMIXEL Xを選択する。
4

Update & Testを選択する
Nextを選択する。
5

6

３つのXL430-W250の以下の項目の設定を確認する。
1. 7 - ID → 1~3がそれぞれ割あたっていること。
2. 8 - Baud Rate(Bus) → 3(1Mbps)に設定されていること。
3. 11 - Operating Mode → 3(Position Control)に設定されていること。
4. 13 - ProtocolVersion → 2(Protocol 2.0)に設定されていること。
7

3. Master/Slaveサンプルコードの説明
Master/Slaveを用いてDynamixelの制御を行う。
　　<動作概要>
・Button1が押されたらMaster/Slaveを入れ替える。
・MasterはLEDが点灯し、SlaveはLEDが消灯する。
　　・MasterのGoal PositionをSlaveのGoal Positionへ設定する。
　　・シリアルモニタにID 1、ID 2のGoal Positionを表示する。
以下、サンプルコード。
/* Dynamixel ID defines */
#define ID_NUM_1 1
#define ID_NUM_2 2
#define GLOBAL_ID 254
/* Serial Device Defines for Dynamixel bus */
#define DXL_BUS_SERIAL1 1 //Dynamixel on Serial1(USART1) <-OpenCM9.04
#define DXL_BUS_SERIAL2 2 //Dynamixel on Serial2(USART2) <-LN101,BT210
#define DXL_BUS_SERIAL3 3 //Dynamixel on Serial3(USART3) <-OpenCM
485EXP
/* Dynamixel Address Defines */
#define DXL_TRQ 64
#define DXL_LED 65
#define DXL_GOAL_POS 116
/* OpenCM 485 EXP Defines */
#define BUTTON_1 16
/* Defines for parameter */
#define OFF 0
#define ON 1
#define PUSH_CNT 100
#define DXL_BAUD_RATE 3 // Dynamixel 2.0 Baudrate -> 0: 9600, 1:
57600, 2: 115200, 3: 1Mbps
8

/* Global Variables */
Dynamixel Dxl(DXL_BUS_SERIAL3);
boolmasterMode = true;
/* setup */
voidsetup() {
delay(5000); // Wait DXL boot
Dxl.begin(DXL_BAUD_RATE); // Set Baud Rate 56700
pinMode(BUTTON_1, INPUT_PULLDOWN); // Button1 enable
}
/* main loop */
voidloop() {
unsignedlonggoalPos[2];
unsignedlongpushCnt = 0;
// Get Button State
while(digitalRead(BUTTON_1)) {
pushCnt++;
}
// Chattering control
if( pushCnt > PUSH_CNT ){
masterMode = !masterMode;
}
// Get GoalPos
goalPos[0] = Dxl.readDword(ID_NUM_1,DXL_GOAL_POS);
//Output SerialUSB
SerialUSB.print("GOAL_POS ID1: ");
SerialUSB.println(goalPos[0]);
9

// Switch to MASTER/SLAVE
if(masterMode) {
Dxl.writeByte(ID_NUM_1, DXL_LED, ON); // ID1 LED ON
Dxl.writeByte(ID_NUM_2, DXL_LED, OFF); // ID2 LED OFF
Dxl.writeByte(ID_NUM_1, DXL_TRQ, OFF); // ID1 Trq OFF
Dxl.writeByte(ID_NUM_2, DXL_TRQ, ON); // ID2 Trq ON
Dxl.writeDword(ID_NUM_2,DXL_GOAL_POS, goalPos[0] ); // Set ID1
GoalPos
}
else{
GoalPos
}
delay(10); // 10[ms]
}
10

