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[42호]멀티터치 압력 측정 보드 ‘스노우보드’ 및 압력센서(‘MS9709′/’MS9710′) 출시

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 05:45:13 +0000

카이트로닉스

멀티터치 압력 측정 보드 ‘스노우보드’ 및

압력센서(‘MS9709′/’MS9710′) 출시

(주)카이트로닉스에서 두번째 멀티터치 압력 측정 컨트롤러를 출시했다. 이번에 출시된 ‘스노우보드’ 제품은 아두이노 레오나르도 호환되며 자체 포스터치 IC와 정전식 터치 IC를 내장하였다. 자체 포스터치 IC를 내장해 매트릭스 FSR 센서와 일반 FSR 센서를 별도의 회로 구성 없이 손쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 특히 ‘스노우보드’의 매트릭스 FSR 센서 제어 기능을 활용하면 어려 지점의 압력을 동시에 측정할 수 있어 멀티터치, 로보틱스, 사물인터넷 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 애플리케이션을 꾸밀 수 있다. 또한 ‘스노우보드’는 일반 FSR 센서를 하드웨어 작업없이 최대 10개까지 연결할 수 있어 그 활용성을 더욱 넓힐 수 있다 (별도 인터페이스 보드 SBFSR10 필요). (주)카이트로닉스는 ‘MS9705′, ‘MS9723′, ‘MS9724′와 같은 매트릭스 FSR 센서 이외에 ‘MS9709′와 ‘MS9710′과 같은 싱글 터치 FSR 센서 또한 공급을 하고 있다.

더욱이 ‘스노우보드’는 12채널을 지원하는 MPR121 아날로그 정전용량 터치 센서를 내장하여 스크롤 휠, 슬라이더, 터치 스위치와 같은 애플리케이션을 매우 손쉽게 구현할 수 있다.
‘스노우보드’는 아두이노 레오나르도 호환으로 기존 아두이노 레오나르도용 쉴드를 수정없이 사용할 수 있으며 스노우보드의 활용성을 더할 수 있는 각종 예제 코드와 API를 홈페이지에서 제공하고 있다. 특히 ‘스노우보드’는 국내외 대학, 연구기관, 기업 등에 공급 되어 그 우수성과 사용의 편리함을 인정받은 제품이다.

제품 사양
[스노우보드] · 아두이노 레오나르도 호환: 아두이노 레오나르도용 쉴드 사용 가능
· 보드크기: 94.1mm x 75.05mm
· 멀티 압력센싱 기능: 10×16 채널 FSR 매트릭스 압력 센서를 구동할 수 있습니다
· 12채널 아날로그 정전식 터치 센싱 IC 내장

핀맵 구성

[MS9709] · 센서 형태: 원형 (직경 18.28mm, 실효 검출 영역 12.7mm)
· 검출 범위: 0.1kgf/cm2 ~ 4kgf/cm2

[MS9710] · 센서 형태: 사각형 (센서 외곽 43.69 x 43.69mm, 실효 검출 영역 38.1 x 38.1mm)
· 검출 범위: 0.1kgf/cm2 ~ 4kgf/cm2

아두이노 레오나르도 호환 스노우보드 제품 상세구경하러가기

[42호]쉽고 빠른 이더넷 ECM5200 제품군 2종 출시

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 05:27:43 +0000

EM TECH 쉽고 빠른 이더넷 ECM5200 제품군 2종 출시


ECM5200-UART Rev. 2	ECM5200-RS485(모듈 + 케이블)

통신모듈을 전문적으로생산하는 이엠테크에서 ECM5200-RS485 제품과 ECM5200-UART Rev.2 제품을 출시하였다. ECM5000-RS485제품은 이더넷 ↔ 시리얼 변환 모듈(ECM5200-UART Rev.2)을 판넬에 장착하기 쉽도록 브라켓과 인터페이스 보드가 결합된 상품으로, RS-485 통신이 가능한 모듈과 전원(+V, GND)과 RS-485 통신선(A,B)만 연결하면 이더넷을 통해 TCP/IP 망에 연결하여 원격 측정, 관리 및 제어가 가능한 제품이다. ECM5200-UART Rev. 2 제품은 UART 프로토콜을 TCP/IP 프로토콜로 변환시키는 이더넷 ↔ 시리얼 변환 모듈로, UART 시리얼 인터페이스가 장착된 장비를 이더넷을 통해 TCP/IP망에 연결하여 원격 측정, 관리 및 제어가 가능한 제품이며, 특히 초소형 24.2mm X 43.2mm 사이즈를 자랑한다. 위 제품들은 시리얼 장비에 연결해 사용할 수 있으며, 쉽고 빠르게 시리얼 장비에 인터넷 기능을 추가 할 수 있어 신속성이 좋은 것이 큰 장점이다. 특히 다양한 장비 및 환경지원을 위한 펌웨어 업그레이드가 가능하며, 손쉬운 펌웨어 업그레이드나 네트워크 설정을 위한 ecmconfig 프로그램을 제공한다. 이밖에도 시리얼 통신 프로그램을 TCP/IP 통신이 가능하게끔 변환해주는 VSP(Virtual Serial Port-가상 드라이버) 프로그램을 통해 시리얼 통신으로 되어 있는 프로그램을 수정없이 그대로 사용할 수 있어 매우 간편하다. 제품에 대한 더욱 상세한 정보는 디바이스마트 홈페이지에서 자세하게 확인해 볼 수 있다.

빨강(+V)	4.5V ~ 7.0V @250mA의 전원 입력, LDO(3.3V @1A) 사용 ※5.0V 전원 사용을 권장, 5.0V 이상 사용시 LDO에 열이 발생한다.
검정(GND)	전원 Ground
노랑(A)	시리얼 데이터 송/수신, RS-485 A신호
파랑(B)	시리얼 데이터 송/수신, RS-485 B신호

4핀 케이블 신호

www.em-tech.co.kr ECM5200-RS485 (판넬 장착형, 이더넷 to RS-485 컨버터 모듈) 제품 구경하러가기 ECM5200-UART Rev. 2 (초소형 이더넷 to 시리얼 컨버터 모듈) 제품 구경하러가기

[42호]제 6의 손가락 : 4절 링크를 이용한 수평 유지 로봇 SRF

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:53 +0000

2016 ICT 융합 프로젝트 공모전 우수상

제 6의 손가락 : 4절 링크를 이용한

수평 유지 로봇 SRF

(Supernumerary Robotic Finger)

글 | 고려대학교 최주헌

심사평

JK전자 기능적으로는 어느 정도 구현이 되었으니 힘이 있는 모터를 사용해서 조금 더 무거운 것을 올려도 균형을 잡을 수 있다면 인체에 부착하여 무거운 짐을 옮길 때 사용하면 편리하겠네요.
뉴티씨 균형 유지라는 매우 어려운 주제이지만, 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 프로젝트를 구성하여 좋은 작품으로 평가된다. 알고리즘 등에 보다 집중하여 구현하고 설명을 한다면 더 좋은 작품이 될 것으로 보이며, 움직임이 보다 빠르게 구현될 수 있도록 하여, 빠른 움직임에서도 빠르게 대처될 수 있도록 개선하는 작업이 필요해 보이며, 앞으로 좀 더 연구하여 매우 훌륭한 작품을 만들기를 바라며, 좋은 점수를 받았다.

칩센 좋은 아이디어와 훌량한 완성도를 가지고 있다. 장애를 가진 사람에게도 도움이 될 아이디어 같다.

위드로봇 아이디어와 작품의 완성도가 무척 높습니다. 제어기를 좀 더 세심하게 설계하여 평판의 기울기 정도를 좀 더 잘 제어할 수 있으면 재미있는 상품이 나올 수 있을 것 같습니다.

작품 개요

전지와 MCU(Micro Controller Unit)의 소형화 추세에 따라 웨어러블 로봇이 각광받고 있다. 최근에는 “사람의 팔, 다리가 여러 개이면 어떨까?” 라는 아이디어에서 나온 여분의 신체부위 로봇 SRL(Supernumerary Robotic Limbs)이 개발되고 있다. 하지만 이러한 SRL은 사람의 의도를 파악하기 위해, 추가하고자 하는 신체부위에 많은 센서를 부착해야 하는 문제가 있다. 이 작품은 여분의 보조 손가락 SRF (Supernumerary Robotic Finger)를, 신체에 별도의 센서를 부착하지 않고도 신체 정보를 얻어 조절할 수 있다. SRF는 사람의 팔에 부착되어 쟁반과 같은 면적이 넓은 물체를 손으로 들 때, 물체가 균형을 잃지 않도록 보조해 주는 것을 목적으로 한다. 이때 필요한 신체 정보는 SRF End Point에 부착된 센서를 통해 4절링크 모델로 분석하여 얻어낸다. 제작한 SRF로 수평 유지 실험결과 수평 유지에 큰 도움을 주는 것을 확인하였다. 위 작품을 통해 로봇과 인간사이의 조화 연구에 새로운 접근 방향을 제시할 것으로 본다.

작품 설명
주요 동작 및 특징

본 작품은 쟁반과 같은 넓은 평면 물체의 균형을 잡아주는 여분의 보조 손가락(SRF) 웨어러블 로봇으로, 손목에 로봇이 부착된다. 로봇의 센서가 쟁반에 부착되어 쟁반의 지면과의 기울기를 측정하고 이에 따라 로봇의 서보 모터를 제어하여 쟁반의 균형을 유지한다. 본 작품은 기존의 SRF로봇들이 수행하는 물건을 잡는 기능이 아니라 물체의 균형을 잡는 새로운 기능을 시도하여 SRF 연구에 새로운 방안을 제시한다.

전체 시스템 구성

본 작품은 물체의 균형을 잡아주는 2개의 서보모터(AX-12)와 물체의 기울기를 측정하는 IMU 센서(EBIMU-9DOFV3), 이들의 상호작용을 일으키는 연결 Joint들, 모터 제어와 센서 값을 받아들이는 MCU(아두이노MEGA)로 구성된다. 이와 같은 로봇 디자인이 나오게 된 이유는 단계별 제작과정에 구체적으로 서술하였으며 작동방식은 첨부한 영상을 통해 보다 이해하기 쉽게 하였다.

SRF 전체 구성
SRF 로봇은 사람 손목에 부착되며 2개의 흡착판은 평면 물체에 부착된다. 각각의 서보 모터는 로봇과 부착된 물체의 Roll, Pitch를 조절하여 지면과의 수평을 조절할 수 있다. MCU는 IMU 센서 값에 측정되는 Roll Pitch 값을 받아들여 지평면과의 수평을 유지하도록 모터를 제어한다. 제어방식은 PID 제어 방식이며, 처음에 모터 각속도에 따른 평면 물체의 각속도 변화를 통해 사람 손가락과 로봇 End Point간의 거리를 측정, 제어 상수를 결정한다.
이러한 과정을 통해 SRF 로봇은 손가락에 별도의 센서를 부착하지 않고도 손의 위치를 파악하여 손위의 평면 물체 기울기를 유지할 수 있도록 보조해준다.

개발 환경(개발 언어, Tool, 사용 시스템 등)
· C언어를 이용하여 아두이노 MEGA 사용(아두이노 스케치)
· SRF 손목 부착 방식 (구버전)
· 서보모터와 IMU 센서는 시리얼통신을 이용

단계별 제작 과정
SRF 모델 설정
손위의 평판 기울기를 조절하기 위해서는 평판과 만나는 최소 3개의 점으로 평면이 필요하며, 3점 간의 거리를 조절하여 3차원 상의 기울기 Roll. Pitch, Yaw의 각도를 조절할 수 있다.
3차원 상에서 지면과 수평을 이루기 위해서는 평판과 지면 사이의 각이 전부 0이 되면 된다. 즉 수평면 사이의 각인 Roll, Pitch가 0이 되도록 3개의 점을 조절하면 된다. 그렇기에 손의 변화에 맞춰 Roll, Pitch 값이 0에 수렴하도록 SRF를 2자유도 모델로 설정하여 설계하였다.

위 모델을 통해 사람 손을 단순화 시켜보면 평판과접하는 5개의 손가락은 그림(Fig 1)처럼, 평판과 수평면 사이 각을 조절하는데 필요한 3개의 점 중 하나의 점으로 볼 수 있다. 이렇게 할 경우 손의 점을 기준으로 나머지 점 2개의 위치를 조절하여 손위의 평판과 수평면과 평행하게 조절할 수 있다. 본 작품은 이러한 모델을 통해 하드웨어 설계를 진행 하였다.

SRF 하드웨어 디자인
2자유도의 SRF는 2개의 서보모터(Dynamixel AX-12), 4개의 링크, 조인트, End Point로 구성되어 있으며 아래 그림(Fig 2)과 같은 형태로 설계하였으며 이에 따른 D-H 변수는 표 1과 같다.

이때 θ1과 θ1만 서보 모터를 이용하여 제어하도록 설계하였는데, 그 이유는 2차원 상에서 보았을 때 그림(Fig 3)의 형태처럼 손위의 평판과 SRF의 End Point로 결합할 경우 2자유도 모델이 되기 때문이다.
이때 SRF와 평판과 손의 관계가 4절 링크 형상을 띄기 때문에 이러한 관계를 이용하여 평판의 수평 조절을 제어할 수 있다. Joint 1은 End point와 함께 Universal Joint의 역할을 하여 Motor2 제어시 손목의 꺾임을 막는다. 평판의 수평 조절을 위해서는 손의 형상에 따른 임의로 주어진 평판 위 1개의 점을 통해 2개의 점을 조절하면 되기때문에, End Point 설계시 평판과 2점이 만나 부착될 수 있도록 하였다. 또한 End Point는 평판에 부착되어 평판의 Roll, Pitch 값과 End Point의 Roll, Pitch 값은 동일하기 때문에 End Point에 IMU Sensor를 부착하여 평판의 기울기 정보를 얻어내도록 하였다. (Fig 4)

이러한 설계를 통해 NX 3D모델링 프로그램과 3D프린터를 이용하여 제작한 SRF는 위 그림(Fig 5)과 같다. 부품 제작 과정은 아래에 기재하였다.

