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[62호]스마트 산업, 손쉬운 터치환경 솔루션 JUTF 시리즈

디바이스마트 매거진 — Fri, 30 Oct 2020 00:00:06 +0000

스마트 산업, 손쉬운 터치환경 솔루션

JUTF 시리즈

글 | 티앤원 채은철

영화 혹은 상상 속에서 있었던 IoT기술은 점차 현실화되어 이제 우리의 삶 속 곳곳에서 찾아볼 수 있다. IoT는 Internet of Things의 약자로 인터넷에 연결된 네트워크 연결장치를 비롯한 산업 장비 등과 같이 데이터를 공유할 수 있는 수많은 사물들을 일컬어 말한다.
스마트 팜 혹은 스마트 팩토리와 같은 산업현장에서 현재 적용되는 IoT기술을 보자면 센서를 통해 외부 환경에 대한 센싱을 하고, 그 데이터를 네트워크를 통해 수집하고 사용자의 목적에 맞게 사용할 수 있다.
또, 외부 냉난방이나 조명, 수위 등 여러 산업 장비를 모니터링할 수 있고 제어할 수 있어 다양한 분야에서 활용된다.

관련 IoT관련 산업장비 또한 다양한데, 그중에서도 디스플레이를 활용한 모니터링 시스템이 계속해서 주목받고 있다. IoT의 발달로 사물은 계속해서 똑똑해지지만 스스로 생각할 수 없는 기계엔 사람의 조작이 필요하다. 때문에 사람이 장비의 상황을 확인 할 수 있는 눈에 보이는 디스플레이를 통한 모니터링 시스템은 우리의 일상뿐만 아니라 산업 현장에서도 보편화 되고 있다.

IoT 시대에 모니터링 시스템 및 다양한 분야에서 디스플레이가 중요한 핵심요소가 될 것으로 판단하여 티앤원에서는 제품 업그레이드 및 품질을 높이고자 지속해서 노력하고 있다.
현재 다양한 분야의 스마트 산업에서 터치디스플레이 환경이 적용되어 관련 업체들과의 커뮤니케이션을 진행하면서 끊임없이 새로운 필드에서의 적응 테스트를 진행하고 있다.
이미 개발 완료된 제품이나 일반 MICOM을 적용하는 제품 개발자들의 입장에서 기기에 새로운 LCD 환경을 구축하고 개발해야 한다는 것은 시간과 비용적인 면에서 상당한 스트레스일 것이다. 또한, 개발 기한을 맞추는 일도 여간 까다로운 일이 아닐 것이다.
이러한 부분에서 JUTF 시리즈는 손쉬운 터치환경 솔루션을 제시한다. 일반 유저나 전문 지식이 없는 입문자라도 시리얼 인터페이스를 통해 쉽게 이미지를 로딩할 수 있게 도와주고, 기존의 시스템에 쉽게 동화될 수 있는 환경을 구축해 줄 수 있기 때문이다.
TFT LCD를 위한 H/W자원과 2D GRAPHIC 및 이미지 출력을 위한 충분한 메모리 자원이 불가능한 MCU에서도 UART 통신만으로 풍부한 GUI 환경 구현이 가능하기 때문에 기존 장비의 교체없이 최단기간 내에 사용자의 시스템에 GUI 환경을 구축할 수 있다.

이렇게 JUTF M-A가 GUI 환경을 쉽게 구현하고 제어할 수 있는 이유는 아두이노를 비롯한 8bit 또는 16bit 등의 저사양 MCU와 5V TTL Level UART통신 방식이 가능하기 때문이다.
JUTF M-A 모델은 시중에서 가장 많은 수요가 있는 480×272해상도의 4.3인치 TFT LCD와 800×480해상도의 7.0인치 TFT LCD 2가지 모델을 지원하고 있으며 감압식 터치 판넬 적용이 기본으로 되어있다. 정전식 적용 및 기타는 커스터마이징 타입으로 가능하다.
실제 산업 현장에서는 작업하다가 이물질이 묻은 손으로 LCD에 터치하며 제어하고, 모니터링을 해야 할 수 있어야 한다. 때문에 산업 현장에서 오류가 잦은 정전식 터치는 잘 사용하지 않는다. 그리고 현장에서 작업 시 장갑도 착용한 상태에서 터치 조작을 해야 하기에 감압식 터치를 지원하는 제품을 사용하는 것이 더욱 편리하다.
또 JUTF M-A는 LCD 컨트롤러를 내장한 32비트 MCU를 적용했으며, 1Gbit의 NAND FLASH를 내장하고 있어 이미지 및 사운드 파일을 넉넉하게 넣어 사용할 수 있다.
해외 제품보다 수요자와 공급자간의 커뮤니케이션이 원활하고 숙련된 임베디드 기술을 보유하여 어떤 프로젝트에도 대응이 가능한 점이 큰 장점이다. 또한 보드를 보호하는 커버와 기구물 장착을 위한 브라켓까지 제공되고 인증작업까지 마무리되어 필요한 업체에게 다양한 메리트를 제공해준다.

