Arduino M0 &

Arduino 9 Axes Motion Shield 리뷰

글 | 금강초롱 객원기자 blog.naver.com/crucian2k3

스마트폰에서 촉발된 IOT 기술의 빅뱅은 영향을 받지 않는 곳이 없을 정도로 무섭게 확산되고 있습니다.
마치 나비효과처럼 전 세계에서 자신의 손으로 뭔가를 만들고 싶어하는 DIY(Do It Yourself)족 및 컴퓨터를 잘 모르는 이들에게도 교육차원으로 많이 사용되어 선풍적인 인기를 끌고 있는 아두이노, 라즈베리파이 등에도 그 바람을 피하기 힘든 듯합니다.

유난히 폭 넓은 사용자층을 형성하고 있는 아두이노 진영에서도 앙증맞은 32비트급 아두이노 보드가 정식출시 되었으며, 이제는 프로토타이핑 보드도 고사양이 되는 길이 열린 듯합니다. 언제나 그래 왔듯이 세월이 지나면 더 쎈 녀석이 등장할 것입니다만…

여기서 프로토타이핑이란 용어가 낯설은 독자를 위해 첨언을 좀 하자면 실험실습 등을 위해 간이로 만들어보는 보드 혹은 도구 또는 그러한 일들을 의미합니다. 억지스럽게 표현해 본다면 시작품, 시제품, 연습용 제품 등으로 해석될 수 있을 듯합니다.

요 근래 이러한 아두이노 진영에 내분이 있었으며 2016. 3월 현재 arduino.cc 진영과 arduino.org로 나뉘어 아두이노에 대한 기술지원이 이뤄지고 있는 점은 제 개인적인 생각으로는 그리 바람직해 보이지 않습니다. 그도 그럴 것이 동일한 하드웨어를 다른 명칭으로 불러 혼란을 유발하거나 arduino IDE의 버전이 헛갈리게 발표되고 있는 점도 그러한 사실을 충분히 뒷받침 한다고 봅니다.

이러한 거시적(?) 상황을 살짝 감안 해보며 이번 차에는 막강한 성능을 가진 ‘아두이노-M0’를 다뤄보려 합니다. 본격적으로 ‘아두이노-M0’를 거론하기 전에 한두 해를 거슬러 올라가면, 지난 2014년 5월경 arduino.cc 진영에서 ‘ARDUINO-Zero’라는 Atmel 32비트 MCU를 사용하는 모델을 발표 합니다. 발표 후 1년여가 흐를 무렵 ‘arduino.cc’와 ‘arduino.org’로 조직이 분열되면서 ‘ARDUINO-Zero’가 ‘ARDUINO-M0-Pro’라는 명칭으로 arduino.org에서 발표가 됩니다. 그리고 얼마 후 arduino.org에서 ‘ARDUINO-M0-Pro’ 하드웨어에서 Atmel 의 디버거 기능인 EDBG를 제외한 새로운 모델인 ‘ARDUINO-M0’를 발매하게 됩니다.

위에서 열거한 ‘ARDUINO-Zero, ARDUINO-M0, ARDUINO-M0-Pro’는 사실상 같은 MCU를 사용하고 있으며 H/W 적으로는 EDBG만 있고 없을 뿐입니다. 이번에 다루게 될 ‘ARDUINO-M0’는 사실 이전에 발매된 ‘아두이노-레오나르도’와 닮은 점이 많습니다. 이에 대한 내용도 아래에서 잠깐 다뤄보고자 합니다.

이러한 ‘ARDUINO-M0’를 살펴보면서 제가 흥미를 가졌던 부분은

· D0, D1을 제외한 전 포트에 PWM 기능이 동작됨을 의미하는 ~ 문양이 있는데 이에 대한 특성은?
· Serial Port 어떻게 클래스 매핑이 되어 있는가?
· 8비트급 MCU를 쓰는 모델들에 비해 새로운 기능은 무엇이 있는가?
· 12비트 ADC는 충분히 쓸만 한가?
· 10비트 DAC를 어떻게 사용할 수 있는가?
· 실행속도는 8비트급에 비해 어느 정도 빠른가?

‘아두이노-M0’는 종래의 Atmega328을 사용하는 ‘아두이노-우노’ 시리즈 혹은 Atmega23u4를 사용하는 ‘아두이노-레오나르도’ 시리즈와 견주어 볼 때 노는 물이 다름은 이론의 여지가 없습니다. 저에게 M3를 사용하는 ‘아두이노-두에’가 있었다면 서로 비교해 볼 수 있었을 텐데 사정상 ‘아두이노-레오나르도’와 성능이나 기타 특이점에 대해만 논해 보려합니다.
이번 포스팅은 ㈜엔티렉스-디바이스마트의 지원을 받아 작성하게 되었습니다.

1. 제품 개봉기

‘아두이노-우노-R3’의 폼팩터를 그대로 계승하고 있기에 그다지 새로울 것은 없습니다. 다만 보드 자체가 매우 작고 정교하게 만들어 졌다는 느낌이 드는 것은 사실입니다.
기왕 하는 김에 ‘아두이노-M0-Pro’ 모델이었다면 디버그 기능도 살펴 볼 수 있었을 텐데 하는 아쉬움도 있었습니다만 디버그 기능 외 차이점은 없다고 봅니다.

그림1 : 아두이노-M0 박스 외관

뒷면에는 이탈리아에서 제조된 물품임을 확인하는 로고가 선명하게 인쇄되어 있습니다. 박스를 열면 앙증맞은(?) 보드가 한 장 덩그러니 들어가 있으며 ‘아두이노-우노’와 마찬가지로 Atmel사의 SAMD21G18A-AUT을 기반으로 한 보드가 보이며 전체적인 분위기는 ‘아두이노-레오나르도’와 유사하다고 생각됩니다.

그림2 : 아두이노-M0 전면부

그림3 : 아두이노-M0 후면부

‘9축 모션 센서 쉴드’ 보드는 그보다 약간 큰 박스로 구성되어져 있으며 얼핏 본다면 아두이노 본체로 오해라도 할 수 있을 만큼 비슷하게 생겼습니다.

쉴드 보드는 아두이노의 확장보드로 매우 다양한 쉴드보드가 존재합니다. 이번에 리뷰하는 쉴드 보드는 3축 14bit 가속도센서, 3축 16bit 자이로센서, 3축 지자기센서가 원칩에 들어있는 보쉬센서텍의 BNO055라는 칩을 기반으로 하고 있습니다.

그림4 : 9축 모션센서 쉴드 박스 외관

그림5 : 9축 모션센서 쉴드 후면부

2. 아두이노-M0 살펴보기

기 발매중인 모델 중 ‘아두이노-레오나르도’와 폼펙터 측면에서 유사성이 많음에 따라 두 모델을 상호 비교해 보도록 하겠습니다.

2.1 기본적인 스펙
우선 눈에 띄는 부분이 동작전압이 3.3V라는 점입니다.
5V를 기반으로 만들어진 쉴드를 연결할 때 주의가 필요해 보입니다.
다음으로 A/D변환기의 분해능이 12비트로 올라갔고 플래시메모리가 대폭 늘어났으며 무엇보다도 클럭 속도가 올라갔습니다.
한마디로 컴퓨팅 파워를 끌어 올렸다고 보면 틀림이 없을 것 같습니다.
이제 세부적인 변경 사항들을 하나하나 살펴보도록 하겠습니다.

2.2 전원공급핀
외부에서 전원을 공급받는 방법은 2가지가 있습니다.

2.1mm 규격의 DC아답터를 사용하여 6~15V를 인가하는 방법과 마이크로USB 컨넥터를 통해 DC 5V를 인가하는 방법이 있습니다.
USB 2.0포트에 연결되는 경우 500mA가 한계치이므로 전력이 부족한 경우 DC아답터를 사용하여 공급할 수 있습니다.
DC아답터는 시중에서 9V, 12V를 흔히 구입할 수 있을 것 같으며 중심축이 +전원이고 외경은 GND가 되어야 합니다.

2.3 메모리 관련사항
ATSAMD21G18 MCU는 256KB의 플레시메모리를 내장하고 있으며 이중 4KB는 부트로더 영역으로 사용됩니다. 이 부트로더 영역은 NVM 퓨즈에 의해 보호되도록 설정되어 있습니다. 램은 32KB가 내장되어 있으며 이중 16KB는 EEPROM 라이브러리에 의해 에뮬레이션 될 수 있습니다. 즉, EEPROM 라이브러리로 램 영역을 활용할 수는 있으나 전원이 차단되면 데이터는 유실 되게 됩니다.

2.4 입출력핀 관련사항
‘아두이노-M0’는 디지털 I/O핀으로 총 14개가 설정되어 있습니다. 이들은 pinMode(), digitalWrite(), digitalRead()함수를 사용하여 손쉽게 입·출력이 이뤄지게 됩니다.
위에서 언급한 바와 같이 ATSAMD21G18은 3.3V에서 동작되므로 신호 레벨은 3.3V가 됩니다. 풀업저항은 20∼60kΩ의 내부 풀업저항이 연결될 수 있으며 전원이 투입되면 기본적으로는 해제되어 있습니다. 최대 출력전류는 7mA입니다.

2.5 프로그래밍 관련사항
‘아두이노-M0’에 프로그래밍을 하기 위해서는 일단 플레시메모리가 삭제되어져야 합니다. 이 기능은 마이크로USB 커넥터로 구성된 네이티브USB포트를 통해 진행됩니다.
이 포트는 SAMD21에 직접 연결되어 있으며 업로드 진행시 일단 1200bps에서 플레시메모리 삭제가 진행된 후 다시 부트로더에 의해 57600bps등으로 연결되게 됩니다.
이러한 기능은 ‘아두이노 레오나르도’도 동일하며 프로그램을 업로드 시킨 후 네이티브 USB포트를 사용할 수 없는 지경으로 만들면 전용프로그래머를 사용하지 않고는 다시는 아두이노 IDE로 접근이 곤란해질 수 있는 위험이 있습니다.

2.6 USB 과전류 보호회로
아두이노-M0는 폴리퓨즈를 설치하여 과전류로부터 SAMD21을 보호하도록 되어 있습니다. 일반적으로 사용되는 USB2.0포트는 500mA이상의 전류가 흐르면 출력을 차단하는 기능을 갖고 있습니다. 과도한 전류를 흐르게 하는 경우에 다양한 요인에 의해 아두이노-M0가 동작되지 않거나 동작이 불안정해질 수 있음을 유의해야 합니다.

3. 아두이노-M0 연결하기

서두에서 밝힌 바와 같이 아두이노 진영에서 지난해 여름 무렵 상표분쟁이 있었다고 합니다. 2016. 3월 현재 www.arduino.cc와 www.arduino.org로 양분되어 아두이노 IDE와 각종 보드들을 공식적으로 지원하고 있는 형국입니다. 아두이노 IDE버전 1.6.x는 arduino.cc에서 공급하고 있고 1.7.x는 arduino.org에서 공급하고 있습니다. 또한 arduino studio란 IDE도 있는데 현재 알파버젼이 발표된 상태입니다.
금번에 리뷰가 진행되고 있는 ‘Arduino-M0’는 www.arduino.org에서만 공급되고 있으며 1.7.x버젼의 IDE에서 정상적으로 사용할 수 있습니다. 이런 이유로 보드에는 ‘NEW IDE www.arduino.org’라는 딱지가 가운데에 붙어 있습니다. 이러한 정보 없이 ’아두이노-M0’를 구입하면 다소 난감하리라 봅니다.

3.1. ‘아두이노-M0’에 네이티브USB 연결하기
정확한 원인은 알 수 없었으나 USB드라이버가 제대로 인식되지 않아 애를 먹었습니다. 해결책을 찾아 arduino.org 포럼을 수소문한 끝에 방법을 알아내었고 다름 아닌 수동드라이버 인식 이었습니다. 아마도 이 글을 읽는 독자 중에는 동일한 증상을 겼을 가능성이 충분히 있다고 봅니다. ‘아두이노-레오나르도’인 경우에는 ‘아두이노 설치경로/driver’에서 손쉽게 드라이버 문제를 해결 할 수 있었습니다만 ‘Arduino-M0’는 이 방법이 소용이 없었습니다.
아래 그림과 같이 ‘기타장치 ▶ 알 수 없는 장치’ 현상이 있을 때 해결책입니다.

장치관리자 ▶ 기타장치 ▶ 알 수 없는 장치 ▶ 드라이버 소프트웨어 업데이트
▶ 컴퓨터에서 드라이버 소프트웨어 업데이트
▶ 컴퓨터의 장치목록에서 직접 선택
▶ 포트 (COM & LPT)
▶ (제조업체)Arduino Sri(www.arduino.org)
▶ (모델)Arduino Zero Native Port 를 순서대로 선택합니다.

이에 대한 설명을 http://labs.arduino.org/Manual+installation+of+drivers+on+Windows에서도 확인할 수 있습니다.

3.2. (Demo1)Hello World에 도전하기
LCD가 없으니 LED로 도전해 보고자 합니다. 위에서 LED는 D13에 연결되어 있음을 알았습니다.
‘아두이노-우노’ 시리즈 등 8비트 계열과는 다른 MCU를 사용한 상황이므로 우선 www.arduino.org에서 특별히 제공하는 예제로 테스트를 해봅니다.
만일 시작하면서 로그를 꼭 보고자 한다면 setup()에 아래와 같은 코드를 넣어줍니다.

● 소스의 위치 :
· http://labs.arduino.org ▶ DOCUMANTATION ▶ Boards
▶ Arduino M0
· http://labs.arduino.org/Arduino+M0
· http://labs.arduino.org/ArduinoM0+Blink+example

● 보드설정 : 아래와 같이
· 아두이노IDE1.7.8 ▶ 도구 ▶ 보드 ▶ Arduino M0를 선택합니다.