SRF 제어
설계한 SRF를 이용하여 평판이 수평을 유지하도록 하기 위해서는 End Point에 부착된 IMU 센서가 측정하는 Roll, Pitch 값을 0에 수렴하도록 모터 2개를 제어해야 한다. 각각의 모터는 Roll과 Pitch를 제어할 수 있는데 Motor1의 경우 그림(Fig 6.)처럼 Pitch 값을 제어할 수 있다.
SRF는 그림(Fig 7)처럼 팔에 부착되어 있으며 초록색 사각형은 모터, 노란색 원은 Revolute-joint를 의미한다. SRF의 링, 팔, 평판의 움직임은 4절 링크와 같기 때문에, 표 1. D-H변수를 사용하면 θ1을 통해 θ3와 θ5가 정해진다. θ1통해 IMU센서로 측정되는 Roll 값을 제어 할 수 있으므로 Pitch가 0이 되도록 Motor1을 PID 제어로 제어하였다.
하지만 θ1과 Pitch값을 조절하는 시스템이 일정하지 않고 손의 길이 a0 평판의 길이 a4에 따라 관계가 바뀌기 때문에 컨트롤러의 Kp, Ki, Kd 상수 값은 IMU로 측정되는 각속도 값과 θ1 사이의 관계를 통해 지속적으로 변화시키도록 하였으며 그 과정은 이와 같다.

4절 링크 관계식을 이용하기위한 링크 별 길이 정보는 표 2와 같으며 팔 길이 a0 손목에서 손까지의 일반적인 길이 20cm로 정하였다. 이때 손과 SRF 사이의 평판 길이 a4가 잡는 방식에 따라 변하기 때문에, w1이 일정할 경우 a4의 변화와 링크a1의 회전 상태인 θ1에 따른 각속도 w6의 값의 변화를 알아야 한다. 4절 링크 관계식으로 이를 계산하면 아래 그림(Fig 7)과 같이 선형적인 관계임을 볼 수 있다. 이를 통해 측정된 w6와 θ1값을 통하여 w4를 측정 할 수 있으며 이를 이용하여 Kp, Ki, Kd 상수 값을 변경 시킨다.

Pitch 값의 수평 제어 후 Roll의 수평 제어의 경우, Motor2의 회전축과 Roll의 회전축이 일치하여 Motor2의 움직임이 Roll 값의 변화와 같다. 이러한 선형적인 관계이므로 PID 제어를 통해 Roll 값이 0이 되도록 제어하였다. Motor2를 제어하면 그림(Fig. 8)과 같이 평판과 손 SRF 사이의 간격이 “r”로 일정하기 때문에 Motor2의 회전축이 변하게 되고 손목을 꺾게 된다.

그렇기 때문에 하드웨어 디자인에서 Joint 1을 넣어 End point와 함께 Universal Joint역할을 하게하여 손목 꺾임을 방지하였다. 대신 Motor2의 제어는 2D에서본 4절링크의 링크 길이를 변화시키기 때문에 평형에 맞추어진 Pitch 값에 변화를 주게 된다.
Motor2에 의한 Pitch 변화에 바로 반응하기 위해 그림(Fig. 9)와 같은 제어 시스템을 사용하였다.

SRF 성능 실험
로봇 설계 후 손의 위치 변화에 따른 평판의 각도 측정값은 다음과 같다.

외부에서 각도 변화가 주어졌을 때 SRF의 대응을 확인하기 위해, 일정한 주기로 평판을 변화시키며 이에 따른 SRF End Point 값을 측정한 결과. 그림(Fig 10, Fig 11)과 같이 SRF는 손의 움직임에 의한 평판의 진폭을 2배 이상 감소시키며 이를 통해 SRF의 목표인 수평 보조 기능을 잘 수행함을 확인할 수 있으며 충분히 빠른 시간에 반응하는 것을 확인할 수 있다.

결론
본 작품은 물체의 수평 유지를 목적으로 하는 SRF에 대한 것으로, SRF가 사용자의 의도를 파악하는 방식으로는 로봇과 신체를 하나의 기구학적 모형으로 해석하고 이로부터 신체 정보를 얻음으로써 신체에 별도의 센서를 부착하지 않고도 수평유지라는 목적을 달성하는 방법을 제시하였다.
이러한 방식의 SRF는 착용자에게 센서를 장착하는 대신 로봇 자체의 센서를 이용하기 때문에 착용자로부터 아무런 조건의 제한을 받지 않는다. 이 점을 이용하여 사람뿐만 아니라 향후 구조물 등에 부착되도록 하여 물체의 수평을 유지하는 역할을 수행할 수 있다. 또한 기존의 웨어러블 로봇의 인체 의도 파악 연구에 새로운 해결 방안을 제시하였다.

기타(회로도, 소스코드, 참고문헌 등)
회로도

소스코드

#define Roll_initial 512
#define Pitch_initial 512
#define Yaw_initial 512
#define Angle_MarginP 0.5
#define Angle_Margin 0.5
#define Kd 0.01 // D 제어
#define Ky 0.3 // Roll 제어에 따른 Pitch 제어
#define Ki 0.05 // i제어
#define Motor_Speed 1000
#define Speed_High 700
#define Speed_Low 300
#define Kp1 0.5
#define ID_Roll 8
#define ID_Pitch 4
#define ID_Yaw 2
int flag=1;
int sequence1 =1;
double Kp=2.5; // P제어
int sa=0;
double wr=0;
double wp=0;
char *str;
char *p;
int temp;
double fRoll;
double fPitch;
double Roll, Pitch, Yaw;
long Motor_R, Motor_P, Motor_Y;
double ip=0;
double ir=0;
double Time = 0;
double dt = 0.025;
double maxw=0;
void setup()
{
Serial.begin(115200); //Serial Monitor
Serial1.begin(1000000); // Serial for Motor
Serial2.begin(115200); // Serial for IMU

Motor_R = Roll_initial;
Motor_P = Pitch_initial;
Motor_Y = Yaw_initial;
sequence1 =1;
Motor(512,512, 512, 100);
delay(1000);
Motor(513,600,513, 100);
delay(10);
}void loop()
{
//시리얼 통신으로 IMU 센서값 받아들임
temp=Serial2.available();
if(temp>40)
{
char b[60]={0};
char c[60]={0};
for(int i=0; i {
b[i]=Serial2.read();
}
for(int i=0; i {
if(b[i]==42)
{
for(int j=i; j {
if(b[j]==13)
{
for(int k=0; k {
c[k]=b[k+i+1];
}
break;
}
}
}
}
str = strtok_r(c,”,”,&p);
Roll = atof(str);
str = strtok_r(NULL,”,”,&p);
Pitch = atof(str);
Time += dt;

Serial.print(fRoll);
Serial.print(“,”);
Serial.print(fPitch);
Serial.print(“,”);
Serial.print(Time);
Serial.println();
//시간에 따른 IMU 센서값 출력
delay(10);
}else{
Serial.begin(115200); //Serial Monitor
Serial1.begin(1000000); // Serial for Motor
Serial2.begin(115200); // Serial for IMU
Serial.println(“Loop Start”);
}
//0값 노이즈 제거
if(Pitch!=0){
wp=(fPitch-Pitch)/0.03;
ip+=fPitch*0.03;
fPitch=Pitch;

}
if(Roll!=0){

wr=(fRoll-Roll)/0.03; //Rol 각속도 측정
Serial.print(“w is – “);
Serial.print(wr);
if(maxw maxw=abs(wr);

}
Serial.print(“max w is – “);
Serial.print(maxw);
ip+=fRoll*0.03;

fRoll=Roll;
}
if(sequence1){ //전원 연결시 스캐닝과정 초기 Roll Pitch 값이 0이 되도록 단순제어
if (0 Kp=3;
}else if(26 Kp=2,3;
}else if(51 Kp=1.7;
}
if (abs(fPitch) > Angle_MarginP)
{

if(Pitch > 0){
if(Motor_P<824){
Motor_P+=1;
}
}
else if(fPitch < 0)
{
if(Motor_P>200){

Motor_P-=1;

}
}
}

if (abs(fRoll) > Angle_Margin)
{

if(fRoll < 0){
if(Motor_R<700){

Motor_R+=3;

}
}
else if(fRoll > 0)
{
if(Motor_R>300){
Motor_R-=3;

}
}
}
Motor(Motor_R,Motor_Y, Motor_P, 100);

}else{

//스캐닝 후 PID 제어

if (abs(fPitch) > Angle_MarginP)
{
Motor_P+=wp*Kd+Ki*ip;
if(Pitch > 0){
if(Motor_P<824){
Motor_P+=abs(fPitch)*Kp1;
}
}
else if(fPitch < 0)
{
if(Motor_P>200){

Motor_P-=abs(fPitch)*Kp1;

}
}
Motor_R+=Ky*abs(fPitch);
}

if (abs(fRoll) > Angle_Margin)
{

if(fRoll < 0){
if(Motor_R<700){
Motor_R+=wr*Kd+ip*Ki;
Motor_R+=abs(fRoll)*Kp;

}
}
else if(fRoll > 0)
{
if(Motor_R>300){
Motor_R-=abs(fRoll)*Kp;
Motor_R+=wr*Kd+ip*Ki;
}
}
}
Motor(Motor_R,Motor_Y, Motor_P, Motor_Speed); //모터와 시리얼 통신
}
if((abs(fRoll) sequence1=0;
Motor_Y-=1;

}
Serial.println (sequence1);
delay(15);
}
void Motor(unsigned int Pos_1, unsigned int Pos_2, unsigned int Pos_3, unsigned int Speed) //모터 시리얼 통신 함수
{ unsigned char Check_Sum;
int Num_Actuator = 3;
unsigned char ID_1 = 8;
unsigned char ID_2 = 2;
unsigned char ID_3 = 4;
unsigned char Length = 5*Num_Actuator+4;

Serial1.write(0xFF);
Serial1.write(0xFF);
Serial1.write(0xFE); //Broadcast ID
Serial1.write(Length); //Length
Serial1.write(0×83); //Instruction
Serial1.write(0x1E); //Address
Serial1.write(4); //Data Length

Serial1.write(ID_1);
Serial1.write(Pos_1);
Serial1.write(Pos_1>>8);
Serial1.write(Speed);
Serial1.write(Speed>>8);
Serial1.write(ID_2);
Serial1.write(Pos_2);
Serial1.write(Pos_2>>8);
Serial1.write(Speed);
Serial1.write(Speed>>8);
Serial1.write(ID_3);
Serial1.write(Pos_3);
Serial1.write(Pos_3>>8);
Serial1.write(Speed);
Serial1.write(Speed>>8);
Check_Sum = ~(0xFE + Length + 0×83 + 0x1E + 4 + (ID_1+ID_2+ID_3) + (Pos_1+Pos_2+Pos_3) + ((Pos_1>>8)+(Pos_2>>8)+(Pos_3>>8)) + 3*(Speed+(Speed>>8)));
Serial1.write(Check_Sum);
}

참고문헌
[1] C. Davenport, F. Parietti, and H. H. Asada, “Design and biomechanicalanalysis of supernumerary robotic limbs,” in ASME 2012 5th Annual Dynamic Systems and Control Conference joint with the JSME 2012. 11th Motion and Vibration Conference, pp. 787-793, 2012.
[2] Domenico Prattichizzo, Monica Malvezzi, Infan Hussain and Gionata Salvietti “The Sixth-Finger: a Modular Extra-Finger to Enhance Human Hand Capabilites”in The 23rd IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication 2014
[3] Arthur G.Erdman and George N.Sandor, Sridhar Kota Mechanism Design Analysis and Synthesis 4Edition, Prentice Hall

[42호]ESP8266 와이파이를 내장한 아두이노 Uno, Arduino UNO WiFi 출시

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:52 +0000

Arduino

ESP8266 와이파이를 내장한

아두이노 Uno, Arduino UNO WiFi 출시

Arduino(Arduino.org 및 Arduino.cc)는 Atmega328P 마이크로컨트롤러와 ESP8266 WiFi 통합모듈을 탑재해 Arduino UNO와 와이파이를 하나의 보드로 통합한 “Arduino Uno WiFi”를 출시했다.
이 제품은 14개의 디지털 입/출력 핀헤더, 6개의 아날로그 입력 핀, 16MHz 세라믹 공진기(공명기), USB 포트, 전원 잭, ICSP 헤더, 그리고 Reset 버튼을 내장하고 있다. 또한 USB 케이블을 통해 간편하게 컴퓨터와 연결하거나, AC-DC 아답터 또는 배터리를 활용해 쉽게 전원을 공급할 수 있는 등 마이크로컨트롤러를 활용하는데 필요한 것들을 모두 내장하고 있다.
특히 Arduino Uno Wi-Fi의 가장 유용한 기능 중 하나는 OTA (over-the-air) 프로그래밍을 지원해 케이블없이 온라인으로 Arduino 스케치나 Wi-Fi 펌웨어 작업이 가능한 점이다.
제품에 대한 더 자세한 사항은 디바이스마트 홈페이지(http://www.devicemart.co.kr/)에서 확인할 수 있다.