3.1. 値の定義について
サンプルコードで使用している定義に関しての説明を記載する。
#define ID_NUM_1 1
#define ID_NUM_2 2
#define GLOBAL_ID 254
ID_NUM_1 1、ID_NUM_2は、各XL430-W250に割り当てられているID。
IDの重複が起きないように設定する。
GLOBAL_IDは、全てのXL430-W250にアクセスできるID。
485EXP
XL430-W250とOpenCM9.04間で使用するシリアルの設定。
本ケースでは、OpenCM 485 EXPを使用するので、DXL_BUS_SERIAL3を使用する。
#define DXL_TRQ 64
#define DXL_LED 65
Dynamixelには、ROM/RAMの領域が用意されており、各アドレスにアクセスして制御を行
う。ROM領域は、トルクが無効(‘0’)の場合に書き換えが可能で、トルクが有効(‘1’)の場合
は、書き込みがロックされる。
ここでは、今回使用するアドレスをピックアップして定義しておく。
アドレスの詳細は、以下の表を参照。
※Control Tableの値や位置は、機種ごとに異なるため確認が必要。
11

表1 XL430-W250 Control Table
Area Address Size
[byte]
Data Name Description Access initial
Value
RAM 64 1 Torque Enable Motor Torque
On/Off
RW 0
65 1 LED Status LED On/Off RW 0
... ... ... ... ... ...
112 4 Profile Velocity Velocity Value of
Profile
RW 0
116 4 Goal Position Target Position
Value
RW -
/* OpenCM 485 EXP Defines */
#define BUTTON_1 16
BUTTON_1は、OpenCM 485 EXP のタクトスイッチ(Button1)のアドレス。
その他にも、以下のスイッチやLEDが使用可能。
図1 OpenCM 485 EXP LED、Button配置
12

表2 OpenCM 485 EXP アドレス配置
Name OpenCM9.04 I/O
Button1 16
Button2 17
LED1 18
LED2 19
LED3 20
/* Defines for parameter */
#define OFF 0
#define ON 1
#define PUSH_CNT 100
57600, 2: 115200, 3: 1Mbps
コード上で使用する数値を理解しやすいように、予め定義しておく。
DXL_BAUD_RATEでは、DyanamixelのBaudrateを設定する。
本ケースでは、1Mbpsの3を設定する。
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3.2. コードの動作について
サンプルコードの動作について記載する。
/* setup */
voidsetup() {
Dxl.begin(DXL_BAUD_RATE); // Set Baud Rate 1Mbps
pinMode(BUTTON_1, INPUT_PULLDOWN); // Button1 enable
}
setup()では、Dynamixelがブートするまでの待機時間、BaudRateの設定、OpenCM 485
EXPのButton1を有効にするための設定をそれぞれ行っている。
// Get Button State
while(digitalRead(BUTTON_1)) {
pushCnt++;
}
// Chattering control
if( pushCnt > PUSH_CNT ){
masterMode = !masterMode;
}
タクトスイッチでMaster/Slaveを切り替える。
チャタリングでの誤動作を防止するために、ある程度ボタンが押されたらMaster/Slaveを入
れ替える。
// Get GoalPos
//Output SerialUSB
SerialUSB.print(goalPos[0]);
SerialUSB.print(" GOAL_POS ID2: ");
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ID 1とID 2 のXL430-W250から現在のGoal Positionを取得し、
USBで接続経由で、PCへシリアル通信で値を送信する。
OpenCM IDEで Ctrl+Shift+Mを押すとシリアルモニターが起動し、
XL430-W250から取得した値が表示される。
図2 シリアルモニタ画面
15

// Switch to MASTER/SLAVE
if(masterMode) {
GoalPos
}
else{
GoalPos
}
タクトスイッチが押されると、masterModeが切り替わる。
Dxl.writeByte(ID_NUM_1, DXL_LED, ON)では、ID 1のLEDを点灯に設定している。
Dxl.writeByte(ID_NUM_1, DXL_TRQ, ON)では、ID 1のMotor TorqueをONに設定してい
る。
※TorqueをONに設定すると、ROM領域の書き込みがロックされる。
Dxl.writeDword(ID_NUM_1,DXL_GOAL_POS, goalPos[1] )では、ID 1のGoal Positionに
ID 2のGoal Positionを設定している。
また、writeByteは1Byteの書き込みで、writeDwordは4Byteの書き込みである。
使用する関数は、前記してある”表1 XL430-W250 Control Table“のsize[byte]に応じて使い分
ける必要がある。
※sizeが2Byteの場合は、writeWordを使用する。
16