일단 아래와 같이 초 간단 코드를 넣어봅니다.

위 코드를 실행하기 위한 회로는 다음 장과 같습니다. 사실은 D13에 이미 LED가 하나 붙어 있으므로 이마저도 필요 없습니다.

1초 주기로 깜빡거리면 이제 ‘아두이노-M0’와 소통이 시작되었음을 의미합니다. 이제부터는 맛있게 요리하는 일만 남았습니다.

3.3. (Demo2) 인터럽트방식으로 알람시각을 알려주는 리얼타임시계
‘아두이노-M0’에는 RTC를 내장하고 있습니다. 정교한 32.768Khz 오실레이터까지 포함하고 있으므로 DS1302 등 RTC칩을 사용하지 않고도 시계 어플리케이션을 만들 수 있을 것 같습니다.
arduino.org 에 올라와 있는 예제를 한번 돌려 보기로 합니다.

문제없이 잘 동작됨을 알 수 있기는 합니다만 전원을 끄거나 프로그램을 내려 보내면 다시 초기화 되어버리는 상황에서 얼마나 실효성이 있을지 의문이 들기도 합니다.

3.4. (Demo3) D/A컨버터 기능 맛보기
‘아두이노 M0’에는 10비트 D/A컨버터 기능이 있음을 살펴보았습니다. 이 D/A컨버터의 기능을 시험해보려고 arduino.org를 이곳저곳 기웃거려 봤으나 마땅 정보가 없었고 arduino.cc에서 아두이노-Zero 보드용으로 공개해 놓은 라이브러리를 입수 할 수 있었습니다.
소스를 쭉 살펴보니 44.1Khz로 sampling된 wav파일을 디코딩하는 라이브러리였고 과연 어느 정도의 음질인지 확인해 보고 싶었습니다. 그러나 아쉽게도 ‘아두이노-M0’에는 wave 파일을 담을 매체인 SD-CARD가 부착되어져 있지 않으므로 SD메모리카드소켓을 아래와 같이 직접 부착을 하였습니다.

회로도3 : SD Card Interface 부착

소리는 제 블로그(http://blog.naver.com/crucian2k3)를 방문하면 들을 수 있을 것입니다만 우선 오실로스코프에 나타난 파형은 아래와 같이 관찰할 수 있었습니다.

그림7 : DAC Analog Signal 출력

소스코드는 다음과 같습니다.

· 인코딩작업 조건 : 44.1Khz, 8bit mono sampling
· 라이브러리 출처 : https://www.arduino.cc/en/Tutorial/SimpleAudioPlayerZero

4. 시리얼 포트와 관련된 유의 사항

아래와 같이 시리얼 클래스는 Serial5를 써서 Pin0, Pin1을 통해 통신(TTL Level)하는 방법과 SerialUSB(CDC)를 사용하는 방법이 있습니다.
즉 Serial5는 H/W타입의 시리얼포트라고 볼 수 있겠습니다.
이 시리얼5와 SerialUSB는 동시에 사용될 수 있으며 매우 간단하게 USB To Serial Bridge를 만들 수 있습니다.

4.1. (Demo4) USB To Serial 브릿지 구현 예
아래에 실제로 구현된 Bridge Source입니다.
D0, D1을 통해 TTL신호가 들어오거나 나가게 되며 USB CDC를 통해 PC측과 연결되게 됩니다. 이러한 기능은 유사한 H/W 구조를 가진 ‘아두이노 레오나르도’에서도 구현이 가능합니다.
이때는 시리얼클래스명이 다르므로 주의해야 합니다.

5. (Demo 5) A/D 컨버터관련 사항

● 함수명 : analogReference(ref)
· AR_DEFAULT : VDDana(3.3V) 핀의 전압을 사용
· AR_INTERNAL : 1V
· AR_EXTERNAL : 가변적이다.

● 함수명 : analogReadResolution(res)
· 8: 0 to 255
· 10: 0 to 1023
· 12: 0 to 4096 (최고 해상도)

10bit 상태에서는 ADC 값이 1 증가 혹은 감소할 때마다 0.00322v (3.3v/1024)를 차지하게 됩니다. 이로 인해 MCP9700 등 고정밀 아날로그 센서를 사용하면 수숫점 이하의 온도는 약 0.3V 단위로 증가 혹은 감소하게 됩니다(19.8℃ ▶ 20.1℃).
그러나 12bit에서는 1스텝 당 0.0008056(3.3/4096)이 되므로 좀 더 정확한 소숫점 이하 자릿수 표현이 가능합니다(0.1도씩 증가 : 21.5℃ ▶21.6℃).

6. 9축 모션센서 쉴드

BNO055 9축 모션센서 칩은 종래의 칩에 비하면 대단히 고 집적화된 기능을 포함하고 있습니다. 우선 3축 14비트 가속도계, 3축 16비트 자이로스코프, 3축 지자기센서로 구성되어 있으며 BSX3.0 FusionLib를 통해 손쉬운 접근이 가능하도록 만들어졌습니다.
이 라이브러리는 내장된 32비트 머신에서 실행되며 초당 ±2,000℃ 범위를 출력할 수 있습니다. 이를 통해 3차원 가속기능, 3가지 방향의 지자기 강도데이터를 얻을 수 있고 오일러각도, 회전벡터, 선형가속, 중력벡터와 같은 센서 융합정보를 산출해 낼 수 있습니다.
이 보드는 5V가 인가되지만 내부적으로는 3.3V로 레벨쉬프트 되어 구동됩니다. 또한 이 칩은 네비게이션, 로봇, 운동, 증강현실, 상황인식, 태블릿, 울트라북 등의 하이테크한 전자제품에 두루 사용될 수 있다고 합니다. 그럼 BOSCH의 데이터쉬트에 기재된 내용을 바탕으로 각 파트를 좀 더 상세히 살펴보도록 하겠습니다.

6.1. Bosch Sensortec GmbH의 BNO055칩 스펙

6.2 시스템 아키텍처

6.3. 9축 모션쉴드에 장착된 컨넥터
● 기판 상부에 위치한 커넥터는 다음과 같이 맵핑되어 있습니다.

● 기판 상부에 위치한 솔더링 점퍼

모션쉴드와 아두이노-M0는 TWI를 통해 서로 연결되게 됩니다.
INT핀은 기본적으로 오픈이 되어 있으나 인터럽트 서비스 등을 하기위해서는 D7 또는 D2에 연결되어야 합니다.

6.4. 센서 테스트
센서를 테스트 해보기 전에 Pitch, Roll, Yaw에 대해서 간단히 짚고 넘어갑니다.
말 그대로 모션을 처리하기 위해서는 3차원 좌표계에서 물체의 위치나 이동경로를 표현할 수 있어야 하는데, 이와 관련된 아주 기초적인 용어가 위에 언급한 피치, 롤, 요입니다. 이러한 용어는 항공기, 드론, 균형로봇 등에서 활발하게 사용됩니다.

● Pitch(X축) : 피치는 비행기의 승강, 하강 개념입니다. 즉 조종사가 조종간을 앞으로 밀거나 뒤로 당기면 동체가 상승, 하강을 하게 되는데 여기에서 사용되는 용어에 해당합니다.
● Roll(Y축) : 항공기의 조종간을 좌우로 밀면 동체가 그에 따라 기울어질 때 나타나게 되는 현상입니다.
● Yaw(Z축) : 자동차의 핸들을 돌리면 좌, 우측으로 주행하는 방향을 칭하며 항공기에서는 왼발, 오른발 패달에 해당합니다.

가속도 센서는 현재의 기울어짐을 정확히 나타내는데 사용됩니다. 자이로센서는 센서가 회전이 되는 상황에서 시간에 따른 움직임을 추적할 수 있으며 적분방식으로 사용되고 이에 따라 시간에 따른 오차를 동반하게 됩니다.
따라서 정확한 피치와 롤 값을 얻기 위해 가속도센서와 자이로센서를 동시에 사용하게 됩니다. 여기서 가속도센서와 자이로센서만으로는 요 값을 정확히 산정해 낼 수 없는 문제에 봉착하며 이를 해결하기 위해 지자기센서가 사용됩니다. 이러한 내용을 좀 더 깊이 있게 접하고자 하는 독자는 아래 주소를 참고하시기 바랍니다.(http://www.hardcopyworld.com/ngine/aduino/index.php/archives/126)
이론은 이 정도로만 하고 9축 모션쉴드를 동작시켜 보고 과연 피치, 롤, 요가 어떻게 반응 하는지를 그래프로 살펴보도록 하겠습니다.

그림9 : 9축 모션센서 출력

우선 Serial Oscilloscope 프로그램을 아래 주소에서 다운로드 받습니다. (http://www.x-io.co.uk/serial-oscilloscope/) 다음으로 아래의 프로그램을 ‘아두이노-M0’로 내려 보냅니다.

이 프로그램에는 쉴드에서 얻어진 가속도 데이터를 1줄에 3개씩 묶어 Native USB포트를 통해 PC로 전송을 하게 됩니다.
Serial Oscilloscope로 데이터가 들어오면 첫 번째 데이터는 적색, 두 번째 데이터는 녹색, 세 번째는 청색으로 그래프가 그려지게 됩니다.
아래 그래프를 보면 가속도 센서에서 피치(X축), 롤(Y축) 정보가 잘 얻어 짐을 알 수 있습니다.

그림10 : 가속도센서 출력화면

arduino.org에서 공개해 놓은 예제를 Serial Oscilloscope로 볼 수 있도록 조금만 변경해 봅니다.

9축모션쉴드를 장착한 모습

모션쉴드를 ‘아두이노-M0’에 결합하여 실제로 어떻게 동작 되는지 까지를 살펴봤습니다. 지면 관계상 위 예에서는 가속도센서만 그래프를 그렸습니다만 자이로센서나 지자기센서도 동일한 방식으로 접근하여 실제로 동작되는 모습들을 충분히 눈으로 볼 수 있을 것으로 봅니다.

그림11 : 모션센서 방향각, X축 방향은 보드의 가로방향이며 Y축은 세로방향, Z축은 중심점이다

7. 마무리

아두이노 진영이 이처럼 각광 받을 수 있었던 것은 폼펙터 표준화와 쉴드 호환성이 가장 큰 요인이 아니었나 봅니다.
심지어 아두이노와 아주 이질적으로 보이는 제조사 측에서도 아두이노의 폼펙터를 따라하고 심지어 명령어까지도 동일하게 만드는 것을 보면 대세는 아두이노가 맞는 듯합니다. 이러한 상황에서 최근에 출시된 ‘아두이노-M0, 아두이노-M0-Pro, 아두이노-Zero’ 등은 동일한 MCU를 사용하기에 성능은 대동소이하며 컴퓨팅 파워에 목말라 하던 하이엔드 지향형 사용자층에게 강하게 어필 할 수 있을 것으로 봅니다.
특히 ‘아두이노-M0’의 기능 중 DAC는 간단한 효과음, 음악, 목소리 등을 발생시킬 수 있음에 따라 다양한 용도가 있을 듯합니다.
9축 모션센서 쉴드 또한 막강한 성능을 자랑하긴 합니다만, 이 쉴드보드는 임베디드컴퓨터 쪽을 전문을 다루는 사람이 아니라면 상당한 진입장벽을 느낄 수도 있을 것 같습니다. ‘아두이노-M0’와 모션쉴드를 결합하면 게임컨트롤러, 균형로봇, 드론 등등에 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
시간이 허락되는 대로 모션쉴드를 응용한 재미나는 프로젝트로 진행해보고자 하며 제 블로그(blog.naver.com/crucian2k3)에서 결과물을 보실 수 있을 것입니다.
감사합니다.
8. 참고자료

1. Arduino-M0 공식제품 소개서 : www.arduino.org
2. Arduino-M0 ‘How to your board.’ Document : labs.arduino.org
3. 9축 모션쉴드 : www.arduino.org
4. 자세제어와 관련된 아티클 : www.hardcopyworld.com
5. DAC 라이브러리 및 예제 : www.arduino.cc
6. 시리얼 오실로스코프 : www.x-io.co.uk

  동아리탐방  

한국기술교육대 ROBUST

인천을 벗어나 고속도로를 몇 시간 쯤 달렸을까, 언제부턴가 갑갑한 도시를 벗어나 있었고,  한적한 골목길을 달리고 있었다. 말로만 듣던 “병천순대” 간판들이 즐비한 곳 “천안 병천”을 지나 한국기술교육대가 보였다. 그 때가 분명 대학생들에게 겨울방학 기간이라고 해도, 학교 안팎의 분위기는 정말 조용했다. 방학이기에 매우 늦은 시간이라고 할 수 있는 오후 4시까지도 기자가 대부분의 동아리원들과 마주할 수 있는 자리가 마련되었고, 꽤나 잘 정돈된 동아리방에서 만난 한국기술교육대의 ROBUST와 이야기를 나누어보았다.

취재 | 이용동 책임기자 bluelyd@ntrex.co.kr

제일 먼저, 동아리 탐방 신청서에 “저희 ROBUST는 로봇과 관련된 프로그래밍, 하드웨어 제작, 전자회로를 학습하고 연구하여 친목을 도모하는 학술 동아리입니다.” 라고 써주셨는데, 결국에는 “친목을 도모하는” 목적을 위해 “학습하고 연구”가 수단이라는 점이 흥미로운데요.