제품 특징
· 보드에 장착된 센서나 엑츄에이터에 와이파이로 통신하여 IoT 시스템을 쉽고 빠르게 만들 수 있음
· USB를 통하거나 외부 전원을 통한 작동이 모두 가능
· USB가 아닌 외부의 전원은 AC-DC 아답터(DC잭 활용) 또는 배터리(Gnd. Vin핀 활용)로 공급

Features

Arduino Uno Wi-Fi는 ATmega328P (datasheet)와 ESP8266 Wi-Fi 통합 모듈(datasheet) 기반의 새로운 Arduino Uno 입니다. 14개의 디지털 입/출력 핀헤더(6개는 PWM 출력으로 사용 가능), 6개의 아날로그 입력 핀, 16MHz 세라믹 공진기(공명기), USB 포트, 전원 잭, ICSP 헤더, 그리고 Reset 버튼을 내장하고 있습니다. 또한 USB 케이블을 통해서 간편하게 컴퓨터와 연결하거나, AC-DC 아답터 또는 배터리를 활용해 쉽게 전원을 공급할 수 있는 등 마이크로컨트롤러를 활용하는데 필요한 모든 것들을 포함하고 있습니다.

ESP8266 Wi-Fi 모듈은 자기제어(Self-contained) SoC 칩셋으로, 와이파이 네트워크에 접속하기 위한 통합 TCP/IP protocol stack을 내장하고 있습니다. (또는 액세스포인트로도 활용 가능합니다) Uno Wi-Fi의 가장 유용한 기능 중 하나는, OTA (over-the-air) 프로그래밍을 지원해 온라인으로(케이블 없이) Arduino sketches나 Wi-Fi firmware의 데이터 이동이 가능합니다.

ARDUINO MICROPROCESSOR
Processor	ESP8266
Architecture	Tensilica Xtensa LX106
Operating Voltage	3.3 V
Flash Memory	4 MB
RAM	8 MB instruction, 12 MB data
Clock Speed	80 MHz
WiFi	802.11 b/g/n 2.4 GHz
Wake up time	< 2 ms

ARDUINO MICROCONTROLLER
Microcontroller	ATmega328
Architecture	Atmel AVR 8-bit
Operating Voltage	5 V
Flash memory	32 KB
SRAM	2 KB
Clock Speed	16 MHz
Analog I/O Pins	6
EEPROM	1 KB
DC Current per I/O Pins	40 mA

GENERAL
Digital I/O Pins	20
PWM Output	6
Power Consumption	93 mA
PCB Size	53 x 68.5 mm
Weight	0.025 Kg
Product Code	A000133

PowerTechnical Specifics

Arduino Uno Wi-Fi 제품은 USB를 통하거나 외부 전원을 통한 작동이 모두 가능합니다(자동 선택). USB가 아닌 외부의 전원은 AC/DC 아답터 또는 배터리로 공급할 수 있습니다. 아답터의 경우에는 아답터의 2.1mm 플러그와 보드의 DC잭을 연결해 사용 가능합니다. 배터리로 전원을 공급하는 경우에는 ‘Gnd’와 ‘Vin’ 핀헤더에 전선을 연결하는 형태로 가능합니다.

외부 전원을 통해 전원을 공급할 때는 6~20V 전압으로 제품을 작동할 수 있습니다. 하지만 7V 미만의 전원만이 공급되는 경우에는 5V 핀에서도 5V 이하의 전원이 공급될 수 있으며, Uno Wifi 보드 역시도 불안정한 작동을 할 수 있습니다. 또한 12V를 초과하는 전압을 공급하는 경우에는 전압 레귤레이터가 과열되거나 보드에 손상을 입힐 수도 있습니다. 즉 7V에서 12V의 전압 공급을 권장합니다.

전원 Pin 상세 설명 :

VIN. 외부 전원을 사용할 때 아두이노 보드에 입력되는 전압. (USB 연결 혹은 기타 조정된 전원 소스의 5 전압과는 반대)
5V. 보드의 레귤러에이터로부터 조정된 5V로 출력되는 핀. 보드는 DC 전원잭 (7 – 12V), USB 커넥터 (5V)나 보드의 VIN pin (7-12V) 5V나 3.3V 핀을 통한 공급 전압은 레귤레이터를 우회하고, 보드는 손상될 수 있습니다. 권장하지 않습니다.
3V3. 온보드 레귤레이터에 의해 발생된 A 3.3 전압 공급. 최대 전류는 1 A 입니다. (파워 입력 소스에 따른)
GND. 접지 핀.
IOREF. 아두이노 보드의 이 핀은 마이크로컨트롤러가 작동하는 전압 기준을 제공합니다. 올바르게 구성된 쉴드는 IOREF 핀 전압을 읽고 적절한 전원 소스을 선택하거나 5V 또는 3.3V 전원 공급 장치로 작업하기 위해 출력에서 전압 변환기를 활성화하십시오.

Memory

ATmega328는 32 KB 플래시입니다. (부트로더용으로 0.5 KB 사용) 또한 SRAM 2 KB, EEPROM 1 KB 이 있습니다. (EEPROM 라이브러리로 읽고 쓸 수 있음)

Input and Output

우노의 각 14 디지털 핀은 pinMode(), digitalWrite() and digitalRead() 입출력에 사용됩니다. 5 전압으로 작동됩니다. 각 핀은 최대 40 mA으로 제공되거나 수신할 수 있으며 내부 풀업 저항(기본적으로 연결되지 않음)은 20-50kOhms 입니다. 게다가 몇몇의 핀은 다음과 같은 기능으로 특화됩니다.

Serial: 0 (RX), 1 (TX). TTL 시리얼 데이터를 수신 (RX) 및 전송(TX) 하는 데 사용됩니다. 이 핀은 ATmega8U2 USB-to-TTL 시리얼 칩의 해당 핀에 연결됩니다.
외부 인터럽트: 2, 3. 이 핀은 낮은 값, 어떤값의 상승, 하락할 때 인터럽트가 발생하도록 할 수 있습니다. 자세한 사항은 attachInterrupt() 기능을 참조 하십시오.
PWM: 3, 5, 6, 9, 10 and 11. analogWrite() 을 사용하여 8-bit PWM 출력을 제공합니다.
SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). 이 핀은 . SPI 라이브러리를 사용하는 SPI 통신을 지원합니다.
LED: 디지털 핀 13으로 연결된 LED가 내장되어 있습니다. 이 핀이 높은 값일 때, LED는 켜집니다. 핀이 낮은 값을 때에는 꺼집니다. 우노는 6 아날로그 입력이며, 10비트의 분해능(1024 다른 값)이 제공되는 A0 부터 A5까지 표시됩니다. AREF 핀, analogReference()를 사용하여 범위의 상단을 변경할 수 있지만 기본적으로 접지에서 5V까지 측정됩니다. 게다가 몇몇의 핀은 기능적으로 특화되어 있습니다.
TWI: TWI: A4 혹은 SDA 핀, A5 혹은 SCL 핀. 와이어 라이브러리를 사용하여 TWI 통신 지원. 참조: A4 혹은 SDA 핀, A5 혹은 SCL 핀은 IO 확장기 SC16IS750IBS에서 사용중입니다. 보드에 다른 두개의 핀이 있습니다:
AREF. Reference voltage for the analog inputs. Used with analogReference(). 아날로그 입력을 위한 기준 전압. analogReference() 사용.
RESET. 라인을 LOW로 가져와서 마이크로컨트롤러를 리셋하십시오. 일반적으로 보드의 차단하는 쉴드에 리셋버튼을 추가합니다.

Communication

The Arduino Uno Wi-Fi 는 컴퓨터, 다른 아두이노, 다른 마이크로컨트롤러와 통신하는 많은 시설을 갖추고 있습니다. ATmega328는 디지털 핀 0 (RX), 1 (TX) 로 사용 가능한 UART TTL (5V) 시리얼 통신을 제공합니다. 보드상의 ATmega16U2 채널의 USB 연결된 시리얼 통신은 컴퓨터 소프트웨어에 대한 가상 컴포트로 나타납니다. 16U2 펌웨어는 표준화된 USB COM 드라이버를 사용하며, 외부 드라이버가 필요 없습니다. 그러나 윈도우에서는, inf 파일이 요구됩니다. 아두이노 소프크웨어는 아두이노 보드로부터 온 간단한 문자 데이터가 허용된 시리얼 모니터를 포함합니다. 보드의 RX, TX LEDs는 데이터가 USB 시리얼 칩, USB 연결을 통해 전송될 때, 깜박입니다. (그러나 핀0, 1은 시리얼 통신이 아님).

소프트웨어 시리얼 라이브러리는 어떤 우노의 디지털 핀의 시리얼 통신에도 허용됩니다.

ATmega328은 I2C (TWI)와 SPI 통신을 물론 지원합니다. 아두이노 소프트웨어는 I2C 버스의 사용을 간단하게 하는 와이어 라이브러리를 포함합니다; SPI 라이브러리 사용에는 SPI 통신을 사용하십시오.

Arduino Uno Wi-Fi에는 AtMega 16u2, AtMega 328p 및 ESP8266EX 사이의 통신을 허용하는 I2C 버스/ SPI 인터페이스가 있는 SC16IS750IBS IO 확장기 단일 UART가 있습니다.

The Arduino Uno Wi-Fi를 사용하면 보드에 장착된 센서나 엑츄에이터에 와이파이로 통신하여 IoT 시스템을 쉽고 빠르게 만들 수 있습니다. Arduino Uno Wi-Fi를 Wi-Fi network 클라이언트로 다른 장치와 연결하는 서버로 사용하거나 ad’hoc Wi-Fi 연결을 만들 수 있습니다. Arduino Uno Wi-Fi를 통해 인터넷으로 접속하는 완벽한 방법은 Ciao Library이며 REST connector를 사용하는 것입니다. Arduino Uno Wi-Fi에는 브라우저를 통해 즉시 보드를 명령할 수 있는 RestServer 스케치가 미리 업로드되어 있습니다: Arduino Uno Wi-Fi SSID를 연결하십시오, http://192.168.240.1/arduino/digital/13/1 링크로 이동하여 LED L을 켜십시오.

다른 가능한 명령들은 다음과 같습니다:

* “/arduino/digital/13″ -> digitalRead(13)
* “/arduino/digital/13/1″ -> digitalWrite(13, HIGH)
* “/arduino/analog/2/123″ -> analogWrite(2, 123)
* “/arduino/analog/2″ -> analogRead(2)
* “/arduino/mode/13/input” -> pinMode(13, INPUT)
* “/arduino/mode/13/output” -> pinMode(13, OUTPUT)

Programming

The Arduino Uno Wi-Fi는 아두이노 소프트웨어가 있는 고전적인 아두이노 우노로 프로그래밍할 수 있습니다. (download). the Tools > Board menu (보드의 마이크로컨트롤러와 맞는) Arduino Uno Wi-Fi를 클릭하십시오.

Arduino Uno Wi-Fi의 새로운 특징은 Wi-Fi를 통해(Arduino Yun의 같은 방식으로) 스케치를 업로드할 수 있습니다.

Arduino Uno Wi-Fi의 ATmega328에는 외부 하드웨어 프로그래머 없이 새로운 코드를 업로드할 수 있는 부트 로더가 미리 설치되어 있습니다.

물론 부트로더를 우회시킬 수 있으며 Arduino ISP를 사용하거나 비슷한 것을 사용하는 ICSP((In-Circuit Serial Programming) 헤더 마이크컨트롤러를 프로그래밍할 수 있습니다.

Automatic (Software) Reset

Arduino Uno Wi-Fi는 업로드하기 전에, 리셋 버튼을 물리적으로 누르지 않고 연결된 컴퓨터에서 실행되는 소프트웨어로 리셋할 수 있도록 설계되었습니다. ATmega8U2/16U2의 하드웨어 흐름 제어 라인 (DTR) 중 하나는 100 nanofared capacitor를 통해 ATmega328의 리셋 라인에 연결됩니다. 아두이노 환경에서 아두이노 소프트웨어는 이 기능을 사용하여 업로드 버튼을 누르기만 하면 코드가 업로드 됩니다. 즉, DTR을 낮추면 업로드 시작과 잘 맞을 수 있으므로 부트 로더의 시간이 더 짧아질 수 있습니다.

이 설정에는 다른 의미가 있습니다. Uno Wifi가 Mac OS X 또는 Linux를 실행하는 컴퓨터에 연결되면 소프트웨어가 USB를 통해 연결될 때마다 리셋됩니다. 0.5초 동안, 부트로더는 Uno에서 실행중입니다. 형식이 잘못된 데이터(새 코드를 업로드하는 것 이외에)를 무시하도록 프로그래밍 되어있지만, 연결이 되면 보드에 전송된 데이터의 처음 몇 바이트는 차단됩니다. 보드에서 스케치가 시작될 때 일회성 구성이나 다른 데이터를 수신하는 경우 해당 데이터를 전송하기 전에 연결하고나서 통신하는 소프트웨어가 대기하고 있는지 확인하십시오.

Uno Wifi는 자동 리셋을 사용할 수 없도록 차단하는 trace가 포함되어 있습니다. trace의 양쪽 패드를 함께 납땜하여 다시 활성화시킬 수 있습니다. 이것은 “RESET-EN”라고 부릅니다. 물론 110V 저항을 5V에서 리셋 라인에 연결하여 자동 리셋을 비활성화할 수도 있습니다.

USB Overcurrent Protection

Arduino Uno Wi-Fi는 컴퓨터 USB 포트의 합선, 과전류로부터 자체 보호되는 리셋 가능한 폴리퓨즈가 있습니다. 대부분의 컴퓨터가 자체 보호를 제공하지 않더라도, 퓨즈는 보호 외부 레이어를 제공합니다. USB 포트에 500 mA 이상이 적용되면, 퓨즈는 합선이나 과전류가 제거될 때까지 자동적으로 연결이 차단됩니다.

Physical Characteristics

Uno Wi-Fi PCB의 최대 길이 및 넓이는 각각 2.7, 2.1 인치이며, USB 커넥터와 파워잭은 이전 치수에서 벗어나서 확장됩니다. 네 개의 나사 구멍으로 보드를 표면이나 케이스에 부착할 수 있습니다. 참조로 디지털 핀 7, 8 사이의 거리는 160 mil (0.16″) 이며, 다른 핀의 100mil 간격의 배수가 아닙니다.

