CanServo/Manual/Summary/en

Under Construction

Overview of this page

CAN servo is a servo controlled through CAN communication. It supports CAN 2.0A, 2.0B and supports DroneCAN protocol.

This document summarizes the contents of the CAN Servo Manual and rearranges them from a functional point of view. For details, refer to the CAN servo manual.

F/W Types

It is divided according to the type of protocol supported.

C Type = support CAN 2.0A, 2.0B
U Type = support DroneCAN
A Type = support CAN 2.0A, 2.0B, DroneCAN

Simple Test

C Type or A Type: The factory default setting of CAN servo is CAN 2.0A, 1000kbps, Servo Mode. For testing purposes, we send the following packets:

CAN 2.0A packet, CAN ID = 0, DATA = 'w', 0, 0x1E, 0xAA, 0x2A, DLC = 5 ---> Move to +60 degree position
CAN 2.0A packet, CAN ID = 0, DATA = 'w', 0, 0x1E, 0x00, 0x20, DLC = 5 ---> Move to 0 degree position

Communication settings

Communication settings are applied at the time of Servo Reset.
If you are using CAN communication for the first time, please refer to CAN/Overview.

CAN baudrate

Select the communication speed to use. The unit is kbps.

Register Address: 0x38
0 - 1000
1 - 800
2 - 750
3 - 500
4 - 400
5 - 250
6 - 200
7 - 150
8 - 125

Select Protocol

Select the protocol type to be used for communication through CanServo/MODE/CAN/en.

Select from CAN 2.0A, 2.0B, or DroneCAN. Depending on the protocol, it may be necessary to change the FW Type.

The reason CAN 2.0A and B are divided is because the CAN ID value must also match, but the Type is also checked. That is, CAN ID = 100 with CAN 2.0A and CAN ID = 100 with CAN 2.0B are recognized differently.

For details, refer to CanServo/Packet Accept Rule/en.

According to the status of CanServo/MODE/CAN/en, the following protocol is followed.

CAN 2.0A, 2.0B: CanServo/Protocol/Control/en
DroneCAN: CanServo/Protocol/UAVCAN/en

Servo ID designation

To control servos, you need to distinguish between servos. Servos are distinguished by two types of IDs.

When using CAN 2.0A, 2.0B protocol, it is divided into CAN ID and Servo ID.
When using DroneCAN, it is divided into Node ID and Actuator ID.

Set each ID:

CAN ID and Node ID are set through Register CanServo/ID2/en.
Servo ID and Actuator ID are set through Register CanServo/ID1/en.

Operation Mode

CAN servo supports Servo Mode that operates within one rotation and Turn Mode that allows +/-32760 x 360 deg operation.
- Note: When Turn Mode is selected, the position at the time of servo reset becomes 0 deg, 0 Turn position.
Choose from 2 options.
Operation mode is applied at the time of servo reset.
Please refer to Register CanServo/MODE/RUN/en.

Servo control method

CAN servo has 128 registers of 2 byte size.
It operates according to these values.
For example
- In Servo Mode, if you set a value of 8192 in Register POSITION_NEW, it moves to the center position.
- If you read the Register CanServo/POSITION/en value, you can know the current position of the servo.

Applied time when setting value is changed

Most user-use settings take effect immediately after change.
But, the following items, as an exception, are applied at the time of Servo Reset, so SAVE and RESET procedures must be performed.
- Communication settings: communication speed, communication protocol, ID2, ID1
- Operation mode ( CanServo/MODE/RUN/en )
- Stream CAN ID set value ( CanServo/Stream/CAN ID/en )

Storage of setting value

Most of the registers are saved at the time of SAVE command and are maintained even after Servo Reset.
- Exceptions are:
  - Control values (POSITION_NEW, TURN_NEW, etc.)
  - Various status values (ex: POSITION)
  - Other exceptions
!!! caution !!!
- It is recommended to do SAVE with the motor stopped.
- You should not SAVE too often.
- In particular, this should not be done periodically.
- After changing as many values as possible, it is recommended to SAVE and Servo Reset.
- However, it is recommended to change or reset the communication setting value, ID, RUN_MODE, etc., not together with other values.

Location coordinate system

CanServo/POSITION, POSITION_NEW: Resolution: 16384 = 360 deg

Servo Mode

This mode operates within 1 rotation.

Set the desired position in Register POSITION_NEW.
- Range: 0 ~ 16383
- Center: 8192
You can limit the range of motion with POSITION_MIN, POSITION_MAX.

Turn Mode

Multi-rotation position control mode.

