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아크릴 그리퍼를 집게차 만들기

프로젝트

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아크릴 그리퍼를 집게차 만들기

2016-04-03 00:53:20

개요

 

<출처 : youtube >

 

 

 

오렌지보드 BLE + 아크릴 그리퍼 +  sg90서보 + 모터드라이버 + DC모터가 하나가 되어 만든 집게차입니다.

중국산 아크릴 그리퍼가 저렴하여 구매했다가 오렌지보드와 함께 사용해보았습니다.

거참 재밌는 그리퍼입니다. 비록 서보 토크가 약하여 힘은 없으나 나름 잘 잡히는군요.

우선은 RC 집게차를 만들기 전에 코코아팹 예제를 따라하면서 오렌지BLE보드의 사용방법을 익혔습니다.

 

 

 

 

 

 

오렌지보드 BLE 사용법 익히기

 

BLE 기본 예제(BLE를 활용한 LED 점멸) 동작하기

 

처음 보드를 받고, 스마트폰으로 페어링을 시도했습니다. 결과는 실패...

등록을 거부한다는 메세지가 뜨더군요. 아마도 BLE의 경우 일반적인 블루투스와 같은 방식으로 휴대폰에 등록이 되지 않는 것 같습니다.

기존에 사용하던 블루투스 컨트롤 어플도 마찬가지로 페어링이 되지 않았습니다.

음... 대략 난감했습니다.... 만. 다행이도 코코아팹 홈페이지에 가면 BLE와 연동할 수 있는 어플이 있었습니다.

아래처럼 코코아팹 사이트에는 다운로드 받을 수 있는 몇가지의 어플이 있었습니다.

또한 코코아팹 사이트에 다양한 예제들과 프로젝트들이 있는데요. 정말 재미있고, 유용한 자료들이 참 많아서 그 자료들을 활용하여 따라해보는 것도 참 좋을 것 같습니다. 기본 준비물부터 따라하기 전에 미리 알아두면 좋을 내용들도 링크로 친절하게 안내해주고 있습니다. 또한 예제 소스도 글 중간에 같이 들어있으며 코드 분석과 설명까지도 나와있어서 참고하기 참 좋은 내용인 것 같습니다.

저는 BLE를 사용하는 몇 개의 예제 중에서 가장 기본적으로 스마트폰을 활용한 LED를 켜고 끄는 제어 어플을 따라해보기로 하였습니다. 

관련 어플은 글 중간에도 있습니다만 아래 따로 링크해두겠습니다. PC로 받아서 스마트폰으로 옮겨 설치해도 되지만 좀 더 편리하게하려면 스마트폰에서 직접 다운받아 어플을 설치하면 더욱 편리합니다.

아래 코코아팹의 홈페이지에 튜토리얼로 들어갑니다.

 

 

 

[학습하기 - 중급] 에 들어간 후 검색창에 BLE를 검색하면 다음과 같은 튜토리얼이 나오고 일단 들어가봅니다.

 


 

예제 안으로 들어가보면 아래와 같이 아주 설명이 잘 되어있습니다.

형광색으로 표시한 부분은 말그대로 이 프로젝트를 따라하기 전에 알아두면 좋을 내용을 링크로 연결해 놓았습니다.

예를 들어 이 프로젝트를 하기 전에 블루투스 통신의 기초를 알아두면 좋을 것 같다는 내용입니다.  튜토리얼을 따라하다가 이해가 되지 않는 부분은 링크로 들어가 더욱 자세히 배울 수 있어서 참 좋습니다.



 

중간에 해당 프로젝트의 소스코드도 공개되었으며 자세한 설명도 나와있습니다. 

해당 소스를 복사하거나 직접 보고 따라 아두이노에 코드를 완성하여 오렌지보드에 업로드시킵니다. 이젠 스마트폰 어플을 다운 받을 차례입니다.

해당 어플은 구글플레이스토어에서는 검색이 되지 않더군요. 따라서 이곳 홈페이지에서 직접 다운 받아야 합니다.

해당 안드로이드 어플은 kocoaBLE_1.apk 입니다.