Documentation

Eagle files: arduino-uno-wifi-reference-design.zip
Schematic: arduino-uno-wifi-schematic.pdf

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[42호]아두이노, 상상을 현실로 만드는 JUNE KIT

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:49 +0000

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아두이노, 상상을 현실로 만드는 JUNE KIT

사람들은 끊임없이 무언가를 만들어낸다. 그리고 나이, 성별, 국적 상관없이 아이디어를 가진 누구나 상상을 현실로 만들 수 있다.

아두이노는 현재 전 세계에서 가장 널리 사용되고 있는 오픈소스 기반의 피지컬 컴퓨팅 플랫폼으로 하드웨어나 소프트웨어의 전문 지식이 없어도 누구나 쉽게 배우고 사용할 수 있도록 개발되어 많은 사람들에게 널리 보급되어 사용되고 있다.

JUNE KIT는 아두이노를 처음 접하는 초보자들이 쉽게 배울 수 있도록 구성한 키트이다. 아두이노를 단순히 책으로 배우는 것이 아니라, 저자가 직접 구성한 키트와 직접 제작한 동영상 강의를 모두 담아 쉽고 편리하게 마스터할 수 있도록 준비된 제품이다. 아두이노 호환보드, 브레드보드, 초음파센서, 서보모터, 조도센서, LED 등 필요한 모든 부품이 JUNE KIT 안에 포함되어 있다.
아두이노를 어디서부터 시작해야 할지 고민하시는분, 전기·전자에 대한 배경지식이 없어 망설이시는 분, 아두이노 프로젝트를 진행해보고싶으신 분들을 위한 제품이다
상상을 현실로 만드는 메이커를 위한 키트, 아두이노, 상상을 현실로 만드는 프로젝트 Kit Only (키트 단품)은 디바이스마트 홈페이지(http://www.devicemart.co.kr)에서 구매 가능하다.

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[42호]실내 위치 인식용 마커의 무결성 검사 로봇

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:43 +0000

2016 ICT 융합 프로젝트 공모전 우수상

실내 위치 인식용 마커의 무결성 검사 로봇

글 | 한국과학기술원 김규광, 최덕규, 임휘준

심사평

뉴티씨 실내 위치 인식 등에 관한 여러가지 연구들이 그동안 많이 진척되었는데, 그 중 한가지 아이템에 집중하여 결과를 낸 부분이 인상적이다. 실제로 로봇을 제작하여, NFC와 QR 코드를 인식하고, 자신의 위치를 보정하는 등 현재 위치를 확인하고, 이를 통하여 로봇의 위치 인식으로 물류 시스템 등에서 사용할 수 있도록 하려고 노력한 점이 돋보인다. 다만, 실제 상황에서의 고려 사항인 안전, 전원문제, 기구적인 토크 문제, 거리 문제 등은 고려되지 않은 점이 아쉽다. 실질적인 연구로 이어질 수 있을 것 같아서 좋은 점수를 주었다.

칩센 이미 구현된 기술에서 새로운 실용적인 아이디어를 도출했다, 실제 완성도를 조금만 더 높일 수 있고 마커를 활용한 물류 로봇들과 운용에서 문제를 없앨 수 있다면 상품화에 도전해도 될 만큼 좋은 아이디어 같다.

위드로봇 이동 로봇의 자기 위치 추정 문제는 꽤 오랫동안 로봇공학자들이 풀려고 고생하고 있는 난제입니다. 해당 작품은 QR 코드와 RFID 및 엔코더를 누적한 DR로 제한된 환경 내에서 위치 추정 문제를 풀려고 시도한 작품입니다. 아쉬운 부분은 융합 알고리즘을 너무 단순화하여, 전체 시스템의 성능이 더 나은 결과를 낼 수 있음에도 불구하고 그만큼 나오지 않는 부분입니다. 그리고 부수적이긴 하지만 QR 코드는 코드 자체적으로 오염에 의한 손상 문제에 대해 값을 복원할 수 있는 오류 정정 코드를 삽입할 수 있는 기능이 있습니다. 이러한 부분도 같이 고려되면 완성도가 훨씬 높아질 것 같습니다. 실제 로봇을 만들어 아이디어를 확인하는 과정이 쉽지 않는데, 결과를 도출해 낸 점에 박수를 보냅니다.

작품 개요
다양한 목적에 로봇을 적용하려는 시도가 늘어나고 있으며 실제로 물류 창고 등에서 로봇이 사용되기도 하는 등 실내 환경에서의 로봇의 임무 수행을 위한 위치 인식과 추정에 대한 관심이 증가하고 있다. 간단한 Monte Carlo Localization에서부터 레이저 스캐너, 카메라 등을 이용한 SLAM 기술, 전파 신호의 삼각 측량이나 fingerprinting을 이용한 위치 측위 등 다양한 기술이 개발되었으나 센서의 가격으로 인한 다수의 로봇 제작 비용의 증가, 전파 신호 측정값의 불안전성 등 여러 이유로 인해 일정 간격으로 마커를 부착하고 이를 로봇이 인식해 엔코더 정보 등과 조합 함으로서 위치를 인식하는 방식 또한 꾸준히 사용되어 왔다. 특히 마커 설치에 대한 미관상의 부담이 없으며 다수의 로봇을 안정적이고 효율적으로 운영해야 하는 물류 창고에 보통 적용되며 아마존 사의 KIVA 로봇의 경우 이러한 부착식 마커 시스템을 사용하는 대표적인 성공 사례이다. 하지만 이러한 부착식 마커의 경우 로봇 주행 및 기타 원인에 의한 물리적인 충격이나 먼지 등의 오염물질에 의해 손상될 수 있다. 대형 물류 창고의 경우 이러한 손상을 사람이 일일이 검사한다는 것은 쉬운 일이 아니며 발생할 경우 물류 체계에 비효율성을 불러올 수 있다. 본 프로젝트에서는 차륜 형태의 실내에서 주행 가능하고 QR 코드 마커를 인식해 로봇의 엔코더/센서를 이용한 위치와 비교하여 해당 위치에 설치된 QR 코드가 정상 상태인지를 확인하는 로봇을 개발하고자 한다. 또한 RFID/NFC 태그를 QR 코드와 같이 사용하여 QR 코드 손상 시에도 위치 인식을 도와줄 수 있는 시스템을 제안하고자 한다.

작품 설명
주요 동작 및 특징
Differential Wheel 형태의 차량형 주행 로봇이며 실내 주행을 돕기 위해 Wi-Fi를 이용하여 카메라 영상과 엔코더, 나침반 센서의 데이터를 전송하며 웹기반 조종 인터페이스를 제공한다. 로봇에는 스마트폰이 장착되어 있어 이를 이용하여 QR 코드와 NFC 태그를 인식한다.

전체 시스템 구성
로봇의 주 제어장치는 라즈베리파이 보드를 사용하였으며 센서와 하드웨어 인터페이스를 위해 아두이노 보드를 부착하였다. 로봇 프레임에 장착된 서보모터를 사용해 문턱 등의 장애물을 손쉽게 넘어갈 수 있으며 모터에 부착된 엔코더와 지자기 센서를 사용해 현재 위치를 계산한다. 지자기센서는 모터와 회로 등의 자기장에 영향을 받지 않도록 앞으로 길게 빼서 설치하였으며 제작 후에는 360도 회전시켜 heading 각을 계산하기 전 보정을 해 주었다. 아두이노는 센서 데이터를 모아 라즈베리파이 보드로 전달하며 모터 제어 명령이 내려올 경우 해당하는 모터를 움직인다. (그림 1.)

그림 1

라즈베리파이에서는 시리얼 통신을 통해 아두이노와 통신하며 제어용 웹 서버를 구동한다. 통상적으로 블루투스나 RC 수신기를 이용한 1대 1통신을 사용하며 많은 DIY프로젝트에서는 안드로이드 어플리케이션을 조종 인터페이스로 사용하나 본 프로젝트에서는 web 인터페이스를 사용해보고자 하였다. Wi-Fi를 통해 연결하므로 영상 전송 등에 필요한 넓은 대역폭과 빠른 속도가 보장되며 소켓 핸들을 계속 관리해 줘야 하는 TCP/IP통신과는 다르게 비동기식 통신인 request 방식을 사용해 일시적인 연결 장애에도 더 강인한 특징이 있다. 또한 안드로이드에서만 구동 가능한 앱과는 달리 웹 브라우저가 구동 가능하고 같은 ip대역 내에만 들어 있으면 접속하는 장비의 기종에 상관 없이 사용이 가능하다는 장점을 갖고 있다. (그림 2.)

그림 2

또한 jQuery Mobile을 사용하여 웹에서 폰의 앱과 비슷한 UI를 구현하였다. 조종 버튼을 누르거나 슬라이드가 움직이면 javascript 코드에 의해 POST request가 웹서버로 보내지며 서버는 수신받은 값을 아두이노로 보내 사용자의 요청에 맞춰 구동한다. (그림 3,4)

그림 3

그림 4

통상의 리니어 5V 출력 레귤레이터로는 라즈베리파이와 서보, 구동용 모터 등에 전력을 공급하기 힘들어 직접 전원 모듈을 제작하였다. 주 전력인 DC 5V는 스위칭 레귤레이터를 사용하여 큰 발열 없이 수 암페어 단위의 출력을 낼 수 있도록 하였으며 코일이나 커패시터 등의 회로 소자도 해당 전류를 견딜 수 있는 소자를 사용하였다. 지자기센서에 사용되는 3.3V는 많은 전력을 소비하지 않아 회로 단순화를 위해 리니어 레귤레이터를 사용하였다. 11.1V 리튬 폴리머 배터리를 사용하여 시스템 구동에 필요한 충분한 전력을 넣어주었다. (그림 5.)

그림 5

안드로이드 스마트폰을 부착시키기 위해 홀더를 직접 설계하였으며 QR 코드를 읽을 적절한 초점거리를 벌리면서도 NFC 태그를 읽을 수 있는 거리를 맞추기 위해 높이 조절이 가능하도록 3D 프린터의 히트베드 위치를 조절하는데 쓰이는 것과 같은 구조의 스프링과 나사를 같이 사용하였다. 설계한 홀더는 3D 프린터를 사용하여 제작하였으며 로봇에 부착하였다. (그림 6, 7) QR 코드와 NFC 태그를 읽을 수 있는 앱 또한 개발하였다 (그림 8).

그림 6

그림 7

그림 8

위치 인식은 엔코더 데이터와 지자기센서를 사용하여 진행하였으며 QR 코드에 비해 손상되기가 힘들고 인식이 편리한 NFC 태그를 우선하여 위치 보정을 하였다. NFC 태그에는 QR 코드를 부착하였으며 QR 코드와 동일한 데이터를 NFC 태그에 입력하였다. (그림 9)

그림 9

꺾어진 모양의 주행 코스를 선정하고 가운데 점과 양 꼭지점에 태그를 붙여 총 9장의 태그를 설치하였다. (그림 10)

그림 10

주행 코스를 따라 로봇을 조종하여 이동하였으며 NFC 태그 인식 데이터와 모터 입력값, 엔코더 제어값을 모두 저장하여 off line 분석에 사용하였다. 위치 보정에는 EKF SLAM, RFID SLAM 등의 사용을 고려했으나 SLAM 특유의 연산량과 marker의 위치를 모두 연산에 포함해야 하는 문제점(EKF SLAM의 경우) 등이 있어 좀 더 간단한 방식으로 보정계산을 진행하였다. NFC 태그가 인식될 경우 로봇의 현재 좌표를 기존의 이동 궤적을 모두 무시하고 NFC 태그 정중앙으로 이동시켜 엔코더를 사용함으로써 생기는 문제 중 하나인 오차 누적에 의한 drift를 해결하고자 하였다. 아래 그림의 differential wheel 로봇 모델을 사용하여 odometry를 우선적으로 계산하였다. (그림 11)

그림 11

로봇이 바라보는 방향(Heading)의 경우 엔코더를 사용하지 않고 지자기센서를 사용한 자북극 기준 heading 방향을 사용하였다. 실제 이동한 위치를 좌표평면으로 표현하여 의도된 주행 궤적대로 위치 추정 결과가 나오는지를 확인하였다. 수집된 데이터는 Python 언어와 matplotlib 라이브러리를 사용하여 그림 12에 시각화하였다.

그림 12

파란 선이 Ground Truth, 노란 점이 NFC 태그의 위치이며 녹색 선이 엔코더로만 계산한 궤적, 붉은 선이 NFC 태그를 이용해 보정한 이동 궤적이다. 엔코더만 사용하여 이동 궤적을 계산한 경우 엔코더의 drift 오차, 좌우 엔코더의 인식률 차이, 나침반의 heading 오류 등에 의해 한번의 이동 궤적 오류가 전체적인 이동 궤적에 누적된 오차를 주는 drift 를 볼 수 있다. 반면 NFC 태그를 이용하여 NFC 태그를 밟은 경우 바로 위치를 NFC 인식 지점으로 옮겨버리는 경우 이러한 기존의 오차의 영향을 받지 않고 ground truth에 맞는 위치로 옮겨감으로서 위치가 보정되는 것을 볼 수 있다. 정확한 위치를 알아 냄으로서 QR 코드/NFC 태그의 위치 또한 알 수 있고 이를 이용하여 QR 코드나 NFC 태그가 손상되더라도 상호 검증을 통해 손상된 marker를 알려줄 수 있다.