JUST USE, JUTF M-A 간편 사용법

1. 먼저, USB 외장 저장장치 모드이다. 보드에서 DB버튼을 누른 상태로 USB Cable을 커넥터에 연결해준다. (5초간 누름)
2. DB버튼을 떼면, PC에서 USB 드라이브가 인식되어 있고 이 기능으로 쉽게 이미지를 저장하거나, 수정할 수 있다.
3. 다음으로 일반모드를 실행한다. 일반 모드는 스피커, LCD를 연결 해주고 Power, TTL UART 커넥터에 Serial 케이블을 연결해 PC와 연결한다.
4. PC로 전원 공급시 전류가 부족하다면, Mini USB 케이블로 전원을 추가 공급한다.
5. 단, 정상적인 일반 동작모드의 부팅이 이루어지기 위해서는, NAND 메모리에 “config.txt” 파일과 “boot.bmp” 파일이 있어야 한다. (해당 파일 확인은 1번의 usb 외장 저장장치 모드에서 확인할 수 있다) config.txt” 파일의 내용은 RS232통신 통신속도(Baud Rate)와 LCD 해상도가 명시되어 있다.
6. 반드시, 파일명과 파일내 영문자는 소문자가 되어야 하며, 아래와 같이 한 라인에 하나의 정보만 기록 저장되어야 한다.
7. 다음은 USB 외장 저장장치 모드이다. 보드에서 DB버튼을 누른 상태로 USB Cable을 커넥터에 연결해준다. (5초간 누름)
8. DB버튼을 떼면, PC에서 USB 드라이브가 인식되어 있고 이 기능으로 쉽게 이미지를 저장하거나, 수정할 수 있다.

간단실습

아두이노, 라즈베리파이와 손쉬운 연결이 가능!
JUTF와 아두이노를 활용하여 간단하게 제품을 사용해봅시다.
먼저 아래와 같이 보드와 아두이노, LCD를 연결한다.
디바이스마트 해당 제품 상세페이지 아래에 자료목록을 통해 JUTF M-A에 대한 가이드 매뉴얼을 다운로드 받으면 아두이노 IDE를 통해서 다음과 같은 코딩이 가능하다.
아래의 예시는 선과 도형 그리기에 대한 코딩 소스 예시이다.

#include
SoftwareSerial jutfSerial(1011); // RX = 10, TX = 11 (아두이노 기준)
int nCounter = 0;
void setup
jutfSerial.begin(115200);
}
void loop
if(nCounter == 0)
// 배경을 white color로 클리어
jutfSerial.write($5,4#); // single vuffer mode
jutfSerial.write($1,0,15,50,6#); // color white (2^8로 RED, GREEN, BLUE 비율)
jutfSerial.write($1,2,0,0,800,480,1);

jutfSerial.write(“$1,0,225,225,225#); // color white (2^8로 RED, GREEN, BLUE 비율)
jutfSerial.write(“$1,7,400,334,50,50,1#);
jutfSerial.write(“$1,0,15,50,6#); // color white (2^8로 RED, GREEN, BLUE 비율) jutfSerial.write(“$1,7,400,330,50,50,1#);

jutfSerial.write(“$10,225,225,225#”); // color white (2^8로 RED, GREEN, BLUE 비율)
jutfSerial.write(“$1,6,250,240,50,1#);
)
jutfSerial.write($1,0,225,225,225# ); // color white (2^8로 RED, GREEN, BLUE 비율)
jutfSerial.write( $1,6,550,240,50,1#);

jutfSerial.write($1,0,200,200,200#); // 눈동자
jutfSerial.write($1,6,250,240,45,1#);
jutfSerial.write(“$1,0,200,200,200#); // 눈동자
jutfSerial.write(“$1,6,550,240,45,1#);
jutfSerial.write(“$1,0,15,50,6#”); // 눈동자
jutfSerial.write(“$16.260, 242, 30,1);
jutfSerial.write(“$1,0,15,50,6#); // 눈동자
jutfSerial.write($1,6,540,242,30,1);

jutfSerial.write(“$1,0,225,225,225*); // 왼쪽 눈썹 jutfSerial.write(“$1,5,210,100,150,200,10#);
jutfSerial.write($1,0,225,225,225#”); // 오른쪽 눈썹
jutfSerial.write($1,5,590, 100,650,200,10#);

jutfSerial.write($1,0,225,225, 225# ); // 코
jutfSerial.write($1,4,340,300,120,70,30,1);
jutfSerial.write(“$10,15,50,6#); // 콧구멍
jutfSerial.write($1,6,375,340,10,1);
jutfSerial.write(“$1,0,15,50,6#); // 콧구멍
utfSerial.write(“$1,6,425,340,10,1);
jutfSerial.write(“$1,3,390,0,20,100,15,80,6,225,225,225#”); // 이마
jutfSerial.write($1,3 350,0 20,100,15 80,6 225 225 225#”); // 이마
jutfSerial.write(“$1,3,430,0,20,100,15,80,6,225,225,225# ); // 이마
nCounter++;
delay(1000):