 제대로 보셨습니다. 일단 사람들이 모여서 만드는 이 동아리라는 것이, 취미를 함께 나누고 공부도 같이 하는 것은 분명히 맞는데, 이렇게 같은 활동을 하기 위해서 모인 사람들끼리 밥도 같이 먹고, 마음을 나누며 친목을 도모하는 것이 결국에는 가장 높은 곳에 있는 가치가 아닐까 생각합니다. 그렇게 공부도 하고 정보를 나누면서 함께 어우러지는 그 모습이 이 동아리가 추구하는 모습이라고 자신있게 말씀드릴 수 있습니다. 물론 그렇게 친목을 중요하게 생각하는 동아리다보니, 공부 뿐 아니라 술잔을 기울이는 기회도 정말 다양하게 있습니다.(웃음)

정말 심플하면서도 확 와닿는 내용이네요. 이 동아리명인 “ROBUST”의 의미는 무엇이며, 어떤 활동들을 하고 있나요?

ROBUST라는 동아리명은 “원기 왕성한, 활발한, 팔팔한”과 같은 기운이 가득하다는 의미와, 기구나 로봇이 “튼튼하다, 단단하다”는 의미도 있습니다. 그리고 실질적으로 활동을 시작한 것이 2015년 부터라서, 특별하게 지금까지 어떤 활동을 해 왔다고 말씀드릴 수 있는 것이 없어요. 2015년의 활동은 봉사 활동도 했고, 신비차 경연대회, 로봇씨름대회와 같은 로봇 관련된 대회들에 참여하고 있습니다.

ROBUST 동아리원들이 프로젝트 준비를 열심히 한 흔적

방학 때는 어떻게 활동하고 계신가요?

방학 때는 보통 대회 준비를 합니다. 학기 중에 학교 공부와 대회 준비를 병행하기는 정말 힘들기 때문에, 대체로 방학 기간에 대회 참가 준비를 거의 끝내 놓고, 학기 중에는 완성된 작품에 대해서 지속적으로 보완하는 형태로 밖에 진행이 안되더라구요. 또 신입생이나 저학년들을 대상으로는 교육을 진행하고 있습니다. 주로 선배들이 각자 자신 있는 부분을 맡아서 교육해주고 있고, 이 외에도 기존에 해봤던 프로젝트에 맞게 그룹을 구성해 지속적인 세미나를 진행하는 등 아주 알찬 방학을 지내고 있습니다.

몇몇 학과를 제외하면 학교 전체가 한 개의 공과대학이라고 볼 수 있는데, 관련된 동아리도 많이 있나요? 그 중에서 ROBUST만의 장점은 무엇인가요?

아무래도 학교 전체가 이쪽 공부를 하는 학생들이 많다 보니, 그만큼 학교에도 동아리가 정말 많더라구요. 그 중에서 ROBUST는 가장 다양한 활동을 많이, 또 열정적으로 하고 있다고 말씀드릴 수 있습니다. 특히 멤버들 간에 사이도 돈독하고, 무엇보다도 어떤 프로젝트나 대회를 준비하더라도 정말 뜨거운 열정으로 똘똘 뭉쳐서 해낼 수 있는 동아리가 바로 저희 ROBUST입니다. 물론 제가 만든 동아리라서 이렇게 말씀드리는 것은 아닙니다.(웃음)
또 앞으로 대학원에 진학해서 전공 공부를 더 깊이 해보고 싶은 경우가 많은데, 이런 경우에는 동아리 활동을 통해 단순한 취미 활동을 넘어서 학과 공부에 플러스로 더 많은 경험을 쌓을 수도 있고 더 깊게 파고들 기회가 생기기 때문에, 현재 많은 학생들이 그렇듯 대학원 진학을 꿈꾼다면, 단연코 ROBUST 활동을 통해서 많은 도움을 받을 수 있다고 말씀드릴 수 있습니다.

현 시점에서 ROBUST의 주요 활동이나 중점적으로 다루고 있는 주제, 이슈는 어떤 것이 있나요?

지금은 차기 신비차 경연대회를 준비하고 있습니다. 2015년과 마찬가지로 2016년에도 여름에 대회가 열리는데, 2016년에도 당장은 가장 저희 동아리가 중점적으로 준비하는 대회가 될 것 같습니다. 또 주로 다른 대회는 그 이후인 9 ~ 11월에 몰려있기 때문에, 지금은 아무래도 신비차 대회가 가장 중요할 수 밖에 없기도 한 것 같아요.

다른 동아리들이 주로 “라인 트레이서”에 집중을 하는 모습과는 사뭇 다른데, 이유가 따로 있을까요?

사실 라인트레이서라는 것이 초보자들이 처음 접하기에는 아주 괜찮은 주제인 것 같아요. 배우기도 좋구요. 그런데 저희는 그 많은 동아리들이 모두 관심을 가지고 있는 부분도 좋지만, 저희가 어렵게 접근하고, 힘들게 알아가는 로봇들에 더 흥미를 가지는 것 같아요. 물론 라인트레이서를 포함한 다른 로봇들도 쉽지만은 않지만, 어렵고 규모도 있는 단체 참가형 로봇 만들기가 개인 참가형 로봇들보다는 더 구미가 당기는 것 같습니다. 특히 신비차 대회에는 대회 규모도 그렇고 로봇의 규모도 그렇고 보통 다른 대회가 4-5인이 1팀으로 구성되는 대회임에 반해, 9-10명이 1팀으로 구성되어 움직이게 되거든요. 뭔가 더 뿌듯한 것 같아요.

2015년 로보컵 대회에 참가했던 로봇

만드신 로봇들을 보면, 간단하게 부품들을 구매해서 조립하는 수준이 아니라 판재를 가공하는 등의 작업이 많이 들어간 것 같은데, 이것들은 상세하게 요청해서 가공된 제품을 구입해서 쓰시는 건가요??

아, 이 로봇들이 저희가 디자인, 모델링부터 자재를 구매해서 가공까지 직접 다 해서 만든 로봇들입니다. 저희 학교가 참 잘 되어있는 점이, 웬만한 판재 가공용 기기들이 다 구비가 되어있고, 이 기기들을 사용하는 데 있어서 어려운 점이 없이 편하게 사용할 수 있도록 되어있어요. 절곡기, CNC 머신이나 밀링 머신, 선반 머신과 레이저 커팅기, 워터젯도 있거든요. 프로젝트를 진행하는 데 있어서 LINC 사업단의 지원이나 이런 경제적인 지원도 잘 되고 있어서, 정말 공부와 연구, 프로젝트를 하는 것이 정말 수월해요. 시간 괜찮으시면 이따 한 번 보여드릴게요.

동아리를 직접 만드셨고, 이 동아리가 제대로 활동을 한 것이 2015년이 거의 처음이라고 하셨는데,
그 첫 활동들 중에서 아쉬웠던, 또는 부족했던 점은 없나요? 2015년을 마무리하면서 하시고 싶은 말씀은?

사실 다 아쉬웠어요. 신비차 대회는 정말 열심히, 또 힘들게 준비를 했고, 대회 전날 펜션을 잡아서 마지막 튜닝을 하는데 부품이 터져버려서 제대로 뛰어보지도 못하고 돌아온 기억도 있어요. 또 로봇 씨름 대회는 “상 받으러 가는 거다”라고 생각할 수도 있을 정도로 자신도 있었고 만반의 준비를 한 만큼 기대도 컸던 대회였거든요. 그런데 정작 대회에 가서는 저희가 룰을 제대로 숙지하지 못한 채 로봇을 만들었던 거라, 대회 직전에 저희가 박아 놓은 나사를 빼야만 하는, 그래서 대신 실리콘으로 고정해야 하는 문제가 생겨버렸어요. 그러다 보니까 초음파 센서를 잡아줄 수 있는 힘이 되지 않아 바로 깨져 버리더라구요. 2015년에는 처음이기도 하고 해서 정말 열심히 했고 긍정적인 생각도 많이 했는데, 너무 아쉬웠어요.
2016년에는 더 만반의 준비를 할 생각입니다.

시그마센터. 워터젯을 포함한 다양한 기구가 구비되어있고, 사용도 편리하다고 한다.

마치며..

무엇보다도 인상 깊었던 점은, 동아리의 분위기가 아주 밝고 활기찬 것이었다. 마냥 가볍게 들떠있는 것 보다는, 말 그대로 “친목을 목적으로 하는 로봇 취미 동아리”라는 것이 피부에 와 닿을 수 있을 정도로 전체적으로 친근하고 부드러웠다.
동아리 외적으로, 한국기술교육대에서 학생들을 위해서 시그마 센터에 꽤 풍족한 기구들을 구비해두었고, 특히 사용을 하는 데 있어서 간단한 서류 작성만 하면 사용할 수 있을 만큼 절차도 간편하다고 한다. 꽤 큰 규모에 한 번 놀랐고, 한국기술교육대의 정책에 한 번 더 놀랐다. 경제적으로도, 그리고 실질적으로도 학생들이 머릿속에 그리는 대로 만들어볼 수 있도록 풍족한 지원을 해주는 한국기술교육대와, 이런 지원을 잘 활용해서 공부하고 발전하고 있는 ROBUST가 앞으로도 더 발전하기를 진심으로 바라며 탐방기를 마친다.

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카멜레온 DIY LED 이야기 ①

WS2812B와 카멜레온 DIY LED

글 | 신상석 ssshin@jcnet.co.kr

카멜레온 DIY LED?

카멜레온 DIY LED라는 이름은 아마도 처음 들어보는 이름일 것이라 생각합니다. 왜냐하면 카멜레온 DIY LED라는 이름은 제이씨넷(http://www.jcnet.co.kr)에서 출시한 상품 이름이고 고유명사이기 때문입니다.
이름도 생소한데 이것 저것 설명하려면 답답할 수 있으므로 일단 생김새부터 눈으로 보고 이야기를 시작하도록 하는 것이 좋곘습니다.

위의 사진은 카멜레온 DIY LED 시리즈 중의 하나인 JLED-BAR-5 라는 모듈인데요. 길쭉한 PCB 판위에 5개의 네모난 부품이 얹혀 있는 형상입니다. 5개의 네모난 부품은 WS2812B라는 이름을 가지고 있는 컬러 LED로, 불이 켜지는 부분은 네모 형태 안쪽에 있는 동그라미 부분입니다.

조금 다른 모양의 카멜레온 DIY LED 하나만 더 보겠습니다.
이것의 이름은 JLED-SNOW-13입니다. 이쯤되면 약간 느낌이 오시지요? ‘내 눈에 콩깍지’라는 말처럼 혹시 저만 위 모듈이 ‘SNOW’로 보이는 것은 아니겠지요?
이름 풀이를 해 보면, ‘JLED’는 제이씨넷(JCNET)이 만든 LED라는 의미로 ‘JLED’, LED의 배치 모양이 눈(SNOW) 형상을 닮았으므로 ‘SNOW’, 사용된 LED의 총 개수가 13개 이므로 ‘13’, 이것을 차례로 합하면 ‘JLED-SNOW-13’이 되겠습니다.
내친김에, 카멜레온 DIY LED 이름도 어떻게 작명되었는지를 소개합니다. 아래 사진을 보시지요.

JLED-BAR-5와 JLED-SNOW- 12를 연결한 형태에 LED가 켜진 상태의 모습인데요. 알록달록 LED 불빛 색깔이 예쁘죠? 나무인 것도 같고, 뒤집으면 훈장 같기도 합니다. 카멜레온 DIY LED 모듈은 아두이노나 AVR모듈을 연결하여 프로그램해 주면 주인이 원하는 컬러와 동작을 아주 다양하게 연출할 수 있답니다.
이와 같이 카멜레온처럼 LED 색깔이 아주 환상적으로 자유롭게 변할 수 있으므로 ‘카멜레온’, JLED-BAR-5의 한쪽 끝과 JLED-SNOW-12가 서로 연결된 것처럼 다른 종류의 카멜레온 DIY LED를 연속해서, 쉽게, 내 멋대로 연결할 수 있기 때문에 ‘DIY’, 그리고, 당연히 LED이므로 ‘LED’, 이것을 합체하여 ‘카멜레온-DIY-LED’! 말 되나요?

내가 그의 이름을 불러주기 전에는
그는 다만 하나의 몸짓에 지나지 않았다.
내가 그의 이름을 불러주었을 때,
그는 나에게로 와서 꽃이 되었다.

예전에 읽은 기억이 있는 김춘수 시인의 ‘꽃’이라는 시에 나오는 구절인데요. 이것처럼 우리가 이름을 붙여주어서 새로운 생명(신상품) 카멜레온 DIY LED 시리즈가 탄생하였답니다.

처음으로 나온 신상품을 바라보고 있으면 오우~ 기분이 흐뭇해집니다. “대박! 나자~~~”
물론 약간의 걱정도 함께 있지요. “혹시 쪽박? ……”
사실 이 이름으로 확정되기 전에는 수 많은 이름 후보가 있었습니다.

판타지아, 프리즘, RGB, 내맘대로,
알라딘, 매직, 스케치, 지니, 지니어스….

이리 불러보고 저리 불러보고, 이렇게 조합해보고, 저렇게 합체해보고, 이리 찾아보고, 저리 찾아보고, 이 사람에게 물어보고, 저 사람에게 의견 구하고, 하다가 이 제품을 가장 잘 표현할 수 있는 것으로 결국 카멜레온-DIY-LED 이름이 선택되고, 세상에 나온 것입니다.
이미 똑같은 것, 비슷한 것이 많이 나와 있다구요? 으~ 정말이요?
비슷한 부분도 있겠지만, 단언컨데 카멜레온 DIY LED는 현재까지 나온 종류와는 상당 부분 다릅니다. 뭐가 다른지는 앞으로의 이야기에서 자연스럽게 아실 수가 있을 것이고… 여기서 이야기를 이어가기 위하여 간단한 퀴즈! 카멜레온 DIY LED에서 가장 중요한 것은 무엇일까요?
뭐 물어보나 마나 한 시시한 질문이지요?
LED!!! 예, 정답입니다. “단팥없는 찐빵”이 있을 수 없고, “고무줄 없는 팬츠”가 존재할 수 없는 것처럼 LED 없는 카멜레온 DIY LED는 상상할 수가 없겠습니다.