본 프로젝트에서는 로봇의 실내 위치 인식에 사용되는 로봇의 marker의 정상 여부를 검증하기 위해 QR 코드(혹은 apriltag 등의 visual 마커) 와 NFC/RFID 태그를 동시에 사용하여 한 쪽이 손상되더라도 다른 마커를 사용하여 오류를 검사하는 방식을 제안하였으며 이 임무를 수행할 수 있는 로봇을 제작하였다. 제작된 로봇은 엔코더와 나침반을 사용해 자신의 이동 위치를 알 수 있으며 안드로이드 폰을 사용하여 NFC와 QR 코드를 인식할 수 있다. 마커 인식을 통해 자신의 위치를 보정할 수 있으며 이를 이용해 “다른 마커가 인식되어야 할 자리에 QR코드/NFC 중 하나만 인식되거나 둘 다 인식되지 않는 경우 이를 사용자에게 알려 줌으로서 대형 물류창고 등에서 로봇의 위치인식을 이용한 process가 원할하게 구동되도록 도와줄 수 있을 것이라 기대된다.
또한 실내 위치 인식의 정확도를 올리기 위해 Wi-Fi, Zigbee 등의 무선 비콘 및 여러 방식이 사용되고 fingerprinting 방식 등 모든 구역에서의 전파 신호 세기를 수집하여 기계학습을 이용해 실내 위치를 인식하려는 시도 또한 사용되고 있다. 이때 사람이 직접 이러한 신호를 수집하는 것은 매우 불편하며 이미 QR코드 등의 기존 마커가 사용될 경우 이 로봇을 이용하여 각 위치 별 전파 신호 수집 등을 수월하게 진행하는 등의 추가적인 활용 또한 기대된다.

개발 환경
아두이노와 아두이노 IDE를 사용하였으며 라즈베리파이 보드에 전용 Debian 리눅스를 올려 사용하였으며 vim 에디터 개발 환경에서 python을 사용하여 프로그램하였다. 인터페이스 웹서버는 python의 BaseHTTPServer 모듈을 사용하여 구동하였으며 HTML과 jQuery Mobile을 사용하여 웹 인터페이스를 제작하였다. 영상 전송에는 OpenCV를 사용하였다.

기타 (회로도/소스코드)
아두이노 소스코드

#include
#include
#include
#include
#define MAX_LEN 30
char cmd_array[MAX_LEN];
Servo servo_arm;
HMC5883L compass;
int error = 0;
int rignt_motor_A = 10;
int rignt_motor_B = 11;
int rignt_motor_power = 6;
volatile int right_wheel_count = 0;
int left_motor_A = 7;
int left_motor_B = 8;
int left_motor_power = 5;
volatile int left_wheel_count = 0;
int servo_arm_port = 9;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Wire.begin();

compass = HMC5883L();
error = compass.SetScale(1.3); //Set compass scale
if(error != 0) { Serial.println(“Compass ERR 1″);}
error = compass.SetMeasurementMode(Measurement_Continuous); //Set cont. measure mode
if(error != 0) { Serial.println(“Compass ERR 2″);}

attachInterrupt(0, right_wheel_encoder, CHANGE); // Right Wheel Encoder
attachInterrupt(1, left_wheel_encoder, CHANGE); // Left Wheel Encoder

servo_arm.attach(servo_arm_port);
servo_arm.write(140); //180 (max down) 140 (midpoint) 0(original)

pinMode(rignt_motor_A,OUTPUT);
pinMode(rignt_motor_B,OUTPUT);
pinMode(rignt_motor_power,OUTPUT);

pinMode(left_motor_A,OUTPUT);
pinMode(left_motor_B,OUTPUT);
pinMode(left_motor_power,OUTPUT);
}
void set_servo_angle(int angle)
{
servo_arm.write(angle);
delay(15);
}
void set_motor_value(int right_dir, int left_dir, int right_speed, int left_speed, int delay_time)
{

if(right_dir == 1) //front
{
digitalWrite(rignt_motor_A,HIGH);
digitalWrite(rignt_motor_B,LOW);
}
if(right_dir == 0) //back
{
digitalWrite(rignt_motor_A,LOW);
digitalWrite(rignt_motor_B,HIGH);
}

if(left_dir == 1) //front
{
digitalWrite(left_motor_A,HIGH);
digitalWrite(left_motor_B,LOW);
}
if(left_dir == 0) //back
{
digitalWrite(left_motor_A,LOW);
digitalWrite(left_motor_B,HIGH);
}

analogWrite(rignt_motor_power,right_speed);
analogWrite(left_motor_power,left_speed);

delay(delay_time);

digitalWrite(rignt_motor_power,0);
digitalWrite(left_motor_power,0);
}
float read_compass()
{
MagnetometerScaled scaled = compass.ReadScaledAxis();
int MilliGauss_OnThe_XAxis = scaled.XAxis;
float heading = atan2(scaled.YAxis+136, scaled.XAxis+40);
//float declinationAngle = 0.0457;
//heading += declinationAngle;

if(heading < 0) {heading += 2*PI;}
if(heading > 2*PI) {heading -= 2*PI;}

float deg_heading = ((heading * 180)/PI)-9;
if(deg_heading < 0) {deg_heading += 360;}

return deg_heading;
}
void right_wheel_encoder() {right_wheel_count++;}
void left_wheel_encoder() {left_wheel_count++;}
void send_all_sensor_val()
{
float heading = read_compass();

Serial.print(“r,”);
Serial.print(heading);
Serial.print(“,”);
Serial.print(right_wheel_count);
Serial.print(“,”);
Serial.print(left_wheel_count);
Serial.print(“,”);

MagnetometerRaw raw = compass.ReadRawAxis();
Serial.print(raw.XAxis);
Serial.print(“,”);
Serial.print(raw.YAxis);
Serial.print(“,”);
Serial.print(raw.ZAxis);
Serial.print(“,”);

Serial.println(“”);
right_wheel_count = 0;
left_wheel_count = 0;
}
void loop()
{
if(Serial.available()>0)
{
String cmd = Serial.readStringUntil(‘\n’);
//s,servo_angle,\n <- servo cmd
//s,140,\n
//m,right_fb,left_fb,right_pw,left_pw,time,\n <- move cmd
//m,1,0,125,125,500,\n
//r,0\n <- request cmd
char *ptr;
cmd.toCharArray(cmd_array,MAX_LEN);

char * header = strtok(cmd_array, “,”);
if(strcmp(header,”s”) == 0) //data request
{
int servo_val = atoi(strtok(NULL, “,”));
set_servo_angle(servo_val);
}
if(strcmp(header,”m”) == 0) //move command
{

int right_direction = atoi(strtok(NULL, “,”));
int left_direction = atoi(strtok(NULL, “,”));
int right_power = atoi(strtok(NULL, “,”));
int left_power = atoi(strtok(NULL, “,”));
int power_time = atoi(strtok(NULL, “,”));

set_motor_value(right_direction, left_direction, right_power, left_power, power_time);
}

if(strcmp(header,”r”) == 0) //data request
{
send_all_sensor_val();
}
}
delay(200);
}

웹서버 코드

#!/usr/bin/python
import BaseHTTPServer
import SimpleHTTPServer
import SocketServer
import json
import serial
STOP_CODE = 0
HEADING = 0
L_ENCODER = 0
R_ENCODER = 0
#com = serial.Serial(“/dev/ttyACM0″)
com = serial.Serial(“COM11″)
#LOG_FILE = open(“rover_log.txt”,’w')
class ThreadServer(SocketServer.ThreadingMixIn, BaseHTTPServer.HTTPServer):
pass
#
class MyRequestHandler(SimpleHTTPServer.SimpleHTTPRequestHandler):
def do_GET(self):
return SimpleHTTPServer.SimpleHTTPRequestHandler.do_GET(self)
#
def do_POST(self):
global STOP_CODE
global HEADING
global L_ENCODER
global R_ENCODER
global LOG_FILE

length = int(self.headers.getheader(‘content-length’))
var = self.rfile.read(length) #code=f&data=125&delay=500, code=s&data=57
packet = var.split(“&”)
cmd = packet[0].split(“=”)[1]

if cmd == “f”: #Front
header = “m,”
right_dir = “1,”
left_dir = “1,”
right_pw = packet[1].split(“=”)[1] left_pw = packet[1].split(“=”)[1] time_delay = packet[2].split(“=”)[1] ser_cmd = header + right_dir + left_dir + right_pw + “,” + left_pw + “,” + time_delay + “,\n”
print ser_cmd
com.write(ser_cmd)
#”"”
com.write(‘r,0\n’)
raw_sensor_str = com.readline() #r,heading,rencoder,lencoder,mag_x,mag_y,mag_z,\n
#”"”
sensor_data = raw_sensor_str.split(“,”)
HEADING = sensor_data[1] L_ENCODER = sensor_data[3] R_ENCODER = sensor_data[2] #LOG_FILE.write(ser_cmd)
#LOG_FILE.write(raw_sensor_str)

if cmd == “b”: #Back
header = “m,”
right_dir = “0,”
left_dir = “0,”
right_pw = packet[1].split(“=”)[1] left_pw = packet[1].split(“=”)[1] time_delay = packet[2].split(“=”)[1] ser_cmd = header + right_dir + left_dir + right_pw + “,” + left_pw + “,” + time_delay + “,\n”
print ser_cmd
com.write(ser_cmd)
#”"”
com.write(‘r,0\n’)
raw_sensor_str = com.readline() #r,heading,rencoder,lencoder,mag_x,mag_y,mag_z,\n
#”"”
sensor_data = raw_sensor_str.split(“,”)
HEADING = sensor_data[1] L_ENCODER = sensor_data[3] R_ENCODER = sensor_data[2] #LOG_FILE.write(ser_cmd)
#LOG_FILE.write(raw_sensor_str)
if cmd == “r”: #Right
header = “m,”
right_dir = “0,”
left_dir = “1,”
right_pw = packet[1].split(“=”)[1] left_pw = packet[1].split(“=”)[1] time_delay = packet[2].split(“=”)[1] ser_cmd = header + right_dir + left_dir + right_pw + “,” + left_pw + “,” + time_delay + “,\n”
print ser_cmd
com.write(ser_cmd)
#”"”
com.write(‘r,0\n’)
raw_sensor_str = com.readline() #r,heading,rencoder,lencoder,mag_x,mag_y,mag_z,\n
#”"”
sensor_data = raw_sensor_str.split(“,”)
HEADING = sensor_data[1] L_ENCODER = sensor_data[3] R_ENCODER = sensor_data[2] #LOG_FILE.write(ser_cmd)
#LOG_FILE.write(raw_sensor_str)
if cmd == “l”: #Left
header = “m,”
right_dir = “1,”
left_dir = “0,”
right_pw = packet[1].split(“=”)[1] left_pw = packet[1].split(“=”)[1] time_delay = packet[2].split(“=”)[1] ser_cmd = header + right_dir + left_dir + right_pw + “,” + left_pw + “,” + time_delay + “,\n”
print ser_cmd
com.write(ser_cmd)
#”"”
com.write(‘r,0\n’)
raw_sensor_str = com.readline() #r,heading,rencoder,lencoder,mag_x,mag_y,mag_z,\n
#”"”
sensor_data = raw_sensor_str.split(“,”)
HEADING = sensor_data[1] L_ENCODER = sensor_data[3] R_ENCODER = sensor_data[2] #LOG_FILE.write(ser_cmd)
#LOG_FILE.write(raw_sensor_str)
if cmd == “s”: #Servo
servo_angle = packet[1].split(“=”)[1] header = “s,”
ser_cmd = header + servo_angle + “,\n”
print ser_cmd
com.write(ser_cmd)
sensor_data_dict = {‘heading’:HEADING,’l_encoder’:L_ENCODER,’r_encoder’:R_ENCODER}

self.send_response(200)
self.send_header(“Content-type”, “text/html”)
self.end_headers()
self.wfile.write(json.dumps(sensor_data_dict))
#
#
if __name__ == “__main__”:
Handler = MyRequestHandler
server = ThreadServer((’0.0.0.0′,8080), Handler)

while not STOP_CODE == 1:
server.handle_request()
#LOG_FILE.close()
server.server_close()

[42호]간편한 온도측정, DTPA-3232-TestKit 출시

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:39 +0000

디웰전자

간편한 온도측정,

DTPA-3232-TestKit 출시

컨버터 및 각종 센서 전문 기업 디웰전자에서 어디에서든 온도 측정이 가능한 DTPA-3232-TestKit 제품을 출시했다. DTPA-3232-TestKit 제품은 보다 간편하게 사용 가능하면서도, 기능 또한 완벽하게 구현해 편의성과 정교함을 모두 갖춘 제품이다.
USB 케이블 연결만으로 작동 가능해 별도의 추가 전원이 불필요하며, 카메라 촬영 방식으로 매 측정시 온도 기록이 가능해 사용이 편리하다는 장점이 있다. 또한 알람 상황시에는 스피커를 통해 소리가 재생되어 쉽게 알아챌 수 있다. 프로그램을 실행하면 원하는 픽셀의 온도를 확인할 수 있으며 최대 5포인트의 온도 감시가 가능하다. 테스트 키트는 DTPA-UART-3232 모듈 본품, Communication board, 제품 연결 Cable의 세가지 품목으로 구성되어 있다.
제품에 대한 더욱 자세한 정보는 디바이스마트(http://www.devicemart.co.kr/) 홈페이지에서 확인할 수 있다.

제품 특징
· PC를 통해 간편하게 온도측정 가능.
· 사무실, 가정환경 등 어디에서든 간편하게 측정.
· 별도의 추가 회로, 전원 연결(USB 전원으로 작동)이 필요없는 제품.
· 매 측정시 온도 기록 가능.
· 최대 5 포인트 온도 감시 및 알람 기록 가능. (알람 상황시 스피커를 통한 소리 재생)
· 실시간 온도 저장 및 Chart View
· 1,024픽셀(32ⅹ32)

구성품
DTPA-UART-3232 : 1EA
Communication board : 1EA
제품 연결 Cable : 1EA

DTPA-3232-TestKit

www.diwellhome.cafe24.com

[42호]2017 한국전자제조산업전

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:34 +0000

ELECTRONICS MANUFACTURING KOREA 2017

한국전자제조산업전

한국 전자제조 산업의 발전과 성장을 한눈에 볼 수 있는 국내 최대 규모의 2017 한국전자제조산업전(Electronics Manufacturing Korea,
이하 EMK 2017)이 2017년 4월 5일(수)부터 7일(금)까지 서울 삼성동 코엑스 C홀과 D홀에서 개최됐다.