다운받아 설치하면 아래 사진과 같은 화면이 나타나며 Connect 버튼을 눌러 페어링을 시키면 바로 동작이 됩니다.  참 쉽죠~~~

 


 


 

 

코드 자체는 너무 간단하고 쉽습니다. 아래 소스 코드도 올려봅니다.

주석 처리된 설명 부분을 잘 읽어보면 누구나 쉽게 이해할 수 있을겁니다.

필요에 따라서 핀번호를 13번이 아닌 다른 핀번호를 적어주면 해당 디지털핀을 통해 LED점멸이 가능하겠죠?

저는 13번으로 설정하여 보드의 내장LED 제어도 해보고 11번으로 수정하여 외부LED도 테스트겸 제어해보았는데 아주 잘 동작했습니다.

 

 

아주 간단하지만 처음으로 BLE를 활용한 예제에 성공했네요. ㅎㅎ

끝으로 오렌지보드BLE 를 활용한 동작을 해보면서 느낀점을 말씀드리겠습니다.

 

 

 

 

 

 

오렌지보드 BLE 특징

 

기존의 블루투스 모듈 연결방법과 다르다.

 

기존 HC-05, 06등의 모듈과는 연결방법이 다르며 스마트폰과도 바로 페어링이 되지 않습니다. 이점을 몰라 저는 많이 삽질을 한 것 같네요. 반드시 BLE를 지원하는 어플을 사용해야 올바른 동작이 되더군요. 스마트폰에서도 페어링은 되지만 아래처럼 등록을 거절당하는 메세지가 뜹니다. ㅎㅎ 참고로 본 오렌지보드BLE의 경우는 해당 홈페이지에 관련 어플이 등록되어있으니 이를 활용하면 되겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

제작 과정

 

RC카 만들기

 

기본을 익혔으니 이제 본격적으로 RC카를 만들어 봅니다.

간단한 모터 구동 테스트를 실시 후 바로 작업에 들어갔습니다. 모터드라이버는 일전에 구입해 놓았던 중국산 저렴한 모터 드라이버입니다.

구동 DC모터의 출력이 워낙 작은것이라 아래 드라이버로도 충분히 감당할 것 같습니다.

아래는 최종으로 완성된 모습의 RC카입니다....

 

 

 

1) 자 만들기 시작을 위한 준비물을 늘어 놓았습니다.

해당 바디가 되어준 플레이트는 로@링크 사에서 판매되는 플레이트입니다.

모터는 일반적으로 교육용으로 많이 쓰이는 서보모터형 DC모터입니다.

해당 모터에 맞는 바퀴한쌍, 볼케스터, 모터드라이브, 오렌지BLE보드

 

 

 

2) 간단하게 바디를 조립합니다.


 

 

 

 

3) 오렌지 보드를 올리는데.. 역시 딱 맞지는 않으나 그래도 나름 구멍 하나로 얼추 고정이 되었습니다.


 

 

 

 

4) 모터 드라이버는 하단에 뒤집어 붙여서 공간을 보다 효율적으로 활용... 또한 2단으로 플레이트를 만들어 공간을 최대한 활용할 수 있도록 합니다.





 

 

 

 

5) 모터드라이버와의 배선 연결입니다.

 


 

 

 


6) 9V건전지로 과연 구동이 될까 걱정이 들지만 그래도 최대한 크기를 줄여야하겠기에 선택했습니다만....

 

 

 

 

7) 배선까지 모두 완성된 후 프로그램을 아두이노로 작성합니다.

모터를 구동시키는 소스입니다. 정역을 제어하는 소스라 어렵진 않습니다. 예전에 만들어 놓았던 소스를 조금 수정하여 활용했습니다.

 

컨트롤 앱은 코코아팹 홈페이지에서 다운 받았는데 단점이 있네요.
버튼을 터치할때 반응하는것이 아니라 터치후 손을 뗄때 반응합니다.
누르면 계속 직진하거나 해야하는데 전진하려면 계속 터치하고 떼고른 반복해야합니다.

 

차후 앱인벤트를 익혀서 직접 앱을 만들어 볼 예정입니다만.. 언제가 될런지는.....
 