소스코드를 업로드 하면 아래와 같은 이미지를 얻을 수 있다.
이외에도 이미지, 사운드 삽입 및 출력 등으로 여러 GUI 환경 구축이 가능하기에 활용범위는 다음과 같다.

JUTF M-A, Application
JUTF M-A는 다양한 규모의 산업현장 외에도 소규모의 영세한 기업에 이르기까지 단말기의 기기 상태나 라인의 공정 상태를 보고 싶은 모든 작업자와 환경을 대상으로 하기에 적용범위가 넓다. 기존에 의료기기, 미용기기, 3D 프린터 등에 적용되었고 현재 스마트 산업 현장과 무인 체크인 시스템 및 시제품 테스트 등 다양한 분야의 산업 군에서 활용되고 있다.

JUTF70 M-A를 적용한 ㈜티앤원의 SDC 제품은 스마트 팜 및 스마트 팩토리 등의 스마트 모니터링 및 제어 시스템에 적용이 가능하고 현재 아쿠아포닉스 및 스마트 관련 산업 다수에 적용되어 업체와 함께 프로젝트를 진행하고 있으며, 2020년 연말에는 고해상도가 지원되는 JUTF High performance 제품이 출시될 예정이다.

[62호]헬스케어, 비대면 언택트 시대에 맞게 변신하다.

디바이스마트 매거진 — Thu, 22 Oct 2020 00:00:41 +0000

헬스케어, 비대면 언택트 시대에 맞게 변신하다.

글 | 디바이스마트 박진아, 김흥운

디바이스마트에서는 스페셜 칼럼에 소개된 기술, 트렌드와 관련된 제품 소개를 통해 현재 주목받는 기술과 트렌드를 쉽게 이해해보고 흥미를 느낄 수 있는 시간을 마련해보았습니다.
이번 스페셜 칼럼중 하나인 ‘헬스케어, 비대면 언택트 시대에 맞게 변신하다.’ 에서는 기존 질병의 치료, 예방, 건강관리 과정을 모두 아울러 말하는 헬스케어에 IT기술이 접목된 사례를 확인할 수 있었습니다.
AI 스피커, 웨어러블 디바이스로 노인의 우울증, 치매와 같은 정신질환을 미리 예방하고 케어하는 돌봄 서비스, 비대면 디지털 치료법과 같이 코로나 19 확산 영향으로 ‘비대면’ 문화가 확산함에 따라 의료분야와 개인 건강관리 방법에 새바람이 불고 있습니다.
대면 진료가 어려워짐에 따라 웨어러블 디바이스로 평소 심박수와 몸 상태를 체크하고 관리하는 사람들이 늘어나고 있고, 실제로 세계 각지에서 애플워치의 심전도(ECG) 기능이 심장 이상 징후를 조기에 포착하여 도움이 되었다는 사례를 종종 접할 수 있습니다.
우리 일상에 깊이 들어온 헬스케어와 IT기술의 접목 사례들을 생각해보며 디바이스마트의 어떤 상품이 원격 의료 진료 시스템 또는 헬스케어 디바이스와 관련이 있을지 같이 확인해 보도록 하겠습니다.
근육, 심장의 전기적인 활동을 측정하는근전도 EMG 센서

이번에 소개할 제품은 근전도와 심전도를 확인해볼 수 있는 AD8232 chip을 탑재한 아두이노 근전도 EMG 센서입니다.
먼저 간단하게 AD8232 에 대해 알아보겠습니다.
제조사 : ANALOG DEVICES, 품명 : AD8232, 설명 : 단일 리드, 심박수 모니터 프런트 엔드
FDL :

AD8232 단선 심박수 모니터 보드는 심장의 전기적인 활동을 측정하고자 할때 사용하는 제품으로 심장의 전기적인 활동은 보통 ECG(Electrocardiography) 심전도로 표시합니다.
즉, 심장의 수축에 따른 활동 전류를 감지한 그래프를 심전도(ECG)라 하며 근육이 움직일때 마다 우리 인체에 흐르는 미세 전류를 감지하여 전류의 변화를 기록한 그래프를 근전도(EMG)라합니다.