4. 同期制御サンプルコードの説明
SyncWriteメソッドを用いてDynamixelの同期制御を行う。
　　<動作概要>
・ID1～3のXL430-W250を同期させて動作させる。
・ID1,3は同じ向きに動作。ID 2は逆側に動作する。
#define DXL_ID_1 1
#define DXL_ID_2 2
#define DXL_ID_3 3
#define DXL_TRQ 64
#define DXL_LED 65
#define DXL_PROFILE_VELOCITY 112
485EXP
/* Parameter Defines */
#define OFF 0
#define ON 1
57600, 2: 115200, 3: 1Mbps
#define PACKET_LEN 9
#define NUM_OF_DATA 2
#define DXL_NUM 3
byte dxlId[DXL_NUM] = {
DXL_ID_1,
DXL_ID_2,
DXL_ID_3
17

};
word SyncVelocity1[PACKET_LEN] =
{
//ID ,Profile Velocity
DXL_ID_1, 100, 0,
DXL_ID_2, 100, 0,
DXL_ID_3, 100, 0
};
word SyncVelocity2[PACKET_LEN] =
{
//ID ,Profile Velocity
DXL_ID_1, 200, 0,
DXL_ID_2, 200, 0,
DXL_ID_3, 200, 0
};
word SyncGoalPos1[PACKET_LEN] =
{
//ID ,Goal Position
DXL_ID_1, 1024, 0,
DXL_ID_2, 1024, 0,
DXL_ID_3, 1024, 0
};
word SyncGoalPos2[PACKET_LEN] =
{
//ID ,Goal Position
DXL_ID_1, 0, 0,
DXL_ID_2, 2048, 0,
DXL_ID_3, 2048, 0
};
/* setup */
voidsetup() {
for(intcnt = 0; cnt < DXL_NUM; cnt++) {
Dxl.jointMode(dxlId[cnt]); // Set Dynamixel ID
Dxl.writeByte(dxlId[cnt], DXL_TRQ, ON); // Set Trq on
18

}
}
/* main loop */
voidloop() {
// Sync write
Dxl.syncWrite(DXL_PROFILE_VELOCITY, NUM_OF_DATA, SyncVelocity1,
PACKET_LEN);
Dxl.syncWrite(DXL_GOAL_POS, NUM_OF_DATA, SyncGoalPos1, PACKET_LEN);
delay(1000); // 1000[ms]
// Sync write
PACKET_LEN);
delay(1000); // 1000[ms]
}
19

#define DXL_ID_1 1
#define DXL_ID_2 2
#define DXL_ID_3 3
DXL_ID_1 、DXL_ID_2、DXL_ID_3は、各XL430-W250に割り当てられているID。
#define DXL_TRQ 64
#define DXL_LED 65
使用するアドレスを予め定義しておく。
アドレスの詳細は、”表1 XL430-W250 Control Table”を参照。
485EXP
20

#define OFF 0
#define ON 1
57600, 2: 115200, 3: 1Mbps
#define PACKET_LEN 9
#define NUM_OF_DATA 2
#define DXL_NUM 3
PACKET_LEN では、送信する全てのデータ数を設定する。
本ケースでは、ID1～3とProfile VelocityorGoal Positionの合わせた9になる。
NUM_OF_DATA では、１つのIDに対して送信するデータ数を設定する。
本ケースでは、DXL_IDとProfile VelocityorGoal Positionの2となる。
DXL_NUMでは、使用するDynamixelの数を設定する。
21

/* setup */
voidsetup() {
for(intcnt = 0; cnt < DXL_NUM; cnt++) {
Dxl.jointMode(dxlId[cnt]); // Set Dynamixel ID
Dxl.writeByte(dxlId[cnt], DXL_TRQ, ON); // Set Trq on
}
}
setup()では、Baudrateの設定、Jointモードの設定、トルクを有効にするための設定をそれ
ぞれ行っている。
/* main loop */
voidloop() {
// Sync write
PACKET_LEN);
delay(1000); // 1000[ms]
// Sync write
PACKET_LEN);
delay(1000); // 1000[ms]
}
メインの処理では、先にVelocityを設定し、Goal Positionを設定した契機で動作する。
Dynamixelでは、目標角度と速度を設定し簡単にモータの制御を行う事ができる。
22