It works if you set the number of rotations in CanServo/TURN_NEW/en and set the angle within 360 degrees in CanServo/POSITION_NEW/en.
Both values follow the int16_t ( 16 bits signed integer ) method, so negative numbers can be specified.

!!! caution !!!
- When the servo is reset, the position value is initialized to 0.
- Immediately after Servo Reset, if TURN_NEW = 0, POSITION_NEW = 0 is transmitted, it remains motionless.
  - It is recommended to use the 'W' Write message that can transmit two registers at the same time.
  - When transmitting separately, an error occurs in either of the two transmissions, resulting in undesirable behavior.

DroneCAN UNITLESS Coordinate System

If you use UNITLESS mode when designating the target position in DroneCAN Actuator.ArrayCommand message, you can specify from -1.0000 to +1.0000 in normalized form.
The position values specified in this way are converted to actual position values from -1 to 0 to +1 ---> POSITION_MIN, POSITION_MID, and POSITION_MAX.
For example, -0.5000 becomes (POSITION_MIN+POSITION_MID)/2 .

Communication example

For example, if you have 4 servos as

S1: PROTOCOL=2.0A, ID2 = 10, ID1 = 101
S2: PROTOCOL=2.0A, ID2 = 20, ID1 = 102
S3: PROTOCOL=2.0B, ID2 = 10, ID1 = 103
S4: PROTOCOL=2.0B, ID2 = 20, ID1 = 104

Assuming that the value 0x11 is written to register 0x30 of S2 servo

CAN ID = 0, TYPE=2.0A, DATA = 'w', 102, 0x30, 0x11, 0x00 -> Received and processed by S2
CAN ID = 0, TYPE=2.0B, DATA = 'w', 102, 0x30, 0x11, 0x00 -> S2 ignored, TYPE incorrect

To explain the DATA part,

The first byte 'w' means the command to write 1 Register.
- Refer to CanServo/Protocol/Control/en for details.
The second byte 102 means Target Servo ID, and since it is 102, it points to S2.

Basic usage

Change target position

You can specify the target position through *Register POSITION_NEW.

- In Turn Mode, Register TURN_NEW is used together.
- Register TURN_NEW is ignored in Servo Mode.

POSITION_NEW and TURN_NEW are not saved.

In Turn Mode, there are two ways to specify the target position, depending on whether POSITION_NEW is used as a negative number.
- Let's take the following three examples.
  - -370 deg = -370 x 16384 / 360 = -16839.111 = -16839
  - -10 deg = -10 x 16384 / 360 = -455.111 = -455
  - 10 deg = 10 x 16384 / 360 = 455.111 = 455
- -370 deg
  - TURN_NEW = -1, POSITION_NEW = -455 -> when using negative numbers
  - TURN_NEW = -2, POSITION_NEW = 15929 -> When not to use negative numbers
- -10 deg
  - TURN_NEW = 0, POSITION_NEW = -455 -> when using negative numbers
  - TURN_NEW = -1, POSITION_NEW = 15929 -> When not to use negative numbers
- 10 deg
  - TURN_NEW = 0, POSITION_NEW = 455

Calculating TURN_NEW, POSITION_NEW in Turn Mode
- Change the target angle (deg) in POSITION units.
  - pos = (integer conversion) ( deg x 16384 / 360 )
- turn and the remainder.
  - TURN_NEW = (convert to round off) (pos / 16384)
  - POSITION_NEW = pos % 16384 ( C style )
- Transmit two values (Type 1)
  - POSITION_NEW can be less than 0 here.
- If you change POSITION_NEW to a positive number, set CanServo/TURN to -1. (Type 2)

int32_t pos = (int32_t)(deg * 16384 / 360);
int32_t turn = pos / 16384;
int32_t posi = pos % 16834;
// TYPE 1: send 'W' command: turn -> TURN_NEW, posi -> POSITION_NEW
while( posi < 0 )
{
    posi += 16384;
    turn -= 1;
}
// TYPE 2: send 'W' command: turn -> TURN_NEW, posi -> POSITION_NEW

Limiting the target position

In Servo Mode, you can specify the operating range in Register POSITION_MIN and POSITION_MAX.
Resolution is 16384 = 360 deg.
Recommended maximum range of motion: Center (8192) +/- 150 degrees

For example, if you specify +/- 60 degrees
- 60 deg = 60 x 16384 / 360 = 2730
- POSITION_MIN = -60 deg = 8192 - 2730 = 5462
- POSITION_MAX = +60 deg = 8192 + 2730 = 10922

Read current location

The servo's current position value is provided in various formats.