WS2812B와 이를 이용한 모듈

그렇다면 카멜레온-DIY-LED의 기반이 되는 LED의 정체는 무엇일까요? 아마도 몇몇 분들은 앞의 사진을 보시자마자 “척 보면 압니다!” 하셨을 것으로 압니다. 이 LED는 WS2812B라는 컬러 LED입니다.
2010년에 설립된 Worldsemi라는 중국 회사가 개발한 LED인데 내부에 LED를 제어하는 제어 로직이 함께 들어가 있는, 특허도 가지고 있는 약간은 독특한 기능과 형태를 가진 컬러 LED랍니다. 일반적인 컬러 LED는 R(Red), G(Green), B(Blue) 핀과 VCC 또는 GND 핀으로 이루어진 4핀 인터페이스 형태를 가지고 있지만, WS2812는 VCC, GND와 DIN(Data Input), DOUT(Data Output)의 4핀 인터페이스를 가지고 있고 정해진 프로토콜에 의하여 데이터를 전송받아 R, G, B의 컬러를 표현하는 한다는 점에서 일반 컬러 LED와 크게 구별됩니다.

WS2812	WS2812B

위에서 대강의 형태를 보았으니 이번에는 크게 확대해서 안을 조금 들여다 보겠습니다. 보는 김에 WS2812B의 초기버전인 WS2812도 함께 보시지요.
2가지 모두에서 동그라미 내부에 아주 작은 직사각형으로 보이는 것이 3개 있는데 이것이 R(Red), G(Green), B(Blue) 개별 LED이고 LED 반대편으로 꽤 크게 보이는 직사각형이 이들의 제어로직입니다.
WS2812는 출시된 지 얼마 되지 않아 효율성과 안정성이 강화된 WS2812B로 개량되었습니다. 핀 수도 6개에서 4개로 단순화되었고, 내부 로직도 더 효율적으로 개선되었으며, 무엇보다도, 전원의 (+)와 (-) 를 서로 바꾸어 연결해도 안전하도록 설계되었다고 합니다. 현재는 거의 WS2812B만 사용하므로 우리는 WS2812B만 조금 더 자세히 살펴보는 것으로 하겠습니다. 전체적인 특징부터 정리해 보지요.

WS2812B의 특징

● 제어로직 내장형 고휘도 컬러 LED
· 표현할 수 있는 컬러 : 1600만 가지 이상
· 낮에도 디스플레이 형상이 식별 가능한 고휘도
· 가로 x 세로 크기가 5mm X 5mm 인 5050 SMD(Surface Mounting Device) 패키지

● 직렬 연결 방식의 4핀 인터페이스
· 입력(DIN), 출력(DOUT) 핀 각 1개와 전원(VCC, GND) 2핀의 단순한 구조
· 앞 WS2812B 출력(DOUT)이 뒤 WS2812B 입력(DIN)으로 연결되는 직렬 연결 방식
· 연결 가능 최대 LED 개수 : Refresh 간격이 초당 30 프레임인 경우, 1024개 이상

● 다음 LED까지의 최대 간격 : 5m
· 단순하고 효율적인 데이터 처리 방식

● 데이터 전송 프로토콜 : NRZ(Non Return to Zero) 방식

● DIN 포트로 들어오는 24비트의 데이터를 취하여 이것을 내부 데이터 래치에 저장하고, 이후 들어오는 데이터는 DOUT 포트로 출력

● 연속적인 연결의 경우 하나의 WS2812B를 통과할 때마다 계속 24비트씩의 데이터가 감소하는 방식으로 무한대(?)의 WS2812B 연결 가능

간단히 이야기하면, WS2812B를 한 줄로 죽~ 내가 원하는 대로 엄청나게 많이 연결하면서, 각 LED 단위로 내가 원하는 컬러로(껐다 켰다 포함) 자유롭게 표현할 수 있다는 이야기입니다. 와우!!! 이거 잘만 하면 뭔가 기발한 것을 만들어 볼 수 있겠다는 생각이 들지 않나요?
세상에 나온 지 몇 년 되었으니 당연히 이것을 이용해서 이미 만들어진 것이 있겠지요. 확인해 보겠습니다.
해외에는 Adafruit(www.adafruit.com)라는 회사가 NeoPixel 이라는 브랜드명으로 여러가지 상품을 만들어 판매하고 있습니다. (디바이스마트에서도 현재 수입 판매 중!) 대표적인 것들만 몇 개 보겠습니다.

Flora : 1개짜리 개별 LED로 4 방향으로 각각 신호선을 납땜할 수 있는 형태 (VCC, GND, DIN, DOUT)	Stick – 8개 LED가 막대처럼 연속 연결된 형태, 신호 연결을 위한 패드는 뒷면에 있음
Stick  2개를 연속하여 연결한 모습으로 뒤로 제어기(예 : 아두이노)가 연결된 것이 보인다.	Stick의 뒷 모습으로 신호 연결을 위한 SMD 패드가 보이며, 여기에 전선을 연결하여 제어기(아두이노 등)와 연결하거나 다른 LED들을 연속하여 연결할 수 있다. 다른 제품들도 연결 방식은 모두 SMD 패드에 납땜하는 형태이다.
Jewel – 7개 LED로 구성되어 있으며, 뒤에 있는 제어기는 Adafruit의 Pro Trinket	Ring – 16개의 LED로 구성된 반지 모양의 모듈로 뒤쪽 제어기에 ARDUINO 글씨가 살짝 보인다.
Matrix – 64 LED로 구성된 도트매트릭스 형태로 환상적인 색깔이네요.	Ring 머리 장식이나 귀걸이, 목걸이, 팔찌 등의 응용도 됩니다.
Strip 형태. 많은 양의 LED를 연결할 때 사용되는 제품으로 가위로 필요한 만큼 잘라 쓸 수 있답니다.	strip 형태. 신발에 총천연색 발광이라~.
Strip 형태. 이런 응용도 가능하네요.

어쩌다 보니 NeoPixel 선전이 되어버린 것 같은데… 쩝! 어쨌든 응용범위가 넓은 것 같습니다. (나중에 아시겠지만 카멜레온 DIY LED는 응용 범위가 훨씬 더 넓습니다.) 시장이 작아서인지, Adafruit가 치고 나가서 엄두가 나지 않아서 인지는 잘 모르겠지만 해외에서도 Adafruit사 말고는 WS2812B 기반의 상품을 출시한 다른 회사는 거의 보이지 않습니다.
그럼, 국내는 어떤지 보겠습니다.
유일하게, N사에서 ‘R******시리즈’라고 이름을 붙여 아래와 같은 5개 제품을 출시하여 판매하고 있습니다. 형태는 NeoPixel의 일부 제품과 비슷한 것 같네요.
지금까지 WS2812B를 사용하여 만들어진 제품을 간략히 살펴보았습니다. NeoPixel은 국내에서는 디바이스마트가 국내 공식 파트너로 판매중이고, R******시리즈는 디바이스마트 등에서 판매가 되고 있습니다.

카멜레온 DIY LED 응용

자, 이제 다른 제품들에 대하여 알아보았으니, 카멜레온 DIY LED에 대하여 좀 더 자세하게 알아보겠습니다.
카멜레온 DIY LED 시리즈는 고휘도 WS2812B 컬러 LED를 여러개 조합하여 제작된 모듈이라는 점에서는 다른 제품들과 비슷하지만, 크게 2가지의 다음과 같은 다른 특장점을 가지고 있습니다.
첫째, 카멜레온 DIY LED는 점, 막대, 원호, 다각형 등의 기본 도형 및 별, 하트, 눈, 화살표 등의 예쁘고 친근한 형상을 기본 모듈로 가지고 있습니다.
둘째, 모든 모듈은 레고처럼 각 모듈끼리의 직접 연결을 통하여(납땜 불필요, 세계 최초!) 숫자나 문자, 도형은 물론 캐릭터나 동물 등 자신이 원하는 형상을 쉽고, 빠르고, 자유롭게 구현할 수 있습니다.
카멜레온 DIY LED 시리즈는 현재 아래와 같이, 막대(BAR) 그룹, 원호(ARC) 그룹, 방향전환자(DIR) 그룹, 도형(FIG) 그룹, 아이템(ITEM) 그룹, 연결자(CON) 그룹의 총 6개 그룹 48개 모듈과 모듈 연결에 필요한 케이블 2종을 포함하여 총 50개의 모듈로 구성됩니다.

카멜레온 DIY LED로 형상을 만들고 아두이노나 AVR 등의 마이크로콘트롤러를 연결하여 각 LED마다 색상과 밝기, ON/OFF 동작을 원하는 대로 프로그램하면, 그 응용은 아래 사진과 같이 다양한 분야, 다양한 용도로 무한하게 확장 가능합니다.

카멜레온 DIY LED의 가장 간단한 모듈 JLED-BAR-1을 아두이노(JARDUINO-UNO-BTmni)에 연결
카멜레온 DIY LED의 JLED-RING-12를 아두이노 UNO에 연결하여 색상환을 디스플레이
(좌) 카멜레온 DIY LED 다수개를 폼보드를 밑판으로 하여 회사명을 구현한 모습 (우) 아두이노를 연결하고 프로그램한 후 실행한 디스플레이
카멜레온 DIY LED를 밑판없이 연결자만을 이용하여 I Love(♥) U 형상을 구현
카멜레온 DIY LED인 해(JLED-RING-12), 달(JLED-MOON-11), 별(JLED-STAR-10)을 아크릴판에 고정
카멜레온 DIY LED를 조합하여 만든 장식용 안경
카멜레온 DIY LED로 꾸며본 고양이 얼굴
카멜레온 DIY LED의 모든 LED 모듈을 한 개씩만 사용하여 구성한 비상하는 용의 모습

이러한 카멜레온 DIY LED 모듈은 현재 디바이스마트(http://www.devicemart.co.kr)와 제이씨넷스토어팜(http://storefarm.naver.com/jcnet)등의 인터넷 쇼핑몰에서 판매가 되고 있으며, 전체적인 소개 동영상은 유투브 https://www.youtube.com/watch?v=OSUZdWhpAb8를 참조하시면 됩니다.

오늘은 세계 최초 레고타입 컬러 LED 모듈인 카멜레온 DIY LED 시리즈에 대하여 개략적으로 알아보았습니다. 다음 회에는 카멜레온 DIY LED 시리즈이 기반이 되는 WS2812B의 동작 원리에 대하여 자세히 알아보고, 이를 기반으로 한 카멜레온 DIY LED 모듈을 이용하여 12색상환 만들기에 도전해 보도록 하겠습니다.
다음 회에 건강하고 멋진 모습으로 다시 만나기를 기원합니다. 안녕히 계십시오.

업체탐방

전익성제이씨넷 대표

취재 | 이용동 책임기자 bluelyd@ntrex.co.kr

1년 동안 디바이스마트 매거진의 “너무 쉬운 아두이노 DIY” 코너를 통해 더욱 알찬 디바이스마트 매거진으로 만들어주신 신상석 제이씨넷 연구소장님과는 이메일로, 유선 상으로는 자주 연락을 주고 받았지만 실제로 뵙는 것은 이번 인터뷰가 처음이었다. ‘꼼꼼하고 친절한 강의를 써주시는 분은 어떤 분일까?’ 하는 호기심과, 2012년 2월에 출시된 JMOD-128-1 제품이 아직 까지도 절찬리에 판매 중이라는 사실에 ‘이런 제품을 기획하신 분은 어떤 분일까?’ 하는 호기심을 가지고 찾아간 제이씨넷의 대덕 테크노밸리 사무실은 생각보다 크지 않았지만 복잡하지 않고 여유를 머금고 있었다. 서두르지 않는 Slow-Food 같은 제품, 그리고 기업. 제이씨넷의 전익성 대표님과 신상석 연구소장님을 함께 만나보았다.

그럼 먼저 전익성 대표님과 이야기를 나눠보겠습니다.
디바이스마트 매거진 독자들께 인사 한 말씀 부탁드립니다.

전익성 대표님 : 안녕하세요, 디바이스마트 매거진 독자 여러분, 제이씨넷 전익성 대표입니다. 저희 제품을 애용해주시는 대학교수님들, 학생들, 일반인들도 많으실텐데, 이 자리를 빌어서 진심으로 감사의 말씀을 드립니다.

제이씨넷 전익성 대표님

최근에 새로 이사 오신 대전 대덕 테크노밸리 사무실은 어떤가요?

여기는 저희 협력/조력 업체들이 모여있는 곳이라, 그 전에 비해서는 저희가 제품을 출시하기 위한 과정에 필요한 캐드 작업, 테스트 작업 기타 다양한 방면에 있어서 훨씬 유리한 곳인 것 같습니다. 아무래도 일을 하는데 있어서 협력 업체들이 가까이 있다는 것은 엄청난 장점일 수 밖에 없다는 것을 이번에 제대로 느끼고 있습니다.

홈페이지를 보다보니, 2004년부터 10년 넘게 꾸준히
한국전자통신연구원, 한국원자력연구원과 같은 국가 연구기관의 용역을 진행하고 계십니다.
이렇게 꾸준하게 수주를 받고 계시는 비결은 어떤 것일까요?