위 이미지는 정상인의 심전도(ECG)로 나타난 그래프의 구성을 간단하게 설명하자면 P는 심방의 흥분을 나타내고, QRS는 심실의 탈분극(수축), T는 심실의 재근북을 나타냅니다. 실제 심전도는 심장의 상태를 측정하거나 손상 범위 진단 시 사용되나 여기서 소개되는 제품은 실제 의료기기가 아니기 때문에 근전도, 심전도 측정을 교육 및 체험 목적으로만 사용해야 함을 명심하시길 바랍니다.
심전도와 관련하여 의학적으로, 구체적으로 들어가면 너무 어려워지기 때문에 간단하게 아두이노와 AD8232을 이용해서 ECG를 측정해 위와 같은 그래프가 그려지는지 확인해 보도록 하겠습니다.
근전도 EMG 센서 AD8232 사용에 앞서 EMG 모듈로 어떻게 ECG를 측정이 가능한지 의문이 들 수 있겠지만, EMG와 ECG는 근육 수축에 의한 전기적 신호를 감지하는 같은 원리로 측정이 되기 때문에 EMG 모듈로 ECG도 측정이 가능합니다.

간단한 심전도 측정 실습

1.실습에 필요한 제품 소개

2. 하드웨어 구성하기

젤 패드 부착 방법

근전도 EMG 모듈 AD8232 제품에는 젤 패드 및 케이블이 총 3개가 함께 제공되며 이미지에서 빨간색 하트 모양인 심장을 기준으로 각 케이블 색깔에 동일한 원형부위에 맞춰 부착해 보시기 바랍니다.

젤 패드를 교체하고 싶거나, 부착 성능이 높은 패드를 사용하고 싶다면 디바이스마트 상품번호 1280244 또는 [Pololu] Electrodes for MyoWare Muscle Sensors (6-Pack)를 추천드립니다.

3. 아두이노 설치 및 소스코드 업로드하기

아두이노 IDE(Integrated Development Environment)는 아두이노 프로그램을 작성하고 컴파일 할 수 있는 통합 개발 환경으로 아두이노 공식 홈페이지(https://www.arduino.cc)에서 무료로 제공하고 있어서 편리하게 사용이 가능합니다.
공식 홈페이지를 통해 아두이노 통합개발환경(IDE) 설치한 후, 아래 소스코드를 업로드 해보기 바랍니다. 코드마다 이해하기 쉽게 설명을 주석으로 첨부하였습니다.
설치 방법 및 세팅은 디바이스마트 블로그 아두이노 통합개발환경(IDE) 설치 방법 및 세팅글 (https://blog.naver.com/no1_devicemart/221503319351)에 자세히 나와있으니 설치가 어려운 구독자분들은 해당 내용을 확인해 보시기 바랍니다.

소스코드

void setup() {
Serial.begin(9600); // 시리얼 통신의 보드레이트는 9600bps 로 설정
pinMode(10, INPUT); // 아두이노 디지털 10번을 입력핀으로 지정 LO+ 와 연결
pinMode(11, INPUT); // 아두이노 디지털 11번을 입력핀으로 지정 LO- 와 연결
}
void loop() {
if((digitalRead(10) == 1)||(digitalRead(11) == 1)){
// 만약 디지털 10번 핀 또는(OR) 11번 핀에 1이 입력되면
Serial.println(‘!’); // 시리얼포트로 ‘!’를 출력 합니다. > 젤 패드가 잘 붙었는지 확인 하는 원리
}
else{ // 아니라면
Serial.println(analogRead(A0));
// 시리얼포트로 아날로그 A0에 입력되는 값을 출력합니다.

}
delay(1); // 1ms 만큼 지연 시킨다 -> 연속 동작 중 정확한 값구분을 위한 딜레이 주는 겁니다.
}

4. 동작 모니터링 및 패턴 측정
동작 모니터링
아두이노 IDE 상단 메뉴에 툴 -> 시리얼 플로터 선택, 좌측 하단에 9600bps(보드레이트) 선택 후 최대한 움직임을 줄이고 측정 결과를 지켜 보았습니다.

실제 측정한 그래프는 위와 같으며 이론에 나온 정상인의 심전도와 같이 측정됨을 확인 할 수 있었습니다.

이렇게 AD8232 센서와 아두이노를 이용해서 쉽고 간단하게 심전도(ECG)를 측정해 보았는데요. 이번 근전도 EMG 모듈 AD8232 소개와 더불어 기초 실습 과정을 따라 해보며 끊임없이 변화하고 있는 헬스케어 트렌드, 웨어러블 디바이스에 활용되는 이론이나 기술에 한 발짝 다가가 이해해보는 시간이 되었으면 합니다.