Register

CanServo/POSITION/en - Position value within 1 rotation
CanServo/TURN/en - rotation status
CanServo/POSITION-32/en - 32-bit position value with rotation state combined
CanServo/POSITION-32/LOW/en - When reading only Low Word from 32-bit position value

Read value:

In Servo Mode, read Register POSITION or POSITION-32-LOW.
In Turn Mode, read Register POSITION, TURN. Or read POSITION-32.

The difference between POSITION and POSITION-32-LOW

POSITION is stored only from 0 to 16383, and the change in TURN is known only by reading TURN.
POSITION-32-LOW has 2 additional bits, so you can know the status up to 4 turns back and forth.

속도 바꾸기

동작 최대 속도를 지정할수 있습니다.
0 으로 변경하면 목표 위치를 바꾸더라도 움직이지 않습니다.

CAN 서보에서 속도의 단위는 pos/100msec 입니다.

pos 의 단위는 16384 = 360 deg 입니다.

Vt (sec/60deg) 와 Vp (pos/100msec) 의 변환식은 다음과 같습니다. 단, PT = Reg PID TIME, PX = PT / 10

Vp = 60 x 16384 / 360 / Vt / 10 x PX
Vt = 60 x 16384 / 360 / Vp / 10 x PX

ex) 1920 pos/100msec = 0.142 sec/60deg, PX=1

ex) 1920 pos/100msec = 0.284 sec/60deg, PX=2

토크 바꾸기

최대 출력을 조절합니다.
최대 속도도 비례적으로 조정됩니다.
0 으로 변경하면 힘이 완전히 풀리면서 외력에 의해 움직일수 있습니다.

OLP

Over Load Protection 기능입니다.
지정한 시간 이상 내부 제어기 출력이 Full 이 되면, 발동합니다.
OLP 가 발동하면, OLP Ratio 로 지정된 값으로 출력이 조정됩니다.
- 90 이면 출력이 90% 가 됩니다.
OLP 발동 시간은 PX = PT / 10, PT = PID TIME 에 의해 달라집니다.
OLP 발동시간 = OLP Time x PX 입니다.
- PX = 2 이고 OLP Time = 3 이면, OLP 발동 시간은 6초가 됩니다.

비상 정지

일시적으로 서보 이동을 멈춥니다.
이 상태는 저장되지 않으며, 서보 Reset 후에는 풀립니다.
비상 정지 상태에 따라 정지까지의 과정과 상태 유지 방식이 다릅니다.
- 0 = 비상 정지 해제
- 1 = 즉시 모터 출력을 끕니다. 외력에 의해 움직일수 있습니다.
- 2 = Time Speed ES 값에 맞추어 감속하고, 정지 위치를 고수합니다.
- 3 = 즉시 멈추고, 정지 위치를 고수합니다.

전압, MCU 온도에 따른 비상 정지

MCU 온도와 전압의 상태가 지정한 작동 범위를 벗어나면 모터 출력이 꺼집니다.
실시간은 아니고 어느정도 평균처리가 됩니다.

가감속 시간 지정 하기

가속 시간(Time Speed Up), 감속 시간(Time Speed Down)을 설정합니다.
- 추가로 비상 정지 시간(Time Speed ES: Emergency Stop)을 설정합니다.
이 기능은 사다리꼴 속도 프로파일을 구현합니다.
지정한 최대 속도까지 가속하는 시간, 최대 속도에서 속도 0까지 감속하는 시간을 지정할수 있습니다.
부드러운 가감속이 필요한 경우에 사용합니다.
일반적인 서보로서 사용할때는 0 으로 설정합니다.

Time Speed Up/Down/ES 의 단위는 PX = PT / 10, PT = PID TIME 에 따라 달라집니다.
예를 들어
- PX = 1 이면: Time Speed Up = 100 = 100 msec 입니다.
- PX = 2 이면: Time Speed Up = 100 = 200 msec 입니다.

현재 속도 읽기

Register VELOCITY 를 읽으면 서보의 현재 속도를 알수 있습니다.

속도의 단위는 pos/100msec 입니다.

pos 의 단위는 16384 = 360 deg 입니다.

Vt (sec/60deg) 와 Vp (pos/100msec) 의 변환식은 다음과 같습니다.

Vp = 60 x 16384 / 360 / Vt / 10
Vt = 60 x 16384 / 360 / Vp / 10

ex) 1920 pos/100msec = 0.142 sec/60deg

현재 가속도 읽기

Register ACC 를 읽으면 서보의 현재 가속도를 알수 있습니다.