글 | 최희 기자 choihee427@ntrex.co.kr

EMK 2017은 세계 최대의 전시 주최사인 Reed Exhibitions의 합작법인인 리드케이훼어스 유한회사(Reed K.Fairs Ltd.)와 한국광학기기산업협회의 주최로, 2000년 최초 제1회 SMT/PCB KOREA 개최 이후 “한국전자제조산업전”이라는 통합 타이틀 아래 국제 공구 및 계측기기전(Tool & Measurement Expo) 론칭, 포토닉스 & LED 서울(Photonics & LED Seoul) 등 국내 최대 규모의 전자제조산업 전시회로 발전하고 있다. 특히 2017년부터는 자동차 전장 제조 분야 전시회인 “한국자동차전장제조산업전”이 동시 개최되어 국내 전자제조 산업분야의 더 큰 시너지 효과를 불러 일으켰다.

이번 전시에서는 국제 표면실장 및 인쇄 회로기판 생산기자재전(SMT/PCB & NEPCON KOREA), 포토닉스 & LED 서울 (PHOTONICS & LED SEOUL), 국제 인쇄전자 및 전자재료 산업전(PRINTED ELECTRONICS & ELECTRONIC MATERIALS SHOW), 국제 기능성 필름 산업전(FILM TECHNOLOGY SHOW), 국제 공구 및 계측기기전(TOOL & MEASUREMENT EXPO)을 5개의 세부 전시회로 구성, 각종 기술세미나를 부대 행사로 도입하여 참관객에게 보다 폭넓은 관람과 세미나를 통한 새로운 배움의 기회를 제공했다.

특히 이번 전시회에서는 국내 전시회 중 처음으로 시도되었던 현장 바이어 매치 메이킹 시스템(TAP : Targeted Attendee Program)이 높은 관심을 받았으며, 이를 통해 비즈니스를 극대화시키는 효과와 함께 국내 전자제조산업의 경쟁력 강화 및 발전에 기여할 것으로 보인다.

국내 최초 납땜인두 및 PCB 관련 장비 전문 업체인 주식회사 엑소(대표이사 문형세, www.exsotool.com)는 지속적인 기술 연구개발과 전기, 전자, 정밀 제품의 다양한 수출을 통해 수출유망 중소기업으로 지정된 업체이다. 이번 전시에서는 발전하는 로봇 산업에 맞춰 탁상용 4축 솔더링 자동 납땜 로봇을 선보였다.

AutoRo-5634는 사용자의 편의를 고려하여 장소와 위치에 구애받지 않고 설치가 용이하며, 휴대용 LCD 티칭 팬던트와 함께 프로그래밍이 간단하고 배우기 쉽도록 제작했다. 또한, 고효율 DIRECT HEATING 방식의 첨단기술을 인두팁에 구현하며, 원터치로 편리하게 교체가 가능하다. 납땜 인두 장치를 다양한 방향으로 조정할 수 있어 PCB 및 부품 손상을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 긴 수명을 위해 솔더링 공정에서 솔더 팁의 빠른 열 회복과 비산방지를 위한 천공 시스템 방식을 적용했으며, 100℃~500℃ 범위 안에서 납땜 온도도 자유롭게 설정이 가능하다.

이밖에도 작업 범위와 이동속도에 차별점을 둔 AutoRo-4414와 AutoRo-2284도 함께 출시해 많은 관람객들의 관심을 끌었다.
(주)포럼에이트코리아는 IT혁명의 진전에 있어서 보다 선진적인 소프트웨어, 가상현실(VR,Virtual Reality) 개발에 주력하고 있는 주식회사 포럼에이트(1987년 설립, 일본 동경)의 한국대리점이다.

비추얼리티란 지형·해저지형 등 세계를 커버한 3차원 대규모 공간을 표준 DB, 다양한 모델·FBX모델을 지원한 Web 서버 DB 등을 이용한 간단한 PC조작으로 선형, 단면, 지형 처리부터 교통 설정 모델 처리 등 VR 데이터 작성과 실시간 정보 이용형 인간-자동차-교통흐름 상호작용 시뮬레이션이 가능한 3차원 실시간·가상 현실 소프트웨어를 구현한다.
UC-win/Road 드라이브 시뮬레이터는 본격적 사륜 실차형 드라이브 시뮬레이터 패키지 시스템으로, 완전한 제어 환경 하에서 다양한 주행 환경을 생성하고 반복재현이 가능하다. 주행 시뮬레이션도 가능하여 일조권, 교통류, 드라이브 시뮬레이션 등에 의한 고도의 실시간 시뮬레이션에 대응하고 엔지니어의 설계, 개발, 연구 업무를 지원한다. 또, IFC·Shape, Land XML, DWG등을 지원하며 BIM/CIM 데이터 교환 도구로 활용된다.
특히 일본·영국·프랑스·중국·한국의 5개 국어에 대응하고 있으며, 해외 유저도 증가하고 있다. 중국용 제품이나 영어권용의 제품도 증가하고 있어, 해외 영업 전개도 실시하고 있다고 업체측은 설명했다.

주식회사 태하(대표이사 한기용, www.taehacorp.com)는 액체 정량 토출기의 1액형 시스템인 토출장치와 자동화 설비의 ROBOT SYSTEM을 선보였다. 액체 정량 토출시스템은 기계, 제어, 화학 등 다양한 주변기술의 집합체로서 지속적인 연구와 새로운 기술 및 기법이 요구되는 산업으로, (주)태하에서는 꾸준한 신제품 개발과 사세 확장으로 다양한 제품을 상품화하여 소비자의 욕구를 충족시키며 최적의 솔루션을 제공하고 있다.

(주)태하의 Pro-Pump 시스템은 Progressive Cavity Pump인 Pro-Pump와 정밀모터로 Pulse를 제어하는 컨트롤러(Procon-100)로 구성된 연속적 밀폐공간 이송펌프 시스템이다. PRO-PUMP SYSTEM(프로펌프 시스템 1액형)은 정밀도와 수명이 우수한 토출장치로, Rotor와 Stator의 조립에 의해 만들어진 밀폐공간이 Rotor의 회전으로 앞으로 이동하면 펌프 입구와 출구 각각의 진공과 압력이 발생하면서 액체가 연속적으로 토출되는 구조이다. 특히 외부 환경에 의하여 액체의 점도변화 및 용기내 수두차의 변화에 관계없이 일정하게 토출이 가능하며, 조정 가능한 Suckback 기능이 있어서 노즐 끝에 액맺힘(ball-up현상) 없이 정/역회전 자유자재로 토출이 가능하다. 또, Pro-Pump는 액체의 흐름이 연속적이어서 맥동현상 없이 일정한 압력을 유지해 일정한 토출량을 구현하며, 구조가 간단해 Maintenance 시 분해/조립 및 세척이 용이한 장점이 있다.

주로 자동차에서는 후방센서, PTC히터, 에폭시몰딩에 사용되며, 반도체(전자)에서는 BGA 언더필, 실리콘 Molding/Potting, SMT, Soldering, Conformal Coating, VCM Epoxy Dotting, COB공정 등 LED, 화학관련 작업, 화장품, 식품 등 광범위하게 사용이 가능하다.

JR3000 SERIES ROBOT SYSTEM은 디스펜서, 악세사리와 조합하여 여러 작업을 자동화할 수 있고 간단한 조작이 가능하여 누구나 쉽게 사용할 수 있는 디스펜싱 소프트웨어다. 999개의 프로그램과 30,000포인트 입력이 가능한 대형 메모리 기능과 고강성 알루미늄 사출제를 채용하여 세련된 프레임으로 구성되었으며 밀폐형 테이블 구조로 외부 분진을 완벽하게 차단한다. 협소한 작업 공간에서도 설치가 가능한 컴팩트한 사이즈를 자랑하며, 손쉽게 모델 변경이 가능하고 대형 메모리를 장착하여 다품종 소량생산에 적합하다. 또, 서랍식 구조 채택으로 간편하고 쉽게 유지, 보수가 가능하고 각종 에러 메세지 표시 기능 및 알람 기능으로 장기간 오랜 수명을 유지할 수 있다. 특히 이 제품의 가장 큰 장점은 디스펜싱 전용 HEAD BRACKET 사용으로 니들 각각의 미세위치 조정이 가능하며, ±0.007mm의 반복정밀도 실현으로 정밀하고 집중적인 작업이 가능하다. 사용자 위주의 초간편한 티칭(Teaching) 방법 및 편집 기능까지 탑재되어있어, 사용자를 위한 배려가 돋보이는 제품이다.

다양한 분야에 사용되는 스위치를 선보인 건흥전기 주식회사(대표이사 고광훈. 브랜드명 Koino(코이노니아))는 산업용 자동제어기기를 제조하는 스위치 분야에서 국내 제일의 기술력과 시장 점유율을 확보하고 있다. 산업용 스위치 사업의 주요 생산 품목으로는 제어용 스위치를 비롯하여 제어용 계전기, 마이크로 스위치, 리미트 스위치, 호이스트 스위치 등을 생산하고 있으며 산업용 센서로는 유도형 근접센서, 적외선 포토센서와 그 외에도 단자대, 소켓, 타이머, 카운터 등을 생산 및 공급하고있다.
이번 전시회에서 참관객의 발길을 붙잡았던 제품은 방진용 컨트롤 스위치와 방우용 컨트롤 스위치이다. 방진용 컨트롤 스위치는 먼지가 많은 실내나 작업 환경에서 사용이 가능하며, 방우용 컨트롤 스위치는 방우 기능이 있어 외부 환경에서 비바람에도 견딜 수 있는 장점이있다.
실내,외 다양한 환경에서 사용이 용이하며, 사용자의 편의를 위해 기타 일반 스위치에 장착하여 사용이 가능한 방우, 방진용 고무캡을 별도로 제작하여 판매하고 있다.

세연테크놀로지(주)(대표이사 송영전. ceyon.co.kr)는 RFID 장비 전문업체로 (RFID : Radio Frequency IDentification, 무선인식이라고도 하며, 반도체 칩이 내장된 태그(Tag), 라벨(Label), 카드(Card) 등의 저장된 데이터를 무선주파수를 이용하여 비접촉으로 읽어내는 인식시스템이다.) 오토 릴 관리 시스템을 선보여 참관객들의 시선을 끌었다.

릴 관리에 최적화된 이 제품은 업무시간 단축을 위해 다양한 관리 시스템을 도입했다. 실시간 릴 관리와 부품관리로 자재 보유 현황을 자동으로 모니터링하고, 납기 판단 자료를 실시간으로 제공하며, 보관 자재의 실시간 위치 관리가 가능하다. 릴을 어디에 꽂아도 빠른시간 내에 자동으로 위치를 파악하여 부품 찾을 수 있어 신속하고 정확하게 자재 입출고 및 재고를 관리할 수 있는 장점이 있다.

자체 자동화 시스템으로 인해 불편한 부품 입고검수와 자재의 오출고를 방지하므로 비경력자의 생산업무 지원이 가능하여 간편하게 생산관리가 진행되고, 품목별 적정 재고량을 알려주며, 불용 자재에 대한 조회가 가능해 창고 활용의 효율성을 도모하므로 고정 비용 절감과 비교할 수 없을 정도로 업무시간이 단축되는 효과를 볼 수 있다. 또한, 릴 관리 시스템으로 부품오삽·생산 에러 예방으로 품질 향상 등 고객 만족도 상승을 기대하고, 개발 자재의 즉시 위치 확인으로 개발 업무 효율성을 증대하여 기업의 경쟁력 강화에 긍정적인 영향을 줄 수 있다.

계측기 전문기업 히오키코리아(HIOKI KOREA)는 실장기판 검사장치 플라잉 프로브 테스터 FA1240을 선보였다.
FA1240은 작업 흐름에 따라 조작하기만 하면 구동이 가능하며, 부품 높이까지 고려하여 단시간에 프로그램을 완성할 수 있다. UA1780과 병행하여 사용할 경우 Arm 자동 연산이 가능하다.

현재 최첨단 전자공학 기술 바탕으로 점점 더 고도화·고밀도화되는 프린트 기판의 제조현장에서 편리하고 합리적인 제품으로 각광받고는 히오키코리아의 제품은 다품종 소량기판 검사용인 X-Y 픽스처리스 타입부터 대량생산 기판 검사용인 프레스 타입까지 시리즈로 있어, 베어보드 검사공정과 실장기판 검사공정의 각 공정에 최적화된 기능과 가성비를 제공하고, BAG·CSP·부품내장기판·실리콘 인터포저 등 고도화되어가는 여러 요구사항에 대응하며 높은 정밀도와 신뢰성, 그리고 편리한 사용법을 통해 합리적인 생산 공정을 선보일 것을 약속했다.

한화테크윈㈜(대표이사 신현우, 이만섭)은 산업용 Robot, 반도체 장비, 광학기기, Jet Engine 개발, 생산을 통해 고속, 고정도 Mechanism의 전자 및 기구 설계기술, 공정기술, 생산기술 등을 바탕으로 고 생산성의 고속장비, 범용기형 다기능 장비를 개발·공급하고 있으며, 고기능, 경박단소화의 전자제품 및 통신기기의 제품에 있어 기본요소인 PCB를 조립하는 장비 Chip Mounter와 주변기기 SMT Total Solution을 제공하고 있다. 특히, SMT Total Solution(표면실장기술.Surface Mount Technology) 공정에서는 기존 장비의 기능과 장점을 극대화하고 사물인터넷(IoT) 기술을 접목해 정보통신기술(ICT)의 융합을 통한 4차 산업혁명을 선도하고 있다.
이번 전자제조산업전에서는 현재 정부에서 추진중인 공장 자동화 구축 사업인 스마트팩토리 열풍에 합류하여 칩마운터, 수삽자동화장비, 생산공정모니터링시스템 등을 선보였다.