5. TeraTermについて
OpenCM9.04とPCを用いてシリアル通信を行うために使用するツール。
5.1 のインストール&セットアップ
以下のURLからダウンロードし、インストールする。
https://ja.osdn.net/projects/ttssh2/releases/
TeraTermを起動し、シリアル(E) を選択して使用するポート(R): を選択する。
ポート名は、 ROBOTIS Virtual COM Port を選択する。
※Port番号は、使用する環境によって変わる。
23

OpenCM9.04と接続された後に、シリアルポートの設定を行う。
タブの設定(s) → シリアルポート(E).... を選択すると以下の画面が開くので、
スピードを9600→57600へ変更する。
24

6. シリアル通信サンプルコードの説明
　　OpneCM9.04のUARTを使用して、PCとシリアル通信を行いDynamixelを制御する。
PC上では、TeraTermを用いしてコマンドのやり取りを行う。
※今回は、LN-101ではなくU2D2を使用して接続する。
<動作概要>
・wを押すと、Goal positionを+100する。
・sを押すと、Goal positionを-100する。
・Enterを押すと、設定した値でGoal Positionへ移動する。
#define DXL_ID_1 1
#define DXL_TRQ 64
485EXP
57600, 2: 115200, 3: 1Mbps
#define DXL_UART_BAUD_RATE 57600
25

#define DXL_POS_MIN 0
#define DXL_POS_MAX 4095
#define DXL_POS_DEFAULT 0
#define DXL_VELOCITY_SPEED 200
#define POS_PARAM 100
#define ON 1
#define OFF 0
intpos = DXL_POS_DEFAULT;
voidsetup(){
// セットアップ待ち
delay(1000);
// UARTの初期化
Serial2.begin(DXL_UART_BAUD_RATE);
// UARTの割り込み設定
Serial2.attachInterrupt(serialInterrupt);
// Dynamixelの設定
Dxl.begin(DXL_BAUD_RATE);
Dxl.jointMode(DXL_ID_1);
Dxl.writeByte(DXL_ID_1, DXL_TRQ, ON);
Dxl.writeDword(DXL_ID_1, DXL_PROFILE_VELOCITY, DXL_VELOCITY_SPEED);
// コマンドの説明
Serial2.println("----push key----");
Serial2.print("w : +"); Serial2.println(POS_PARAM);
Serial2.print("s : -"); Serial2.println(POS_PARAM);
Serial2.println("Enter : execute");
Serial2.println("----------------");
}
26

// UARTの割り込み時の処理
voidserialInterrupt(byte buffer){
switch(buffer) {
case'w': // wが押されたとき
pos += POS_PARAM;
// 最大値でリミット
if(pos >= DXL_POS_MAX) {
pos = DXL_POS_MAX;
}
Serial2.print("Goal Position : ");
Serial2.println(pos);
break;
case's': // sが押されたとき
pos -= POS_PARAM;
// 最小値でリミット
if(pos <= DXL_POS_MIN) {
pos = DXL_POS_MIN;
}
break;
case'r': // enterが押されたとき
case'n':
// Gaol positionを設定する
Dxl.writeDword(DXL_ID_1, DXL_GOAL_POS, pos);
break;
default:
break;
}
}
// メイン処理
voidloop(){
delay(10);
}
27

#define DXL_ID_1 1
DXL_ID_1 は、XL430-W250に割り当てられているID。
#define DXL_TRQ 64
使用するアドレスを予め定義しておく。
アドレスの詳細は、”表1 XL430-W250 Control Table”を参照。
485EXP
57600, 2: 115200, 3: 1Mbps
#define DXL_POS_DEFAULT 0
#define DXL_POS_MAX 4095
#define DXL_POS_MIN 0
#define DXL_UART_BAUD_RATE 57600
#define DXL_VELOCITY_SPEED 200
#define ON 1
#define OFF 0
#define POS_PARAM 100
28