일단은 예전에 연구소와 같이 개발을 한 경험이 있었는데, 그 당시에 신뢰를 잘 쌓았던 것 같아요. 처음의 기회에서 쌓은 신뢰가 이렇게 쭉 이어지고, 또 그 신뢰 관계를 통해서 점점 더 다양하고 많은 수주를 받을 수 있었던 것으로 보입니다. 실제로 2014년 이후로는 공공기관/연구소와의 관계가 조금 줄어들었는데, 그 전까지는 사실 타의반 자의반으로 그런 국가 연구소에 종속된 것처럼, 너무 연구소의 이런 저런 변화에 민감하게, 또 크게 영향을 받았었거든요. 그래서 최근에는 가능하면 그런 많은 변화 속에서도 저희 제이씨넷이 꾸준하게 성장을 하기 위해서는, 자체 제품을 통해 최소한 50% 이상의 자생력이 있어야 한다는 판단을 하게 되었고, 지금은 그런 노력을 지속적으로 하는 과정이라고 보시면 될 것 같습니다.

제이씨넷 제품을 개발하는 데 있어서, 무엇보다도 매뉴얼에 큰 공을 들이시는 것으로 보입니다.
다른 업체들에 비해서 매뉴얼의 분량이 방대한 편이고, 각각의 제품 간에 유기적인 관계가 돋보이거든요.
한 제품을 사용하면서 같이 사용하면 좋을 제품을 구비해 놓는다던가 하는 점은 정말 뛰어난 것 같습니다.
라인업을 구성하시는 전략이 아주 좋다고 생각되는데.

저희가 제품을 개발하는 데 있어서, 저도 그렇고 저희 연구소장님도 그렇고 ‘사용자의 입장’에서 많이 생각을 하다 보니 매뉴얼이 제품을 만드는 데 있어서 얼마나 중요한가에 대해서 크게 생각하고 있는 것 같습니다. 제품을 사용하는 사용자들이 꼭 전공자가 아닌 경우도 많고, 전공자라고 해도 이런 제품들을 처음 접하는 경우가 적지 않다는 생각이 있기에, 처음을 생각하는 마음에서 항상 매뉴얼에 공을 많이 들일 수 밖에 없는 것 같습니다.
그리고 첫 제품 라인업을 구축하는 데 정말 많이 힘들었습니다. 10개 미만의 제품들을 가지고 운영했는데, 이런 제품들을 이용하면서 이 제품으로 또 어떤 기능을 사용할 수 있을 지에 대한 고민도 많이 하고, 어떤 기능을 이용하기 위해서는 어떤 것이 필요한지 등에 대해서 고민을 정말 많이 했습니다. 제품을 만들 때도, 가격 경쟁을 위해서 동일한 기능으로만 만들지는 않습니다. 어떤 제품보다도 불편하지 않게, 편하게, 마음껏 활용할 수 있는 제품을 만드려고 고민하다 보니, 서로 연관된 제품으로 잘 이어져 나가는 것 같습니다.

이번에는 그럼 신상석 연구소장님께 질문을 드리겠습니다.
디바이스마트 매거진 독자들에게 “너무 쉬운 아두이노 DIY” 강의 코너는
2015년 최고의 인기 코너였습니다. 벌써 1년의 6강의가 모두 끝났는데, 연구소장님의 소감은 어떠신가요.

신상석 연구소장님 : 먼저 부족한 제 강의를 국내 최대 전자부품 쇼핑몰인 디바이스마트에서 매거진을 통해 실어주신 덕분에, 저희는 독자 곁에 가까이 가서 알려드릴 수 있어서 좋았고, 제이씨넷도 많은 분들께 회사를 알릴 수 있는 기회가 되어 정말 감사했습니다. 그리고 강의를 작성함에 있어서는 보고, 듣는 입장에서 많이 생각해보려고 노력을 했고, 그래서 2달에 한 번이고, 내용도 고난도의 기술을 필요로 하는 내용은 아니었지만 원고 작성에 심혈을 많이 기울이게 됐습니다. 무엇보다도 독자들께서 좋은 피드백을 주셔서 정말 뿌듯하고, 기분 좋은 작업이 되었습니다.

너무 쉬운 아두이노 DIY가 가장 좋았다는 애독자 엽서

제이씨넷은 대표님과 연구소장님께서 현재 카페 활동에 무척 많이 신경 쓰시는 것으로 보입니다.
다른 업체들에 비해 매우 활발한데요.

신상석 연구소장님 : 지금 저희 임베디드홀릭 카페(http://cafe.naver.com/lazydigital)는 완전히 실시간 생중계 방송같은 곳입니다. 저도 그렇고 대표님도 그렇고 카페를 가만히 두지를 못하고 있어요. 대표님이 특히 빨리 빨리 답변을 달아주시는데, 아무래도 머릿속에 있는 지식을 바로바로 꺼내시는 거라 답변에 시간이 오래 걸리는 것도 아니고 그런 지식의 공유 활동에 대해서 정말 적극적이시거든요.

전익성 대표님 : 사실 카페 활동은 저희 제품이랑은 상관없이, 2008년부터 우연히 알게된 ‘ㄷ’카페에서 정말 활발히 활동을 했고, 그 때부터 이어져 온 것이라고 보시면 됩니다. 당시에는 카페 활동을 원활하게 할 수 있는 상황이었기 때문에 정말 많이 활동했어요. 그러면서 사람들이 어떤 것을 궁금해 하는지, 어디서 어려움을 느끼는지, 어떤 사람들이 도움을 주는지 등 관심이 정말 많았고, 거의 중독되다시피 활동을 했어요. 지금 제가 운영을 하고 있는 카페에서 하는 활동보다도 훨씬 활발했죠. 저희가 제품을 만드는 것이 아니었기 때문에 편하게 활동할 수 있었거든요. 그런데 제품을 만들고 나니까 아무래도 제품을 추천해 달라는 글에 답을 하는 것도 상업적인 의도로 비칠 수 있는 등의 어려움이 있다 보니까, 조심스러울 수 밖에 없더라구요.
어쨌든 카페 활동이라는 것 자체가 일종의 ‘소통’이라고 생각하고, 지식을 전달하고 공유하는 그런 소소한 행동들이 누군가에게는 분명히 도움이 될 것이고, 그런 사람들의 감사인사를 받을 때의 기쁨은 많이 활동해 본 사람 중 한 명으로서 포기할 수 없는 보람이고 가치라고 생각합니다. 제가 열심히 글을 올리고 댓글을 달던 시기를 떠올리며 항상 열심히 하고 있는거죠.

개인적으로 가장 궁금한 것 한 가지. 일반적으로 많은 업체들이 신제품이 출시되면
그 제품이 인기를 얻기까지는 항상 시간을 필요로 합니다.
그런데 제이씨넷의 제품들은 신기하게도 기다렸다는 듯이 잘 팔리고 있거든요.
비결이 무엇이라고 생각하시나요?

이게 우연인지, 정말로 고객의 니즈를 잘 파악한 것인지에 대해서는 저희도 의문입니다. 나름 제품을 기획하고 만드는 데에는, 지금 무엇이 필요한지, 이런 제품이 시장에는 있는지, 있다면 그 제품에는 어떤 기능이 모자란 지에 대해서 항상 고민을 하면서 제품을 만들다보니, 다행히도 반응도 괜찮고 출시되고도 금방 반응이 오는 것 같기는 합니다. 사실 그렇다고 엄청 잘 팔리는 것은 아니지만요. (웃음)

제이씨넷의 베스트셀러, ATmega128 AVR 기본 모듈 : JMOD-128-1

최근에는 개발, 제작에서 더 나아가, 직접 수입/판매를 하시는 유통까지 하고 계신데요. 개발도 하시고 사이트 운영도 하시는 것이 만만치는 않을 것 같은데, 어떤가요?

사실상 저희가 만드는 제품도 아니고, 가격도 저희보다 훨씬 싼 업체도 많고, 또 하루가 다르게 새로운 업체들도 생기고 있어서 쉽지는 않습니다. 다만 그렇게 사이트를 만들게 된 이유는, 저희가 카페에 강좌를 만든다거나, 연구소장님이 강의를 하시는 데 있어서 배우는 분들이 필요한 부품이나 상품들을 여기저기 링크를 걸어드리고 하는 것이 아무래도 번거롭기도 하고, 그 분들에게도 배송비나 기타 부담이 워낙 많아서 저희가 만드는 제품이 가격적으로 부담스러울 수도 있기 때문에 현재로서는 저희 제품을 조금이나마 대체할 수 있는 저렴한 제품들을 알려드리거나 하는 용도로서 가장 의미있는 쇼핑몰이에요. 멀리 보면, 온라인 쇼핑몰이 아니라 그렇게 메이커들이 모여서 이것도 저것도 만들어볼 수 있고, 교육도 받을 수 있는 그런 오프라인 카페, 기술 카페를 한 번 만들어보고 싶어요. 그런 과정의 일환이라고 보셔도 될 것 같아요.

제이씨넷은 주로 ‘임베디드 시스템’과 ‘유·무선 통신 시스템’ 분야에서
꽤 오랜 시간 만족도 높은 제품을 선보였습니다. 앞으로 임베디드 시스템,
그리고 유·무선 통신 시스템 시장은 어떻게 보시나요?

시장이야 당연히 커질 것이라고 생각하지만, 그만큼 더 많은 업체들도 뛰어들고 생겨나고 할 것 같습니다. 저가 중국 제품들도 더 많이 들어올 것이라고 예상하구요. 그래서 시장이야 더 커질 것이라고 보지만, 시장이 성장하는 것보다 더 많은 업체가 있을 것이라서 아마 쉽지는 않을 거라고 봅니다. 이 분야 외에 다른 분야도 마찬가지로 경기가 좋지 않은 것처럼 아무래도 마냥 낙관하기는 어려울 것 같아요. 기본적인 부품들이 저가형 중국 제품으로도 대체 가능한 것도 많고 해서요. 그래서 저희는 우리 시장에서 활발하지 않고, 중국에도 없는 그런 분야를 시도해 보려고 합니다. 아직은 작은 시장, 충돌이 적은 시장으로 나아가 볼까 하고 준비 중입니다.

신제품 카멜레온 DIY LED를 활용한 미니 간판

그렇다면 제이씨넷의 주력인 임베디드와 유무선 통신을 제외한 다른 시장들 중에서,
혹시 앞으로 관심을 가지고 계신 시장은 어떤 분야인가요?

제가 자전거 타는 것을 좋아해서, 이 쪽 시장에 관심이 많습니다. 자전거들이 비싼 자전거는 지금도 정말 많은데, 자전거에 활용할 수 있는 적당한 악세사리는 많지 않은 것 같아요. 운동과 같이 사람이 실제로 활동을 하는 데 있어서 관련이 있는 시장이 아무래도 가장 관심이 가는 시장입니다. 물론 완전히 다른 시장은 아니라 저희가 가지고 있는 이런 기술들을 토대로 할 수 있는, 적용하고 발전시킬 수 있는 쪽으로 생각 중입니다. 일종의 ‘전자 악세사리’라고 보면 될 것 같습니다.

제이씨넷, 그리고 제이씨넷 제품의 가장 큰 장점이자 강점은 무엇가요?

다른 업체들도 물론 마찬가지일 수 있지만, 저희는 제품을 기획, 개발, 생산을 하는 것 외에도 “이 제품이 정말 필요한 제품인지”, “정말 실용성이 있는 제품인지” 등에 대한 고민을 가장 많이 합니다. 꼭 필요한 사람들에게, 꼭 필요한 제품이 되고자 하는 것이 저희가 가장 많이 고민하고 신경 쓰는 것이 결과적으로 좋은 제품을 만들게 되는 과정이고, 그런 과정을 꼭 거쳐서 만들고 있습니다. 또 100% 전수검사를 거쳐서 출고되고 있어 제품의 품질에 대해서도 자부심을 느끼고 있습니다.

제이씨넷의 신제품 소식이 궁금합니다.

이번에도 세상에 없는 것을 만들고자 하는데서 출발 한 제품입니다. 최근에는 영상의 시대라서, 아무래도 비주얼적인 면이 많이 강조가 될 수 밖에 없는데요, 현재 시장에 있는 제품들은 국내에서는 거의 없고, 해외 제품들 중에서는 ‘a사’의 제품들이 많이 나와있습니다. 그런데 그런 제품들을 사용하다 보면 제일 불편한 것이 바로 납땜 이더라구요. 사용을 하려면 납땝을 해야하고, 연결을 하는 것에도 납땜이 필요하거든요. 원하는 모양을 만드는 데도 한계가 있구요. 그래서 저희는 거기에서 착안해서 “레고타입”으로 만들어 봤습니다. 납땜을 하지 않고도 원하는 모양과 글자 등을 마음껏 만들어볼 수 있는 제품입니다. 저희도 기본 제품들을 50종류를 만들었지만, 이 제품들로 어떤 모양을 어떤 형태를 만들 수 있는지에 대해서는 전적으로 사용자들의 상상력에 달려있어요. 그래서 그런 무궁무진함에 가장 많은 기대를 걸고 있고, 그런 상상력을 뒷받침할 수 있도록 전원 공급과 같은 충분한 확장성을 제공할 수 있도록 잘 준비해서 출시하도록 하겠습니다.(3월 현재 출시 완료) 많이 기대해주시고, 많은 성원 부탁드립니다. 감사합니다.

제이씨넷의 신제품 ‘카멜레온 DIY LED’ 활용 예

마치며…

1년 간 아두이노 DIY 강의를 보며 느꼈던 꼼꼼함, 그리고 카페에 수없이 많이 달려있는 정성들이 제이씨넷의 제품에도 녹아있지는 않을까 하는 물음표를 가지고 시작했던 인터뷰는, 대화를 나누면 나눌수록 느낌표로 바뀌어갔다. 제품을 사용하는 사람의 입장에서 만들어진 제이씨넷의 제품들과 제이씨넷이 쭉쭉 뻗어나갈 수 있기를 바라며 제이씨넷 탐방기를 마친다.