서보 내부 온도 센서 종류

CAN 서보는 제품에 따라 다양한 온도 센서를 가지고 있습니다.
- MCU 온도
  - 제어 보드의 MCU 에 내장된 온도 센서의 데이터 입니다.
- 모터 온도
  - 모터에 부착된 온도 센서의 데이터 입니다.
- 습도 센서의 온도
  - 습도 센서에 포함된 온도 센서의 데이터 입니다.

온도에 의한 모터 출력 끄기
- MCU 온도의 최소, 최대 값을 각각 지정하여, 모터 출력을 끌 수 있습니다.

모터 온도, 습도 센서의 온도 데이터는 별도의 감시 코드가 없으므로, Host 에서 주기적으로 읽어서 판단하여 서보 출력을 끄거나 제어해야 합니다.

추가 기능

User Data

Register 2개에 사용자가 원하는 정보를 넣어 둘수 있습니다.
값을 변경하고 SAVE 절차를 수행하면, Reset 되어도 유지됩니다.

Stream

Register POSITION, CanServo/TURN 등의 정보를 지정한 간격으로 전송합니다.
UAVCAN 에서는 Actuator Status 메시지를 발신합니다.
CanServo/Stream 을 참조해 주십시오.

Stream Address

총 4개의 Register 를 통해, 원하는 주소 2개씩 최대 8개까지 지정 할수 있습니다.
CanServo/Stream/Address 를 참조해 주십시오.

Stream CAN ID

Stream CAN Packet 발신 때 사용할 CAN ID 를 별도 지정하는 기능입니다.

CanServo/Stream/CAN ID 를 참조해 주십시오.

Start Position

CAN 서보는 기동시 Reset 시점의 위치를 유지합니다.
Reset 시점에 특정 위치로 이동시키고 싶을 때 사용하는 기능입니다.

CanServo/Start Position 를 참조해 주십시오.

Fail Safe

POSITION_NEW 가 일정 시간 동안 오지 않으면 특정 위치로 이동시키고 싶을 때 사용하는 기능입니다.
시간과 위치를 각각 설정합니다.
CanServo/Fail Safe 를 참조해 주십시오.

Pause Stream

Stream 발신을 일시적으로 정지시키는 기능입니다. 이 상태는 저장되지 않으며, 서보 Reset 이 되면 정지는 풀립니다.

CanServo/Stream/Pause 를 참조해 주십시오.

Switch to Bootloader

FW 실행 중에 Bootloader 로 전환하는 기능입니다.
Bootloader 에서 사용할 통신 속도, CAN ID 등을 지정할수 있습니다.
이를 통해 각 서보가 모두 켜져 있는 상태에서 1대의 서보만 FW 를 업데이트 할수 있습니다.

CanServo/Switch to Bootloader 를 참조해 주십시오.

기능별 구분

전류 측정 회로가 있는 경우

MD 시리즈 일부 (예: MD89), SG 시리즈, RB 시리즈, DB 시리즈는 전류 측정 회로가 있습니다.

실시간 측정한 전압과 전류를 이용하여 출력을 조절합니다.

모터 온도 센서가 있는 경우

일부 모델에서는, 모터의 온도 데이터를 제공합니다.
Host 에서 주기적으로 확인하여, 서보를 끄거나, 출력을 낮추어야 합니다.

전압 상승 방지 회로가 있는 경우

특정 전압 이상이 되지 못하도록 제한해 주는 회로가 장착된 모델이 있습니다.
- 예: SG50

서보는 동작 상황에 따라 발전이 되어 전압이 높아지는 경우가 있습니다.
- 예: 감속 동작, 윈치 내리기
- 이를 하드웨어적으로 방지하는 회로입니다.
- 다만, 한도를 넘어서면 전자 퓨즈에 의해 회로가 꺼지면서 기능이 멈춥니다.

이 회로가 꺼지면 그 다음으로 Over Voltage Brake 기능이 고전압을 잡아줍니다.

SG50 의 경우에는 방지 회로가 1차로 막고, 2차로 Over Voltage Brake 기능이 막습니다.

습도 센서가 있는 경우

습도 센서가 추가로 있는 모델이 있습니다.
- 예: SG 시리즈 일부: SG33, SG50
습도 센서는 서보 내부의 상대 습도와 온도 데이터를 제공합니다.
Low Data 를 그대로 제공하므로, 공식에 따라 계산해야 합니다.
주기적으로 데이터를 받아서, Host 에서 판단하여 서보를 끄거나, 동작을 제한해야 합니다.