SMT기술로 탄생한 SP Series SP2-C는 최고의 생산성과 6시그마 수준의 고품질 인쇄를 제공하는 고성능 프린이다. New Alignment Mechanism적용으로 고정도 인쇄를 지원하며, 마스크 개구부 검사기능으로 사전에 인쇄 불량을 방지할 수있고, 인쇄 불량이 생겼을 경우 불량 정보 피드백을 받아 생산 직행률 향상에 도움을 준다. 또, Dual Lane컨베이어(Bypass)적용 시 프린터 2대의 직렬 연결로 고속 혼류 생산이 가능하다. 무엇보다 사용자의 능률 향상을 위하여 생산 정보 모니터링으로 간편하게 조작할 수 있도록 조작의 편의성을 극대화시켜 기존 수작업을 자동화로 대체해 스마트팩토리 구현에 기여했다.

올해 열린 한국전자제조산업전(EMK,Electronics Manufacturing Korea)은 240개 업체가 참가했다.
5개의 세부전시와 한국자동차전장제조산업전의 동시 개최로 인해 동종업계 관련 종사자들 뿐 아니라 중국, 일본, 베트남 등 아시아 각지에서 온 대기업 생산 기술팀 및 구매 사절단 방문과 국내 최초로 진행되는 바이어 직접 타겟팅 프로그램(TAP : Targeted Attendee Program)으로 인해 2016년 진행되었던 전시회보다 더 큰 관심을 받았다.

특히, 이번 전시회는 공장 자동화 구축 사업인 스마트팩토리 열풍으로 인해 급속도로 성장하고있는 다양한 전문 검사장비를 좀 더 가까이 접하고 체험할 수 있었으며, 스마트팩토리 구현에한 단계 더 발전하고있음을 확인할 수 있었으나, 세부 전시회 중 국제 공구 및 계측기기전(TOOL & MEASUREMENT EXPO)은 공지된 전시 품목들에 비해 가장 적은 비중으로 관람에 아쉬움이 있었으며 내년에는 보다 더 폭넓은 전시와 신 장비들을 접할 수 있기를 바라며 EMK 2017 관람을 마무리했다.
추후 진행될 전시회가 더 큰 국제적인 행사로 거듭남으로써 세계에서 집중하는 전자 제조 국가로 발전하길 기원한다.

[42호]실시간 자세교정 도우미

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:32 +0000

2016 ICT 융합 프로젝트 공모전 우수상

실시간 자세교정 도우미

글 | 성균관대학교 구기원, 명지대학교 하진수, 한양대학교 이기범

심사평

JK전자 의자에 앉아 있는 시간이 점점 많아지는 현대사회에서 앞으로 꼭 필요한 작품이네요. 특히나 모바일 디바이스가 많아지면서 업무시간 뿐만이 아니라 이동중에도 모바일 디바이스를 이용하게 됨으로써 예전보다 훨씬 많은 시간을 좋지 못한 자세를 유지하게 되면서 여러가지 관절 관련 질환이 늘어나고 있습니다. 상용화가 된다면 대단히 인기가 좋을것 같네요.

뉴티씨 자세는 오랜기간 만들어지는 것으로, 몸의 형상과 균형을 좌우하여 개인의 장기적인 건강에 치명적으로 관여하게 된다. 사람의 자세를 PC에 집어 넣어서 유니티를 통하여 가상인물로 구현한 점은 매우 높은 점수를 주었다. 하지만, 실제로 자세를 교정하는 기기와 연결하여, 자세교정용 건강기기로 거듭난다면 더 좋은 작품이 되었을 것 같다. 허리가 구부정한 경우가 많아 컴퓨터 등의 부작용이 있는데, 이를 이 작품이 진화한 컴퓨터 교정기를 통하여 간단히 훈련받을 수 있다면 좋을 것 같아 아쉽고, 앞으로 기대도 된다.

칩센 거북목 예방하는 센서로 아이디어가 좋다. 재미있는 발상이고 개발과정이다.

위드로봇 작품의 완성도가 무척 높습니다. 단순한 측정을 넘어서 분석, 평가를 통해 사용자에게 피드백을 줄 수 있도록 만든 부분이 훌륭합니다. 보고서의 완성도도 뛰어나며, 상품성이 충분한 수준까지 제작한 것으로 보입니다.

개요

작품 개요
우리 작품은 자세교정을 목적으로 만든 웨어러블이다. 자세교정의 원리는 스포츠 웨어의 등과 허리 부분에 각도 측정 센서를 부착한다. 두 각도 센서의 측정된 각도 값 차이가 오차 범위를 넘어가면 신호를 주어 사용자 스스로 자세를 바로할 수 있도록 설계했다. 기존 자세교정 제품과는 달리 이동성, 정확성, 편리성을 갖춘 제품이다. 또한 핸드폰 앱을 통해 자신의 자세를 실시간으로 확인할 수 있도록 했다.

목적
작품의 주목적은 바른 자세를 습관화하여 허리·목 디스크를 예방하는 것이다. 책상에 앉아 있는 시간이 많아 발생하는 허리·목 디스크를 예방함으로써 그로 인한 합병증을 예방하고 경제적 이득도 기대할 수 있을 것이다. 우리는 디스크 예방을 넘어 ‘원격 진료’, ‘개인 운동 활용’, ‘과학적 훈련기법 활용’까지도 기대한다.

작품 설명

Software 구성
· AVR : avr studio를 통해 코딩가능하며 웨어러블 디바이스로부터 각도 값을 받아서 용도에 맞게 계산한다.
· Android : AVR에서 전송된 데이터를 소팅 후 Unity로 데이터를 넘겨준다.
· Unity : Android에서 전송된 데이터를 소팅한다.
· SQLite : AVR에서 전송된 데이터들을 데이터베이스에 입력하고 원하는 형태로 출력한다.

Software 흐름도 및 클래스 다이어그램

본 시스템의 시스템구성도(도면1)에 따르면 무선센서에서 보내지는 센서 값을 AVR부로 송신하고 이를 본체에 달린 시스템의 연산에 의해 정제해 Android부로 송신 후, Unity3D부 내부 엔진을 이용하여 3D모델을 움직이고 이를 디스플레이부에 표시한다. 또한 정제된 값을 SQLite 테이블에 입력하고 이를 통해 입력 값들의 통계적인 결과를 디스플레이부에 출력해준다. 본 시스템의 자세한 플로우차트는 첨부된 도면2와 같으며, 시스템 전반에 대한 실제 움직임을 표현하고 있다.

Software 기능
· AVR : 3개의 센서로부터 roll, pitch, yaw값을 받는다. 통신은 적외선 통신으로 이뤄지며 초당 5~15개의 값을 받는다. 이 hex 값을 avr에서 받은 후에 각도 값 변환 공식을 써서 실제 우리가 인지하기 쉬운 각도 값으로 바꾼다. 이때 만약 실시간 측정 스위치를 통해서 인터럽트 값이 들어오면 값은 계속적으로 저장->덮어쓰기를 반복한다. 이때 또 인터럽트가 calibration(눈금조정) 스위치를 통해서 들어오면 최근 100개의 값을 정자세의 값으로 인지하여 평균을 내고 블루투스 모듈을 통해서 앱으로 송신한다. 이후 다시 실시간 검사 스위치를 누르면 앱으로 실시간 각도값을 송신한다. 그리고 목부분의 센서와 허리위쪽의 roll 값의 차이를 계산하여 만약 차이값이 (10도이상&&5초이상) 지속될 경우 avr에 장착된 진동센서를 울려준다.
· Android : AVR에서 전송된 데이터를 소팅한다. 소팅된 데이터를 8가지 파라미터로 구분한 후 데이터를 저장후 Unity로 전송한다. 4가지 기준값을 갖는 파라미터와 실시간으로 적용되는 4가지 센서값을 바탕으로, 기준자세를 기반으로 한 상대적인 허리각도를 측정한다. 이후 측정값이 정자세로부터 10도이상 차이가 나는 경우 진동을 울려준다.
· Unity : Android에서 전송된 데이터를 소팅한다. 소팅된 데이터를 Object에 적용하여 물체를 움직인다. 소팅된 데이터에 따른 특이값(잘못된 허리각도)을 검출시 디스플레이부(의자부분)의 색을 변경시켜 사용자가 이를 쉽게 확인할 수 있다.
· SQLite : Android에서 전송된 데이터를 SQLite의 DB에 저장한다. 저장된 데이터를 허리각도 종류별 hj(3가지)로 각각 평균을 출력한다. 사용자의 선택에 따라서 시간별, 일별, 월별로 통계 데이터를 출력해 보여준다.

프로그램 사용법
※ 무빙을 통하여((ex)옆으로 밀기, 두 손가락으로 잡아당기기 등)화면을 옆이나 위에서 바라볼 수 있다.

개발환경 (언어, Tool, 사용시스템 등)
· 개발언어 : C, JAVA, javascript, C#, SQLite
· 개발Tool : AVR studio, Eclipse, Unity3d, Monodevelop
· 사용시스템 : Android
· OpenSource : BlueTerm(hyperterminal Application)

하드웨어 구성

9축 무선 센서 3ea를 사용하여 일상생활에서도 편리하게 사용할 수 있는 웨어러블 디바이스 기능을 구현하였다. 현재 6축을(3축 자이로센서, 3축 가속도센서) 사용했지만 이후에 더욱더 정밀한 자세데이터 출력을 위해 9축 무선센서를 사용하였다. 1cell 리튬폴리머배터리 충전회로를 내장하고 있으며 32mm X 24mm의 초소형 사이즈로 크기와 무게 면에서 큰 장점을 가지기 때문에 일상에서도 지장 없이 사용할 수 있다.

2.4GHz 무선 수신기로써 허리 및 목의 6축 센서로부터 받은 데이터 최대 100개를 무선 수신 및 처리를 할 수 있으며, 통신 속도는 9600bps~921600bps를 갖는다. RF SMA 커넥터에 안테나를 연결하여 데이터 수신을 원활하게 하며, 데이터 수신 상태를 수신 LED를 통해 확인할 수 있다.

atmega128(AVR)은 16MHz, 8bit microcontroller로써 RISC 구조를 갖는다. 또한 비휘발성 메모리이며 8 channel, 10bit ADC의 형태를 갖는다.

하드웨어 흐름도
본 디바이스의 전체적인 작동 흐름(도면4)에 따르면 웨어러블 디바이스에 장착되어 있는 6축 무선 센서에서 사용자의 목, 등, 허리 각도들을 측정한다. 그 후에 센서 수신기에 각도 값들을 전송을 한 후에 종합된 값들을 atmega128(AVR)로 송신을 한다. 그 후 허리의 굽어짐, 양옆으로 꺾임, 뒤틀림 각도를 등 부분에서 측정된 Roll, Pitch, Yaw의 각도 값과 허리 부분의 값의 차를 이용해 계산한다. 또한, 목의 굽어짐을 판단하기 위해 목 부분과 등 부분의 Roll 각도 값의 차를 이용하여 계산한다.
처음에 사용자의 맞춤형 바른 자세 각도를 Calibration한 후, 바른 자세의 오차범위에서 벗어나게 되면 진동센서에서 진동을 주어 사용자가 곧 바로 자세를 고칠 수 있게끔 하였다. 또한, AVR의 연산에 의해 정제된 값을 핸드폰의 Application으로 송신하여, 실시간으로 사용자가 자신의 자세를 3D display로 확인할 수 있게끔 하여 시각화에 의한 편리함을 주었다. 진동센서와 마찬가지로 바른 자세의 오차를 벗어나는 불량한 자세를 할 때, 핸드폰의 진동 및 Application 화면을 색깔 변화를 주어서 사용자가 한 번 더 자세를 고칠 수 있게끔 도움을 주었다. Roll, Pitch, Yaw의 바른 자세에 대한 오차의 Display 색 변화는 다음과 같다.

이로써 사용자가 굽어짐, 양옆으로 휘어짐, 뒤틀어짐 중 어느 자세로 불량한지를 파악하여 자세를 고치기도 쉬울 것이고, 어느 자세로 자주 불량 했는지도 파악하기 쉬울 것이다.
거기서 끝이 아니라 측정된 데이터 값들을 데이터베이스화하여 일, 주, 월, 년 단위로 통계치를 표시해줘서 얼마만큼 자신의 자세가 나아지고 있는지도 파악할 수 있도록 했다. 이에 따라 사용자가 자세를 고치는 데 더욱 동기부여를 가질 수 있을 것이다.

하드웨어 기능
· 웨어러블 디바이스 : 허리의 각도를 정확하게 측정하기 위해 몸에 안정감 있게 달라붙고, 편안함을 주는 스포츠 웨어에 센서를 부착한다. 또한, 목의 각도를 측정하기 위해 여름에는 쿨링 목토시, 겨울에는 워머에 센서를 부착한다.

· 6축 무선 센서 3ea : 웨어러블 디바이스를 통해 목, 등, 허리에 장착하여 6축의 각도를 측정한 후 그 값들을 센서 수신기로 송신 한다.

· 센서 수신기 : 6축 무선 센서로 부터의 데이터 값들을 수신한 후 종합하여, 그 값을 atmega128(AVR)로 송신한다.

· atmega128(AVR) : 센서로부터 수신한 데이터 값들을 용도에 맞게 계산한다. 허리와 등 부분에서 측정된 Roll, Pitch, Yaw 각도들의 차를 계산하여 허리의 굽힘, 양옆으로 꺾임, 뒤틀림 각도를 파악한다. 또한, 목과 등 부분에서 측정된 각도의 차를 계산하여 목의 굽어짐 정도를 파악하여 거북목을 예방할 수 있도록 한다. 거북목 예방 부분에서는 목의 굽은 정도만 측정하면 되기 때문에 Roll의 값만 이용해서 연산한다.