2015 ICT 융합 프로젝트 공모전 우수상

추측항법 모형 자동차

글 | 아주대학교 송광근, 단국대학교 이주명, 구동균, 경희대학교 노한민

심사평

위드로봇 자율 주행 자동차에 대한 관심이 증대되는 관점에서 DR 기술을 학부생이 직접 구현하여 작품으로 제출한 점을 높이 평가합니다. 특히 사용자의 입력을 받아 차량이 움직일 수 있는 궤적으로 바꿔 주행하는 데모 동영상은 매우 인상적입니다. 반면 핵심 기술인 DR에서 sensor drift 현상을 어떻게 해결했는지의 설명이 부족하여, 최소 1~2분 동작했을 때 어떤 현상이 발생할지 궁금합니다. 만일 센서 드리트프 현상까지도 어느 정도 해결했다면 매우 훌륭한 결과이며, 그렇지 않다면 이 내용을 좀 더 보강하면 훌륭한 작품이 될 것으로 생각합니다.

칩센 주로 선박에서 사용하는 추측항법 기술을 자동차에 접목시킨 아이디어로 시대의 흐름과도 어느 정도 일치하는 면도 있고 시제품 완성도도 높아 매우 좋게 평가된다. 특히 장점으로는 스마트폰을 사용해 원하는 길을 그리면 자동으로 주행하는 등의 기능은 우수한 기능이라고 볼 수 있다. 아쉬운 점은 사용자가 접근 가능한 CCTV(카메라) 등이 존재하는 곳에만 적용 가능하도록 구성되어 있고 ‘자동’이라는 특수한 상황에 따른 이벤트 감지센서, 알람 등이 고려해야 할 부분이라고 본다.

뉴티씨 GPS를 대체하는 방법은 여러가지가 있겠지만, 이미 있는 자원을 이용하여 자율 주행을 수행한다는 점에서 플러스 점수를 주고 싶다. 또한 서버 형태로 구현되어 큰 단가 절감을 실현한 것이 또 하나의 플러스 요인이다.

펌테크 창의성이 돋보이는 출품작으로 생각된다. 핵심기술인 카메라 영상데이터를 자동차의 실제 주행 궤적경로에 적합한 데이터로 변경하여 적용하는 과정이 인상적이며, 출품자가 유튜브에 올린 출품작 관련 동작관련 동영상을 통해 일정부분 이 기술을 실제 반영한 내용을 확인할 수 있었다.

작품개요
미래 사회가 점점 자동화 되어가는 시기에 신체가 불편한 사람을 위해 자동항법 기술의 필요성이 증가하고 있다. 하지만 터널이나 건물 지하에서 수신이 잘 되지 않는 GPS기술의 단점을 보완하기 위한 기술이 필요하다고 판단하였다. 이러한 기술을 구현하기 위해, 전국에 CCTV의 개수가 수백만 대 이상인 점을 이용하여 카메라 영상을 통한 자동차 자동항법을 보완하기로 결정하였다. 이미 구글 및 현대모비스를 비롯한 국내외 대기업에서 무인자동차 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 트랜드에 맞추어 GPS를 대신할 수 있는 추측항법을 사용하여 무인 자율주행 모형차를 제작하게 되었다.

작품설명
주요 동작 및 특징
프로젝트 작품설명

본 프로젝트는 주차장에 주차되어 있는 사용자의 자동차를 자신의 앞까지 이동시킬 수 있다면 좋겠다는 생각에 어플리케이션을 통해 카메라영상에 접속하고 카메라영상 속의 모형자동차를 원하는 경로로 이동시키는 프로젝트를 진행하게 되었다.
프로젝트로 제작한 자율주행 모형자동차의 작동 원리는 크게 2가지로 나누어 볼 수 있다.
첫째, 추측 항법(Dead reckoning)이다. 이는 GPS와 같은 위치를 알려주는 일체의 센서없이 스스로 자신의 위치를 계산할 수 있는 방법이다. 이 추측항법의 장점은 고가의 센서 없이 자율주행이 가능하다는 점에서 비용절감의 효과를 기대할 수 있다는 점이다.
둘째, cubic Bezier curve이다. 이는 사용자가 그린 경로를 모형 자동차가 주행 가능한 곡선의 형태로 변경해주는 기술이다. 주행경로가 수직이 될 경우, 모형자동차의 최대 조향각 제한으로 인하여 모형 자동차는 주행할 수 없게 된다. 이러한 점을 극복하기 위해서 주행경로를 곡선으로 생성하고, 서보제어를 통해 모형자동차가 자율주행하게 된다.

추측 항법(Dead reckoning)
추측 항법은 운동 모델 중 Kinematic model을 이용하여 계산하였다. 추측 항법 계산은 모형자동차의 속도(v), 축간거리(L), 차량의 진행방향(ψ), 차량의 진행방향으로부터 서보제어 각도(δ) 값을 이용한다.
다음과 같은 계산으로 현재 위치 x, y값을 계산할 수 있다.

주행경로 생성(cubic Bezier curve)

cubic Bezier curve 계산은 경로 생성에 필요한 5가지의 점 P0, P1, P2, P3, P4을 사용한다. 다음과 같이 스마트폰에 U자 주행 궤적(빨간색 선)을 그렸다고 가정하자. 빨간색으로 그린 주행경로는 10cm 단위로 점(파란색점)을 생성한 후, 점의 좌표들을 MCU로 전송하게 된다. 전송된 좌표들은 모형자동차가 주행해야되는 지점인 웨이포인트가 된다.

위 그림에서 모형자동차의 현재위치(P0), 현재 위치로부터 다음 웨이포인트(P3), P3로 부터 다음 웨이포인트(P4), P0와 P3사이의 두 점 P1, P2, 현재 위치의 방향 yaw0, P3에서 P4을 바라보는 방향 yaw3을 이용하여 다음과 같이 cubic Bezier curve을 계산할 수 있다.

c = 3 * ( P1 – P0)
b = 3 * ( P2 – P1)
a = P3 – P0 – b – c
주행 궤적 = a · t3 + b · t2 + c · t + P0

서보제어

서보제어를 통해 모형 자동차가 주행 궤적을 따라 주행하도록 해야 한다. 서보제어는 모형자동차의 진행 방향에 따라 일정한 거리(Preview distance)의 지점에서 주행 궤적까지의 거리(epath)를 계산하고 epath값을 0으로 줄이도록 서보를 제어하면 된다.
모형자동차가 주행궤적에 따라 주행하게 되면 서보가 미세하게 떨리는 것을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 epath값이 완전히 0으로 수렴하지 못하거나 주행 궤적이 급격하게 변화하는 부분에서 발생한다. 이러한 현상을 줄이기 위해서 저역통과 필터(LPF)를 사용하였다.

저역통과 필터(Low-Pass Filter)
저역통과 필터를 사용하는 이유는 급격한 변화 및 미세한 떨림을 줄일 수 있기 때문이다. 저역통과필터를 MCU에 사용하기 위해 코드형태로 변환하는 과정은 Tusin’s method를 사용하였다.

서보 제어 각도 Plot

※ 저역통과 필터 사용으로 인하여 서보제어의 미세한 떨림 및 급격한 변화가 줄어든 효과를 확인할 수 있다. 또한 서보제어의 빠른 동작을위하여 PI 제어기를 설계하였다.

PI Controller
PI 제어기를 사용하는 이유는 빠른 서보제어를 통하여 주행 궤적에 대한 epath의 값을 효과적으로 줄이기 위해서이다. PI 제어기 역시 MCU에 사용하기 위해 코드형태로 변환하는 과정은 Tusin’s method를 사용하여 Discrete PI controller를 설계하였다.

※ PI 제어기 사용으로, 오버슈트는 약간 발생하였지만 Rising time 및 Settling time이 현저히 줄어든 효과를 확인할 수 있으며 에러 값(epath)이 0에 가깝게 수렴하는 것을 확인할 수 있다.

Simulation Program
설계한 모형자동차가 올바르게 동작하는 것을 확인하기 위하여 MATLAB Simulink를 이용하여 시뮬레이션 프로그램을 설계하였다. 시뮬레이션을 통해 성능이 검증된 후 MCU에 설계한 코드를 옮겨 프로젝트를 완료하였다.

전체 시뮬레이션 프로그램 구성도

매트랩을 통한 시뮬레이션

※ 시뮬레이션을 통해 주행경로 생성, 조향 제어각도 확인, 조향 방향, 조향각에 따른 속도 감속 등의 동작을 확인할 수 있다.

전체 시스템 구성
프로젝트 구성도

System Architecture

Hardware Architecture

Software Architecture

Dead Reckoning

cubic Bezier curve

주행 알고리즘

개발 환경
개발 언어
· C 언어
· Java

Tool
· CodeVisionAVR C Compiler
· Eclipse IDE for Java EE Developers
· MATLAB 2014

시스템
· Dead reckoning (추측항법)
※ Kinematic model을 이용한 현재 위치계산
· Cubic bezier curve를 이용한 자동차가 운행 가능한 궤적 생성
· PI 제어
· Low-Pass filter

단계별 제작 과정

RC카는 시중에 판매하는 Xray사의 모델인 m18을 사용하여 제작하였다. RC카 위에 PCB판을 올려 기본적인 틀을 구성하고 PCB는 다이폴을 이용하여 나사로 고정하였다.

Atmega128을 사용하기 위해 LM7805 레귤레이터와 커패시터 2개(330uF, 100uF)를 이용한 5V 전원부를 제작하였다. 또한 블루투스 (ESD200) 연결을 위해서는 3.3V로 전압 다운이 필요하여, LM1117과 커패시터 2개(100uF, 10uF)를 이용해 제작하였다.

ATmega128과 전원부, 블루투스를 연결한 모습으로 USBISP(Version 3.5)로 다운로드를 받기 위한 핀과 시리얼 통신을 위한 핀과 DC모터 구동을 위한 핀 연결을 한다.

파워 서플라이를 통해 전원을 인가하여 전원부의 동작상태와 Atme ga128의 정상 동작여부를 확인하고 테스터기를 통해 안정동작 범위인지 테스트한다.

Xray사의 m18에 기본 장착 서보모터를 이용한 서보모터 제작 과정.
PWM을 사용하여 기본 0도 조정부터, 최대각도를 테스트하여 안정적으로 제어 가능한 한계 각이 35도라고 판단.

AM-DC-2D 모터드라이버를 이용한 DC모터의 연결 및 PCB에서의 위치 구성을 완료.

B포트를 사용하여 PWM을 이용한 DC모터 제어를 하였고, 모터드라이버의 데이터시트에서 1번이 PWM연결, 2번이 회전방향, 3번이 Enable임을 확인하여 Atmega128과 연결.

우선 1차적인 하드웨어를 완성하였고, 테스트를 통해 정상 동작 여부와 전압 전류를 테스터기를 통해 체크.

파워서플라이를 연결하여 모터의 회전속도와 서보모터의 방향제어 (왼쪽 35도부터 오른쪽 35도까지)를 실시.

글로벌 카메라를 천장에 설치하여 바닥까지 연장을 하기 위해 USB연장선 3M 2개를 이용하여 노트북과 연결. 노트북에서 자바와 아파치 서버를 통해 서버의 역할을 구성.

자율주행자동차가 주행을 하기위한 궤적이 필요하므로, Geogbra 라는 수학 그래프 편집 프로그램을 이용하여, 다양한 궤적들을 실제 거리에 맞추어 제작.

Matlab 프로그램을 이용해, 시뮬레이션을 돌려 제작한 코드에 맞추어 궤적을 생성한 주행이 제대로 이루어지는지를 테스트하여 소스를 수정.

시뮬레이션을 마친 후 궤적에 따라 실제로 자율주행자동차를 테스트하는 과정. 배터리를 아직 달지 않고, 파워서플라이를 이용하여 테스트.

테스트 과정에서 모터 토크가 부족한 것을 체크하여, 토크가 강한 감속기어가 달린 DC모터로 교체하여 하드웨어를 구성.

모든 테스트들을 해보며, 파워서플라이의 선이 필요없도록 배터리 장착이 필요함을 인식하여, 배터리 장착 후에도 안정적인 속도를 얻기 위한 12V 전원부를 제작. LM2576과 커패시터 2개(100uF, 1000uF), 인덕터(100uH), 다이오드(1N5822)를 이용하여 제작.

최종적으로 7V Lipo배터리를 직렬로 연결하여 14V 배터리를 무게 중심에 최대한 맞추어 연결하고, 12V 전원부를 부착한 최종형태의 하드웨어 제작.

카메라 영상을 이용해 노트북에서 서버 역할을 하고, 어플을 통해 자율주행 자동차가 주행할 경로를 그리면, 그에 따라 자동차가 주행하며, 주행경로를 어플로 표시해주는 모습.

프로젝트 영상

https://www.youtube.com/watch?v=g5Gi0Laz5cM&feature=youtu.be

회로도

참고문헌
· 조규상, 2002, “Bezier 곡선을 이용한 이륜 구동 로봇의 경로 생성”, 『대한전기학회』, 10-12
· 이상훈 외 2명, 2011, “교차로에서의 자율주행을 위한 베지어 곡선 기반 경로 계획”, 『한국정밀공학회』, P381-382
· Hye Ri Park, 2009, “A Dead Reckoning Sensor System and a Tracking Algorithm for Mobile Robot”, 『ICROS-SICE』, P18-21

반도체, LED 산업의 미래를 한 눈에 본다!