DXL_POS_DEFAULTでは、DyanamixelのデフォルトのGoal Positionを設定する。
DXL_POS_MAX、DXL_POS_MINでは、Goal Positionの最大/最小値を設定する。
最大/最小値は、1.4. Dnamixelのリンク先のGoal Position (116)を参照。
DXL_UART_BAUD_RATE では、TeraTermと通信するUARTのbaudRateを設定する。
DXL_VELOCITY_SPEED では、Dyanamixelの動作スピードを設定する。
動作スピードは、1.4. Dnamixelのリンク先のProfile Velocity (112)を参照。
本ケースでは、0.229[RPM] × 200 = 45.8となる。実際には、44でリミットされ最大速度で動作す
る。
POS_PARAM では、w/sが一度押されたときのGoal Positionの増減値を設定する。
29

voidsetup(){
// セットアップ待ち
delay(1000);
// UARTの初期化
Serial2.begin(DXL_UART_BAUD_RATE);
// UARTの割り込み設定
Serial2.attachInterrupt(serialInterrupt);
// Dynamixelの設定
Dxl.begin(DXL_BAUD_RATE);
Dxl.jointMode(DXL_ID_1);
Dxl.writeByte(DXL_ID_1, DXL_TRQ, ON);
Dxl.writeDword(DXL_ID_1, DXL_PROFILE_VELOCITY, DXL_VELOCITY_SPEED);
// コマンドの説明
Serial2.println("----push key----");
Serial2.print("w : +"); Serial2.println(POS_PARAM);
Serial2.print("s : -"); Serial2.println(POS_PARAM);
Serial2.println("Enter : execute");
Serial2.println("----------------");
}
UARTを使用するために、Serial2の設定を行う。
Serial2.begin(DXL_UART_BAUD_RATE)では、BaudRateの設定を行っている。
Serial2.attachInterrupt(serialInterrupt)では、UARTで外部割り込みを使用する設定を行って
いる。
// Dynamixelの設定では、Baudrateの設定、Jointモードの設定、トルクを有効にするための
設定、動作スピードの設定をそれぞれ行っている。
// コマンドの説明では、UART経由で、TeraTerm上にキーの説明を表示する。
30

// UARTの割り込み時の処理
voidserialInterrupt(byte buffer){
switch(buffer) {
case'w': // wが押されたとき
pos += POS_PARAM;
// 最大値でリミット
if(pos >= DXL_POS_MAX) {
pos = DXL_POS_MAX;
}
break;
case's': // sが押されたとき
pos -= POS_PARAM;
// 最小値でリミット
if(pos <= DXL_POS_MIN) {
pos = DXL_POS_MIN;
}
break;
case'r': // enterが押されたとき
case'n':
// Goal positionを設定する
Dxl.writeDword(DXL_ID_1, DXL_GOAL_POS, pos);
break;
default:
break;
}
}
voidserialInterrupt(byte buffer)では、TeraTermからの入力があった際の動作を記述する。
bufferには、TeraTermから送信した文字が一文字格納される。
TeraTermから送信された文字が、'w'の場合は、現在のGoal positionにPOS_PARAMの値を
加算する。加算後に最大値を以上の場合は、DXL_POS_MAXで値をリミットする。
TeraTermから送信された文字が、's'の場合は、現在のGoal positionにPOS_PARAMの値を
減算する。減算後に最小値を以下の場合は、DXL_POS_MAXで値をリミットする。
TeraTermから送信された文字が、'r'または'n'の場合(Enterが押されたとき)は、現在のGoal
PositionをDynamixelに書き込む。
31

TeraTermを起動し、USB Serial Port(COM6)を選択する。
設定→シリアルポートの設定→スピードを57600に設定する。
以下のような画面が表示されれば通信成功。
※Port番号は、環境によって変わるため注意する。
32

問い合わせ先：
株式会社ロボティズ日本支店
tel:03-6869-8804
e-mail : jp.support@robotis.com
33

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