· 스위치 : 바른 자세 Calibration 등, 장치가 용도에 맞게 여러 가지 작동을 하도록 한다.

· Led : 데이터 값들이 제대로 수신되고 있는지를 파악한다.

· 진동센서 : 바른 자세의 오차범위를 벗어나게 되면 진동을 울려 사용자가 파악할 수 있도록 해준다.

프로그램 설명
파일 구성
AVR

void LCD_init(void) //LCD를 추가하여 사용하는 경우 lcd를 위해 포트를 초기화시키는 함수이다.(현재 장치는 크기를 줄이기 위해 lcd를 사용안하고 있음)
void LCD_INT(int num) // LCD를 통하여 정수값 출력
void LCD_String(char str[]) // LCD를 통하여 캐릭터 배열 출력(문자열 출력)
void Control(unsigned char byte) // LCD 제어 함수

void TX0_CHAR(char ch) // uart 0 번을 통한 캐릭터 송신함수
void TX0_str(char *str) // usart 0번 송신 함수 스트링
void TX1_CHAR(char ch)// usart 1번 송신 함수 캐릭터
void TX1_INT(int in)// usart 1번 송신 함수 인트
void TX1_str(char *str)// usart 1번 송신함수 스트링

ISR(INT2_vect)// 거북목 검사를 하게 되면 1,2번 led를 켜기(인터럽트_스위치연결)
ISR(INT0_vect)// 캘리브레이션 단추(인터럽트_스위치 연결)
ISR(INT1_vect)// 실시간 검사 시작하기
ISR(SIG_UART0_RECV)// uart1 데이터 리시브 인터럽트＿각도를 받아서 계산하여 uart0으로 송신_ uart0에 연결된 블루투스 모듈을 통해 휴대폰으로 각도값 송신
ISR(SIG_UART1_RECV)// uart0 데이터 리시브 인터럽트_ 휴대폰 앱으로부터 받은 값을 구분하여 직접적으로 하드웨어 스위치를 누를 필요없이 하드웨어 조종 가능.

Android
· BlueTurn.java : Android 플랫폼과 AVR간의 BlueTooth 통신을 가능하게 한다.
· Hellotwo.java : Android Input/Output 내부처리 부분.
· unity-classes.jar : Unity Class를 Import하여 안드로이드에서 사용가능하게 한다.
· UnityPlayerNativeActivityR.java : Android와 Unity를 연동하는 부분.

Unity3D
· Standard Assets 폴더 : Unity 엔진을 활용하기 위해 가져온 기본 라이브러리.
· AndroidPluginManager.cs : Unity와 Android를 연동하는 부분.
· Rotate.cs : 3D모델이 움직이는 부분.
· MoveCamera.cs : Unity 내부 카메라를 움직이는 부분(touch로 움직임)

SQLite
· Method.java : DB로 데이터를 입력하고 Android로 출력해주는 부분
· StatisticActivity.java: 통계결과를 화면에 출력해주기 위한 Activity
· MySQLiteOpenHelper.java : DB를 생성하고 테이블을 만들어주는 부분

함수별 기능
AVR
1. ISR(INT2_vect)_우선적으로 거북목 체크 스위치를 누른다. 이 인터럽트는 스위치에 연결되어 있으며 직접적으로 하드웨어 스위치와 앱화면의 버튼을 통하여 활성화되며 활성화 된 경우 led를 켜준다.
2. ISR(INT1_vect)_다음으로 올바른 자세의 평균값을 구하기 위해 실시간 각도 값을 구한다. 실시간 각도값은 Roll, pitch, yaw의 세 개의 값과 목토시의 각도값으로 웨어러블 디바이스의 센서로부터 나오고 그 값은 avr와 연결된 수신기로 들어온다. 수신기로 들어온 값은 uart를 통해 mcu를 통하여 들어오고 이 값을 가공하여 다시 uart에 연결된 블루투스 모듈을 통하여 앱으로 송신한다. (캘리브레이션을 위해 10초이상 유지 필요)
3. ISR(INT0_vect)_ 캘리브레이션 함수를 실행하며 최근 100개의 데이터 값을 평균내서 정자세에 대한 캘리브레이션 값을 저장한다.
4. ISR(INT1_vect)_ 2)와 같이 다시 실시간 자세 측정을 하게 되며 정자세 값과의 차이값을 블루투스 모듈을 통해 휴대폰 앱으로 송신한다.

Android

((String) msg.obj).split(“\\,”); //저장된 값을 sorting하기 위해 split하는 부분.
UnitySendMessage(String, “SetLog”, strSendMsg); //unity로 메시지를 보냄

Unity

AndroidJavaClass(“PackagePath”) //Android를 호출.
curActivity.Call(“CallAndroid_U”, strMsg); //Android 내에 코드 호출.
Quaternion.Euler(X, Y, Z) //Object를 XYZ축으로 XYZ각만큼 비틈.
Quaternion.Slerp(rotation, target, Time); //Object를 부드럽게 하는 함수

SQLite

Method.insert(); //Table에 데이터 입력
Method.select(); //Table로부터 데이터 출력

주요 함수의 흐름도

기술적 차별성
우리 기술의 차별성은 그동안 시중에 없었던 방식으로 허리의 각도 값을 측정하는 것이다. 물론 병원에서 비싼 진단기기로 측정하는 것이 더욱도 정확하지만 가격적으로 고가이고 매일 측정할 수 없으며 이동성 또한 없다. 이렇게 많은 제약사항을 우리 제품을 이용하게 되면 훨씬 줄일 수 있다. 우선 6축 센서를 통하여 웨어러블 디바이스에 장착시켜 누구든 이 장치를 손쉽게 사용할 수 있다. 물론 이 센서는 탈부착이므로 세탁을 할 때 또한 어려움이 없다.
다음으로 휴대폰 어플리케이션과 연동되어진다는 큰 장점이 있다. 자신의 값을 3d 그림을 통해서 실시간으로 확인할 수 있으며 이 값은 모두 데이터베이스에 저장이 되어서 한 달 후, 일 년 후 에도 자신의 자세의 변화를 측정할 수 있으며 의료적으로도 사용될 수 있다는 큰 장점이 있다.
현재 시중에 나와 있는 제품은 비자율적 제품들 뿐이다. 따라서 사람들은 허리가 아프면 무조건 병원에 가야 하는 병이기 때문에 큰 병에 걸릴 수 있다는 두려움을 갖고 있다. 우리제품은 자율적인 바른 자세 습관화를 만들어줄 수 있으며 수천만의 학생, 직장인에게 올바른 자세습관을 유지해서 병을 예방할 수 있으며, 수술을 받은 후인 환자에게 지속적인 관리를 해줄 수 있다.
마지막으로 중요한 장점은 바로 거북목 측정 시스템이다. 요즘 많은 사람들이 스마트폰, 컴퓨터를 장시간 이용함에 따라 거북목 증후군을 앓고 있는 사람이 많아져 사회적 이슈가 되고 있다. 우리 제품은 등에 장착한 센서와 목토시에 장착한 센서 차이값을 이용하여 일정시간 이상 각도차가 벌어져 거북목 자세가 되었을 때 사용자에게 알림으로써 거북목 증후군을 예방할수 있도록 만들었다.
또한 센서를 이용한 프로그램으로서, 실질적으로 들어오는 데이터를 기반으로 인체를 모델링한 오브젝트를 활용하여, 실제로 움직임에 따른 3D모델 오브젝트의 움직임을 쉽게 볼 수 있다. 이는 기존에 있는 그림과 글자로만 보여주는 디스플레이 방식을 뛰어넘는 실사용자가 시각적으로 접근하기 쉽게하는 효과를 갖고 있다.

응용 분야

허리 및 목 디스크 예방
허리가 건강해야 몸이 건강하다.(허리디스크 예방)

위와 같이 허리디스크는 고통뿐만 아니라 많은 다른 질병을 함께 유발할 수 있다. 따라서 우리 제품을 이용하면 애초에 이러한 허리디스크를 예방하는데 큰 도움이 될 수 있다.
허리디스크 수술은 척추사이의 염증을 치료하는 것이다. 때문에 재활 치료로 허리의 근육을 잡아주지 못한다면, 허리디스크가 다시 발병할 가능성이 크다. 따라서 재활치료를 통해 허리의 근육을 강화시켜 디스크 재발을 방지해야한다.

거북목 증후군(목 디스크) 예방
거북목 정의
목을 앞으로 뺀 자세를 거북목이라고 한다. 더 자세히 설명하면 전체 목뼈 수가 7개인데 정상적으로는 귀가 어깨뼈봉우리와 같은 수직면 상에 있고 7개의 목뼈는 앞쪽으로 볼록하게 휘어서 배열되어 있다. 이를 경추 전만이라고 한다. 거북목 자세는 아래쪽 목뼈는 과하게 구부러지는 방향으로 배열되고 위쪽 목뼈와 머리뼈는 머리를 젖히는 방향으로 배열되어 전체적으로 목뼈 전만이 소실되고 머리가 숙여지지 않은 상태에서 고개가 앞으로 빠진 자세이다.

원인
나이가 들수록, 근육이 없을수록 거북목이 잘 생긴다. 그러나 컴퓨터를 많이 하는 요즘에는 연령, 성별에 관계없이 호발한다.

치료
기본적 치료는 어깨를 펴고 고개를 꼿꼿이 하는 것이다. 아울러 20~30분에 한 번씩 목을 스트레칭해 주면 큰 도움이 된다.

제품을 이용한 거북목 예방
목의 휨 정도에 따라 실시간으로 진동을 통해 사용자에게 알려주기 때문에 거북목 증상을 예방할 수 있다.

경제적 효과

척추 측만증 예방으로 치료비용 절감
척추 측만증 수술과 치료비용은 정확히 공개된 것은 없지만, 측만증을 치료하려면 수백만원 이상의 비용이 든다는 것으로 알려져 있다. 우리는 웨어러블을 이용하여 측만증을 예방하고 경제적 측면에서도 상당한 이득을 볼 것이라 예상한다.

의사와 원격 진료
S·U·S의 기능 중 하나는 환자의 데이터화된 환자의 상태를 축적하는 것이다. 우리는 축적된 데이터를 의사에게 전송함으로써 의사가 환자의 허리 상태를 파악할 수 있게 할 것이다. 이것은 환자가 직접 의사를 찾아가지 않아도 치료를 받을 수 있도록 도울 것이다.

바른 자세로 운동하기
스쿼트, 데드리프트 등 개인 피트니스 운동은 바른 자세를 유지로 운동하는 것이 운동 효과와 허리통증 등의 역효과를 방지할 수 있는 유일한 길이다. 예를 들어 스쿼트 운동을 할 때, 허리와 등을 곧게 펴고 무릎의 구부림 정도가 중요한데, 우리제품을 사용하여 각도를 설정하고 정해진 각도를 벗어났을 때 알림을 주는 방식으로 바른 자세를 유지할 수 있다. 이를 통해서 초보자들도 비싼 개인 트레이너를 구하지 않고 바른 자세로 운동을 할 수 있을 것으로 예상된다.

과학적 훈련기법 활용
스포츠는 과학이다. 뉴스를 통해 과학적 훈련기법을 통해 선수들의 기량을 향상시킨 것을 자주 접할 수 있다. 이처럼 스포츠에서도 선수의 자세가 중요한 것은 부정할 수 없다. 골프가 그 하나의 예이다. 골프 선수의 허리와 무릎 굽힘, 팔의 각도 하나하나 선수들의 성적에 영향을 줄 수 있다. 우리 제품을 사용함으로써 선수들의 자세를 교정하고 기량을 향상 시킬 수 있을 것으로 생각한다.

개발 단계

기타

[42호]LED 스틱인두기 제품군 4종 출시

디바이스마트 매거진 — Thu, 25 May 2017 00:00:29 +0000

WELLER

LED 스틱인두기 제품군 4종 출시

납땜 작업 분야 최고의 기술을 자랑하는 인두기 전문 브랜드 Weller Electric에서 3구 LED가 탑재된 스틱인두기 제품군을 새롭게 출시했다. 15W, 25W, 40W, 80W의 전력을 가지며, 각각 크기가 다른 인두팁이 장착되어 있다.
3구 LED가 탑재된 Weller의 컨슈머 솔더링 아이언 LED 스틱인두기는 어두운 작업환경에서도 완벽한 사용성을 자랑한다. 사용자를 위해 부드러운 고무재질의 안정적인 그립감을 주도록 손잡이를 원형으로 디자인했으며, 보다 완벽한 Tip의 제어를 위해 핸들이 삼각형으로 제작되었다. 또 스테인레스 스틸을 활용하여 열전도율이 빨라 업무시간 단축과 능률 향상에 기여하는 장점이 있다.

제품특징
· 우수한 납땜 정밀도 및 라이팅 어플리케이션(5mm 크기, 높은 온도, 긴 수명, 평방 피트당 25루멘스의 2구 LED)
· 최고의 편안함과 미끄러짐의 감소를 위하여 고무재질의 소프트 그립 핸들 디자인
· 완벽한 Tip의 제어를 제공하는 삼각형 핸들과 Tip 회전의 용이성을 위한 라운드 핸들
· 고성능, 최대 482℃(LED 스틱인두기 SP80NKO (80W))까지 가열할 수 있는 스테인리스 스틸 히터 기술
· 수명 연장을 위해 코드 스트레인 릴리프(코드 변형 방지)

제품사양
· Material ID : SP80NKO
· Wattage : 80W
· Temperature Range : 482℃
· Voltage Input : 220V
· Included iron Tip : MTG20, 10mm diameter
· Cord length : 1.5M
· Country of Origin : Mexico
· Compatible Tips :
MTG21, chisel, 6.0mm diameter
MTG22, cone, 10.0mm diameter

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TEL. 051-325-0777
www.dhscorp.co.kr