SEMICON KOREA 2016 &

LED KOREA 2016

글 | 이용동 책임기자 bluelyd@ntrex.co.kr

첨단 반도체 산업의 현주소를 한 눈에 볼 수 있는 국내 최대 규모의 반도체 제조기술전시회인 세미콘코리아 2016(SEMICON Korea 2016, 이하 SEMICON 2016)가 삼성전자, SK하이닉스, 동부하이텍, 도쿄일렉트론, 동진세미켐 등의 후원과 국제반도체장비재료협회(SEMI)의 주최로 2016년 1월 27일부터 29일까지 서울 삼성동 코엑스 1, 3층 A, B, C, D 홀에서 개최되었다. 29회 째를 맞은 이번 행사는 “Connect to the Future, Markets, Technology, and People”을 주제로 전 세계 반도체 장비 재료 산업을 선도하는 20개국 530개 이상 업체가 역대 최대 규모인 1,870개 부스 규모로 참여해 마이크로 전자 분야의 최신 공정기술, 장비, 재료 등을 선보였다. 전시 기간 3일간 총 39,378명(2015년 34,921명)의 반도체 분야 종사자들이 참관하여 그 규모가 상당했음을 알 수 있었다.
국제반도체장비재료협회(SEMI)는 같은 기간 동안 LED KOREA 2016도 함께 개최했다. LED 코리아는 올해로 10회 째를 맞는 행사로, LED 칩의 제조 및 응용과 관련된 최신 기술, 장비 등을 접할 수 있는 기회가 되었다.

두 전시회는 삼성동 코엑스의 1, 3층 전시홀들을 모두 사용할 만큼 엄청난 규모의 전시회였는데, LED KOREA 2016(이하 LED 2016)은 비교적 그 규모가 그리 크지 않았고, 두 전시회 사이에 경계가 확실하지 않아 어디서 LED 2016과 SEMICON 2016의 전시회가 나뉘어졌는지는 업체와 제품을 보고 알게 되곤하였다. 기자는 LED KOREA 2016으로 관람을 시작하였으나, 어느새 SEMICON 2016을 보고 있었고, 어느새 다시 LED 2016을 관람하고 있는 신기한 경험을 할 수 있었다.

가장 먼저 방문한 곳은 ‘라이카코리아(대표 박철세, www.leica-microsystems.co.kr)의 LED 2016 부스였다. 라이카코리아는 광학 현미경, 수술용 현미경, 디지털 현미경 등 다양한 종류의 현미경 제품들을 선보였고, 특히 이번 전시회에서는 디지털 현미경인 ‘Leica DVM6’ 라는 신제품이 눈길을 끌었다. 이 제품은 16:1 줌 범위로 배율 간의 전환이 빠르고, 2350x 배율로 동일한 현미경에서 0.4um까지 디테일을 보여주는 제품이다. 특히 수동식과 모터식 두가지 버전이 있으며, 모터식 버전은 수동/자동 모두 가능한 하이브리드형 시스템으로 빠른 초점 조절을 위해 수동으로도 작동이 가능한 것이 특징이다. 이런 전문 현미경 제품들은 전문가에게만 초점이 맞춰져 있기 때문에 초보자가 사용하기에는 어려운 것이 일반적이지만, 이 제품은 손쉽게 대물렌즈를 교체할 수 있으며 초점을 유지하면서 한 손으로 틸팅 기능을 작동할 수 있고, 관심 영역에 원 샷 또는 지속적인 오토포커스 중에서 원하는 형태의 포커스 옵션을 선택해서 사용할 수 있는 등 사용상의 편리함과 디테일한 전문성까지 모두 갖춘 제품이라고 업체는 소개했다.

한국훼스토(주)(대표 박성호, www.festo.com)는 총 7종의 Dynamic Display, 특히 전자 산업에 적합한 어플리케이션과 솔루션들을 시연했다. 매우 좁은 작업 공간에서 이송을 포함한 여러 가지 공정을 수행하는데 최적의 솔루션이자, 특히 전자 및 소형 부품 조립 산업의 생산 공정 또는 조립, 테스트 공정에 적합한 제품인 평면형 X-Y 갠트리 EXCM-30, 진공 상태에서 안전하고 신속한 패널의 이송 작업을 가능하게 해주는 EMMS-70, CMMP-AS 제품도 함께 전시했다. 또한 EXCM 대비 보다 넓은 영역에서 작업 가능한 전동 평면 X-Y 갠트리 모듈인 EXCH와, 수직 전용 가이드 전동 축인 EGSL을 이용하여 보다 안전하고 신뢰도 높은 배터리 셀 조립 공정을 구현하기 위한 H-갠트리 EXCH-40 제품도 함께 시연했다.

(주)엘퓨젼옵틱스(대표 박진준, www.lfoptics.com)부스에는 다양한 광학 검사/개발용 기기 및 렌즈들이 전시되었다. 근거리 물체가 원거리 물체보다 크게 보이는 원근법이 발생하지 않도록 설계된 Telecentric Lens 제품군은 일정한 범위 안에 있을 때 크기의 변화가 일어나지 않는 제품들로 구성되어 있다. DOF(심도) 내에서 배율 변화가 없고 낮은 왜곡, 높은 이미지 해상도 및 Perspective error 제거 기능 등의 특징을 지니고 있으며 Machine Vision, Metrology 등의 고정밀 계측 애플리케이션과 같은 정밀 측정 작업에 적용되는 제품들이 가장 전면에 전시되어 있었다. 또한 Line 이미지를 Frame 별로 인식하여 영상을 획득하는 방식을 통해서 물체의 이동, 회전, 카메라의 이동과 같이 움직이는 검사 조건에 적합한 Line Scan Lens 제품군과 공간적인 제약이 있는 시스템에서 주로 사용되는 Conventional Lens 제품군 등 축적된 기술과 노하우를 바탕으로 다양한 고객들의 다채로운 수요를 충족시킬 수 있는 폭넓은 제품 라인업을 자랑했다.

(주)비앤비옵토(대표 김부원, www.bnbopto.co.kr)는 다양한 광원(光源, Light Source) 제품군을 선보였다. 특히 고휘도 LED Light Source인 LED Illuminator 250 제품과, LED Engine 250 제품은 업체 부스의 가장 메인 위치에서 전시 중이었다. Illuminator 250은 1,850lumens의 밝기와 15,000~20,000 시간의 수명을 자랑하는 제품으로, 100watts 이하에서도 작동이 가능할 만큼 에너지 효율이 뛰어나고, 수평의 공기 기류를 만드는 저소음의 Speed Fan을 장착해서 상당히 조용하며, 열을 모니터링하기 위한 온도센서도 장착되어 높은 편리성을 제공한다. 또한 Ethernet, RS-232C, RS-485 통신 모두가 가능해 이를 통해 전원 및 밝기 제어(8Bit)가 가능한 제품이다. 이 외에도 업체는 UV LED 경화기 등 다양한 제품을 선보여 많은 관람객들의 관심을 이끌어 냈다.

등방성 흑연 분야 세계 시장점유율 1위 기업인 토요탄소(대표 Zhan Guobin, www.toyotanso-korea.co.kr)는 이번 LED KOREA 2016에 탄소를 활용한 다양한 제품을 선보였다. 탄소 재료의 강도, 내열충격성의 향상을 목적으로 고강도 탄소섬유로 보강된 탄소 복합재료인 C/C 복합재와, 전용으로 개발한 고순도 등방성 흑연 기재에 토요탄소만의 독자적인 CVD법으로 치밀한 TaC막을 피복한 제품인 Evered KOTE 제품, 그리고 마찬가지로 CVD법으로 고순도 SiC막을 고순도 등방성 흑연 기재에 피복한 Perma KOTE 제품 등의 흑연 가공 제품을 선보였다. 이 외에도 독자적인 제조 기술에 의해 개발한 가용성 흑연 시트인 Perma-FOIL 제품군을 활용한 가스켓, 일반 산업용 패킹, 방열재, 균열재 등 다양한 방면의 활용 제품을 전시해 토요탄소만의 기술력을 한껏 뽐내고 있었다. 복잡하지 않으면서도 다양한 제품군을 모두 보여줄 수 있는 블랙&화이트로 꾸며진 세련된 부스와 전시 기법도 한눈에 들어왔다.

최근 톰슨로이터가 발표한 ‘2015 글로벌 100대 혁신기업’ 리스트에 애플, 마이크로소프트, 삼성전자, LG전자 등의 국내외 기업들과 더불어 리스트에 이름을 올린 야스카와전기(대표 후지키 신이치, www.yaskawa.co.kr)는 PLC와 모션 컨트롤, 서보 토탈 솔루션을 선보였다. 다양한 제품군 중에서도 특히 Sigma-7 시리즈 서보 드라이브 제품군과 리니어 제품군, DD모터 등을 선보이면서, 반도체 및 디스플레이 등 모션 분야에서 필요로 하는 토탈 솔루션을 공급할 수 있는 강화된 야스카와전기의 위상을 홍보하기 위해 힘썼다. 모터 드라이브를 포함한 서보모터 등과 같은 모션 컨트롤 분야에 대한 전시는 주로 로봇팔 및 기계 작동을 통해서 이루어졌으며, 이 외에도 야스카와전기의 부스는 이번 전시회에서 텍스트 설명과 제품이 잘 어우러져 마치 인터넷 쇼핑몰을 보는 듯한 깔끔한 레이아웃에 실제 제품들을 곳곳에 배치하여 제품뿐 아니라 야스카와전기의 광범위한 사업영역과 각 제품의 전문성, 다양한 선택의 폭을 모두 보여주었다.

모터 솔루션 전문 유통업체 (주)모터114(www.imsall.co.kr)는 이번 전시회에서 서보모터, AC모터, DC모터, BLDC모터, 감속기 등 다양한 모터들을 선보였다. 특히 드라이버 일체형 스텝모터의 세계적인 메이커인 슈나이더 일렉트릭 모션의 IMS 일체형 스텝모터의 국내 총판으로서 슈나이더 일렉트릭 모션의 LDM42, LDM52 등의 다양한 제품들과 이더넷 컨트롤러가 장착된 스텝퍼 모터 리니어 액츄에이터 등의 다양한 상품군을 구비하여 모터에 관심이 있는 관객들의 이목을 끌었다.

20여 년 간 가스레귤레이터만 취급하며 신기술 연구와 개발을 바탕으로 다수의 특허를 확보하며 기술력을 인정받은 가스레귤레이터 전문기업 (주)드라스타(대표 윤승찬, www.drastar.co.kr)는 다양한 산업에 적용되는 가스 레귤레이터 제품군을 대거 전시하며 높은 기술력을 자랑했다. 특히 LED 및 반도체 생산라인에 적용되는 VCR 타입은 참관객들의 높은 관심을 모았다. 또한 이미 공작기계 업계에서 호평을 받고 있는 ‘일체형 절삭유 정제장치’는 머시닝센터, CNC 선반 가동 시 발생하는 폐유와 이로 인해 발생하는 악취를 효과적으로 처리할 수 있는 장비로, 미세 이물질 제거와 탁도 및 기름을 정제하여 절삭 공구의 마모를 줄여줌으로써 절삭 공구의 수명 연장은 물론 작업 환경 개선에도 기여하고 있는 제품으로 이번 전시회에서도 큰 인기를 끌었다.

신한다이아몬드공업(주)(대표 김신경, 송병의, www.shinhandia.co.kr)는 매년 이 전시회에 참여하고 있는 대표적인 기업이다. 이번 전시회에서는 블랙/오렌지의 강렬하면서도 깔끔한 부스로 관람객들의 눈길을 사로잡았고, 부스 형태 역시 계단을 통해 진입할 수 있도록 2개의 층으로 구성되어 어떤 다른 부스들 보다 눈에 들어왔으며, 때문에 기자의 기억 속에도 인상 깊게 남아있었다. 이번 전시회에서는 강한 절삭력이 필요한 거대한 건설 현장부터 마이크로미터 단위의 섬세함을 요하는 첨단 산업까지 없어서는 안 될 산업의 칼, 다이아몬드공구를 크기와 용도별로 나누어 전시하고 있었다. 특히 세계 최초의 다이아몬드 배열 제품으로 절삭 속도가 빠르고 효과가 출중하여 기타 다이아몬드공구보다 안정적이고 긴 수명을 가지는 ARIX 제품군을 전시장 전면에 내세웠다. 신한다이아몬드공업 관계자는 이번 전시회를 통해서 신제품을 전시하거나 새로운 고객의 유치보다는 기존 고객들의 방문이 대부분이기 때문에 평소에 갖기 어려웠던 편안한 분위기에서 각 업체들과의 관계 유지 및 개선에 가장 큰 중점을 두고 있었으며, 앞으로 신한다이아몬드공업이 준비해야 할 방향 설정 및 고객의 Needs를 파악해서 미래를 대비하기 위한 자리라고 설명했다. 2층에 마련된 자리 역시, 업체들과의 미팅을 위한 자리였고 다른 부스들이 한눈에 내려다 보이는 위치라서 더욱 좋은 분위기로 밝게 이야기를 나눌 수 있는 장점도 있더라고 덧붙였다.

한국지멘스㈜(대표 김종갑, www.siemens.co.kr)은 올해로 5회 연속 세미콘 코리아에 참가했으며, 이번 전시회에서는 ‘스마트 제조업으로 가는 길(Leading the way to Smart Manufacturing)’을 주제로 반도체 산업을 위한 안정적이고 효율적인 자동화 솔루션을 선보였다. 특히 플랜트 설계 및 운영, 유지보수를 위한 COMOS 솔루션, 반도체 장비 설계를 위한 3D 설계 전문 솔루션, 생산 라인이 최적화된 상태 인지를 사전에 검증할 수 있는 플랜트 시뮬레이션(Plant Simulation)을 통해 지멘스의 앞선 기술력과 축적된 레퍼런스를 소개했다. 게다가 최근 미국 시뮬레이션 소프트웨어 업체인 씨디어댑코(CD-adapco)를 9억 7000만 달러(한화 약 1조 1615억원)에 인수하게 되어, 지멘스의 디지털 팩토리 부분에 통합될 예정이다. 디지털 비즈니스 분야의 성장성 강화를 위한 이번 인수를 통해 앞으로 기업용 소프트웨어 분야의 포트폴리오를 확장해 나갈 수 있게 됐다.

전 세계 열화상 카메라 시장 점유율 1위인 열화상 전문기업 플리어 시스템 한국지사(FLIR System Korea, 한국 지사장 이해동, www.flir.com)는 이번 전시회를 통해 전기 전자 및 반도체 산업의 연구개발용으로 이상적인 HD급(1280X720) MWIR 카메라인 A8300sc 시리즈를 처음 선보였다. 또한 산업 전반의 다양한 분야에 사용될 수 있는 640X480 화소 LWIR 휴대형 카메라인 T650sc와, 경제적인 가격(965,000원, VAT별도)으로 전기, 기계, 건축, 시설물의 온도 이상 유무를 즉각적으로 판단하기 위해 개발된 C2를 함께 소개했다. 특히 C2는 포켓 사이즈의 크기로 휴대가 간편하고, FLIR사의 최신 이미징 MSX 기술 탑재로 보다 선명한 화질을 제공해 눈길을 끌었다. 최근 다양한 산업 현장에서 열화상 카메라를 활용하고 있는데, 특히 화재 감지 등의 안전에 특화된 분야 및 환경 개선 장비로 많이 사용되고 있다고 업체 관계자는 밝혔다.

한국내쇼날인스트루먼트(대표 Gokhale Ajit Vasant, 알렉산더엠데이번, www.ni.com/korea, 이하 한국NI)는 이번 전시회에서 테스트 비용을 절감할 수 있는 반도체 개발·검증·테스트·양산 통합 솔루션과 데모, 그리고 다양한 타입의 계측기 제품들을 선보였다. 특히 반도체 테스트 비용을 절감할 수 있는 솔루션 중의 하나인 NI STS(Semiconductor Test System)는 반도체 양산 환경에서 사용할 수 있고, 기존의 대형 ATE 보다 작은 작업 공간에서 사용 가능하며 전력 소모량과 유지 보수 노력이 줄어들기 때문에 테스트 비용을 절약할 수 있다는 장점이 있다. 또한 비용 최적화된 고성능 테스트가 가능하기에 최근 이슈가 많은 RF 파워 앰프(RF Power Amplifier), 전력 반도체(PMIC, DC-DC 컨버터) 등과 같은 RF/아날로그 중심 반도체의 RF 및 혼합 신호 테스트에 이상적이다. 아울러, 최근 IoT 디바이스들의 수요 증가와 함께, 각 디바이스 내의 다양한 무선 통신 규격(Wifi, Bluetooth, ZigBee, Zwave 등)을 동시에 테스트 할 수 있는 NI WTS(Wireless Test System)도 함께 선보였다. 비단 전시 뿐 아니라, 한국NI 부스에서는 전문 어플리케이션 엔지니어의 데모 시연, 이벤트 및 제품 상담이 함께 진행되어 많은 관람객들의 관심을 이끌었다.

지난 30년 간 한국 반도체 산업 위상은 크게 강화되었고, 시설 투자 규모도 단연 톱 수준이라는 것이 조현대 국제반도체장비재료협회(SEMI) 코리아 대표의 설명이다. 특히 미국, 유럽, 중국, 대만, 일본 등 매년 세계 9개국에서 순차적으로 열리는 유일한 글로벌 전시 플랫폼인 SEMICON 전시회 중에서도 이번 SEMICON KOREA 2016 전시회는 지금까지 개최되었던 국내 반도체 관련 전시회 중에서 가장 큰 규모로 개최되었다. 참가 업체의 규모와 함께 관람객의 수도 꾸준히 증가하는 추세라는 것 역시 집계 자료로 증명되었다.

반면 향후 10년 내 중국이 반도체 업계에 미치는 영향력이 절대적 수준으로 높아질 것이라는 전망도 나오고 있다. 중국은 제조 경쟁력을 확대하고자 정부 차원에서 ‘중국제조 2025’ 계획을 수립했다. 반도체 분야로 한정해서 보면, 2020년까지 칩 자급률을 40%, 2025년에는 70%까지 늘리겠다는 것이 중국의 생각이다. 결국 중국 지역에 반도체 투자가 몰려들 것이라는 의미다. 이미 인텔과 퀄컴 등 글로벌 반도체 업체는 중국 지역에 공장을 짓겠다고 발표하거나, 이미 현지 업체와 조인트벤처를 설립키로 하는 등 적극적인 공략에 나서는 중이기도 하다.
이런 가운데 세계 반도체 시장의 흐름에서 한국의 수많은 반도체 관련 업계, 시장이 지금까지처럼 잘 성장해주었으면 하는 바람으로 이번 SEMICON KOREA 2016, LED KOREA 2016 관람기를 마무리한다.

세계 최초로 드릴링에서 해머링까지 가능한

4 in 1 만능 충전공구 출시

로버트보쉬코리아 전동공구사업부(대표 박진홍)은 최근 세계 최초로 드릴링에서 해머링까지 가능한 4 in 1 만능 충전공구 (상품명:GSR 18V-EC FC2)를 출시하였다고 밝혔다.
GSR 18V-EC FC2는 어댑터만 탈·부착하여 다양한 작업(드릴드라이버, 해머, 코너 드라이버 등)을 수행할 수 있으며, 16가지의 포지션을 제공하여 다양한 위치에서 편안하게 작업을 할 수 있도록 해준다.
또한, 18V 충전 리튬-이온 배터리가 적용됐으며, SDS 해머의 경우 척 자체에 해머 매커니즘 탑재로 1.0J의 츨력 파워와, 드릴 드라이버 및 코너 드릴 드라이버 기능의 경우 최대 13mm(금속)와 38mm(목재) 직경까지 드릴링이 가능해 활용 가치를 높였다.
보쉬 전동공구사업부 관계자는 “4 in 1 만능 충전공구 GSR 18V-EC FC2는 하나의 공구로 드라이버 작업, 드릴 작업 및 해머 작업까지 가능하게 한 혁신적인 제품이며, 손쉬운 사용과 다양한 환경에서 활용이 가능해 일반 소비자와 전문가에게 유용한 제품이 될 것” 이라고 밝혔다.

www.bosch-pt.co.kr

EPSON

Arduino Due와 연동 가능한 TFT LCD Controller 평가 보드

아두이노 DUE 디스플레이 개발 쉴드 [S5U13781R01C100]

출시

저전력, 고성능 IC 전문기업 세이코 엡손(Epson)은 Arduino Due 오픈소스 H/W platform과 연동 가능한 Display controller IC 쉴드(Part #: S5U13781R01C100)를 출시했다. 이 Display Shield는 WQVGA(480×272) 또는 QVGA(320×240) 사이즈의 TFT LCD 패널과 Arduino Due 보드를 추가 작업없이 직접 연결하여 개발 시간과 비용을 현저히 줄일 수 있다. 레퍼런스 디자인에는 엡손의 S1D13781 LCD 컨트롤러가 내장된 평가보드와 다양한 그래픽 기능들을 테스트 할 수 있는 S/W 라이브러리가 포함되어 있다. 평가보드는 2개의 FPC 컨넥터(40핀, 54핀)를 이용해 2개의 독립된 TFT 패널을 연결하여 사용 할 수 있으며 전원 공급은 Arduino Due 보드를 통해 가능하다.
이 평가 보드의 Sample 소프트웨어는 사용자 등록 후 Epson Website에서 무료로 다운로드 받을 수 있으며 Sample 소프트웨어를 통해Picture In Picture, BitBLT(메인 메모리에서 그래픽 메모리로 Display에 사용된 Bitmap 이미지를 전송하는 기능), Alpha Blending(일반 이미지 데이터에 투명도를 나타내는 변수 α를 추가하여 투과 이미지를 표현하는 기법), Multi Window, H/W 이미지 Rotating 등 다양한 이미지 컨트롤 기능들을 테스트 해 볼 수 있다.

아두이노 DUE 디스플레이 개발 쉴드 [S5U13781R01C100] 특징

· SPI를 사용한 Arduino Due와 간단한 연결
· Arduino Sketch IDE를 사용 할 수 있도록Graphics Library 제공
· 40-pin FPC Connector for 480×272 TFT
· 54-pin FPC Connector for 320×240 TFT
· LED Backlight Driver 포함
· 3.3V 입출력 포트
· 384KByte 내장 메모리 포함
· Multiple Window (Layer) support for Main and PIP
· Rotation (SwivelView™) 90°, 180°, 270°
· BitBLT, Alpha Blending, Transparency, Flashing

이 제품은 현재 국내에서 오직 디바이스마트를 통해서 구매할 수 있으며, 더욱 자세한 사항은 디바이스마트(상품코드 :1287095)에서 확인 가능하다.

아두이노 DUE 디스플레이 개발 쉴드 [S5U13781R01C100] 제품 구경하러라기

개성산전

원격제어 / 원격감시 / 자동경보 장치인

UbiCON, UbiPORT, TeleMAN 3종 출시

스마트폰의 보급화로 급변한 사용자 환경과 사물인터넷(IoT : Internet over Things)의 적용확대가 이루어지는 이 시점에서, 제품의 제조사에 국한 되지 않고 모든 제품을 대상으로 일반적인 서비스를 행할 수 있는 범용성 기반 입출력 제어 감시 및 자동 경보장치 3종이 출시됐다.

신제품 3종은 모두 현재 사용자 환경에서 최대한 많은 범위를 커버하기 위해, WiFi 모듈을 통한 인터넷 접속 방식을 택했다. 덕분에 유선 결합보다 공간적 제약이 덜하다는 장점이 있다. 특히, 산업현장의 감시 환경을 감안하여, 한 사람이 하나의 장치를 통제하는 것이 아니라 여러 사람이 하나의 장치를 감시하고 경보를 접수할 수 있는 형태로 운영되는 개성산전에서 개발한 CDMS(Control Data Multiplex Server) 데이터교환 서버프로그램이 본 서비스의 중심역할을 맡고 있다. 또 폰의 관리 프로그램은 배터리 소비를 줄이기 위해 화면이 꺼진 상태에서 백그라운드 서비스가 돌아가지 않는 형태이며, 경보 발생 시 구글의 PUSH가 작동해 경보를 활성화 시키는 형태이다. 이로 인해 경보전송 시점에 폰이 사용 불가한 상태라도 나중에 경보를 받을 수 있다는 장점을 가지고 있다.

UbiCON 제품은 저온창고, 비닐하우스, 공장설비의 주위환경 및 기기들의 동작상태를 원격에서 감시하고 제어하는 목적에 맞춘 제품으로 다양한 종류의 입출력을 갖고 있다. 또한 UbiPORT 제품은 각각 16채널의 입력과 출력을 갖춘 입출력전달 모듈로, 운용방법에 따라 4가지의 형태로 동작하며 UbiCON 제품과 마찬가지로 원격제어 및 감시 목적으로 운용되는 제품이다. TeleMAN 제품은 UbiCON의 다양한 입출력을 단순화하여 2채널의 입력과 2채널의 출력만 가진 엔트리형 제품으로, 입력확인 및 출력제어가 한 화면에서 이루어지는 심플한 구성을 자랑한다.

다만 위 제품들은 개성산전이 원활한 서비스를 위해 임대료를 지불하고 서버대여 업체의 서버를 운용하고 있으므로, 일정액의 서비스료를 지불해야한다. 한 사람이 하나의 장치를 제어감시 하는 경우 TeleMAN은 2년간, 나머지 제품은 3년간 무료로 서비스를 받을 수 있으며, 무료기간이 지난 시점부터 TeleMAN은 연간 22,000원,  UbiCON은 33,000원, UbiPORT는 55,000원의 서비스 사용료가 부과된다. 또한, 하나의 장비를 여러 사람이 사용할 경우는 추가되는 인원에 대한 사용료가 부과되므로 자세한 내용은 개성산전 사이트에서 해당 모델의 매뉴얼의 서비스 사용료와 서비스 약정을 필히 숙지하고 제품을 구입해야한다.

UbiCON 스마트 원격제어/경보장치(다기능) 제품 구경하러가기

TeleMAN 스마트 원격제어/경보장치(심플형) 제품 구경하러가기

www.ks-ie.com

Pololu

더욱 낮은 가격, 더욱 향상된 성능

MinIMU-9, AltlMU-10 v5 IMU 모듈 출시

Pololu에서 MinIMU-9, AltIMU-10 IMU 모듈의 새로운 버전이 출시됐. 이 모듈은 I²C 인터페이스를 통해 9개의 독립된 rotation, acceleration, magnetic 측정(AltlMU 제품에는 고도계 포함) 이번 V5 에디션은 ST의 새로운 LIS3MDL 3축 지자계 센서와 LSM6DS33 3축 자이로/가속도 센서 탑재로 이전 버전보다 더 낮은 가격으로 더욱 향상된 능력을 보여준다. 이전 버전들과 핀 호환은 가능하지만, IC 센서가 바뀌었기 때문에 이전의 IMU 버전으로 쓰여진 소프트웨어라면 이번 V5 버전과 작동하기 위해서는 새로운 소프트웨어로 업데이트 해야 문제없이 사용이 가능하다.

이외에도 모터드라이버, 센서 모듈과 같은 Pololu의 다양한 신제품이 꾸준하게 디바이스마트를 통해서 국내 유저들에게 선보이고 있다. 더욱 자세한 사항은 디바이스마트 홈페이지에서 확인 가능하다.

MinIMU-9 v5 Gyro, Accelerometer, and Compass (LSM6DS33 and LIS3MDL Carrier) 제품 구경하러라기

AltIMU-10 v5 Gyro, Accelerometer, Compass, and Altimeter (LSM6DS33, LIS3MDL, and LPS25H Carrier) 제품 구경하러라기

www.pololu.com