 

 

 

집게차 만들기

 

RC를 만들긴 했지만 너무 단순해서 ... 여기에 서보달린 그리퍼를 달기로 했습니다.

중국산 알$익스%%%에서 저렴하게 팔길래 구매했었던 제품으로.. 모터까지해서 만원이 조금 안되었던가.....

여튼 이제야 썩먹게 되는 것 같습니다.

 

오렌지보드 BLE + 모터드라이버 + SG90 아크릴 그리퍼 + IO 쉴드 + DC 모터 + 기타 기구물 등  

 

모터 드라이버와 SG90서보모터로 구동되는 그리퍼, IO 쉴드 모두 대륙발 제품입니다. 워낙 저렴하다보니 알리를 통해 직구로 구매했던 제품들이네요. 

 

 

 

1. 부품 구매 

 

 

1) SG90 그리퍼   - 워낙 저렴한 서보모터라 힘이 약하고 아크릴 재단하여 만든 그리퍼라 정교하지 못하고 볼품도 별로 없네요. 하지만 간단한 테스트 용으로는 괜찮은 가격... 모터 포함...


 

 

 

 

 

2) 모터 드라이버 - 놀랍도록 저렴한 모터 드라이버입니다. 가벼운 DC 모터 정도 돌릴 수준입니다. 방열판도 없고, 정말 저렴한 모터 드라이버로 큰 모터를 돌리기에는 역부족이니 간단한 장난감정도 구동용으로 봐주시길...


   

 

 

 

 

3) io쉴드 - 역시 중국산으로 본래 학생들에게 아두이노와 센서의 기초 지도를 위해 사용하려는 것이 목적이었습니다. 마감상태나 안정성은 장담은 못하나 여태 사용하면서 무리는 없었습니다.

4) DC모터 - RPM 300 짜리 교육용 DC모터입니다. 전류량도 작고 간단히 사용하기엔 무리없는 조립도 간편한 모터입니다.

5) 배터리 - 처음엔 9V 사각건전지를 사용하다가 이후 출력이 부족한 듯 하여 4V 리튬폴리머 배터리를 사용했습니다.

 

 

 

 

 

 

2. 집게차로 변신...

 

단순한 RC카에서 조금 더 욕심을 부려 집게가 달린 자동차로 만들어 보았습니다. 예전에 작은 인형뽑기 기계를 만들어볼 요량으로 구입했던 그리퍼를 달아보았습니다.

위에서 만들었던 RC카의 오렌지보드 위에 IO쉴드를 얹어 좀 더 외부장치(서보,  센서 등)를 연결하기 쉽도록 하였습니다.

소스에도 서보라이브러리를 추가했고, 컨트롤러 어플의 우측 버튼 부분을 서보를 제어하는 용도로 사용하여 조건문을 좀 더 추가했습니다.

서보 구동시 DC모터의 PWM(6,9,10,11번 핀) 조절이 제대로 동작하지 않아 PWM제어를 포기하고 일반 디지털출력으로 모터를 구동하게 되었습니다. 서보와의 충돌인지 간섭인지 원인은 아직도 정확히 파악하지 못헀습니다.

제 생각엔 서보의 구동에 사용되는 펄스와 PWM구동에 사용되는 펄스 신호의 중복으로 인해 제대로 동작하지 못하는 것 같습니다만... 맞는지는 모르겠네요.

여튼 아래 RC에서 집게차로 변경되는 부분을 간단히 사진으로 정리했습니다.

 

 

 

 

1) 앞부분에 그리퍼 장착.

 

 

 

 

 

2) 위에서 오렌지보드에 바로 연결되던 모터드라이브의 배선을 다시 확인하여 io쉴드에 연결

 

   

 

 

 

 

 

소프트웨어 코딩

 

오렌지보드 BLE에 업로드 되는 소스 코드 입니다.

서보 모터(SG90)은 D3번핀에 연결하였습니다.

 

 

 

 

 

 

 

마치며...

 

마지막으로 집게차의 동작 영상을 담아보았습니다.

컨트롤이 미숙하여 매끄럽지 못한 주행을 보여 죄송합니다.

또한 컨트롤 어플이 버튼을 눌렀다 떼어야 반응하기에 조작도 다소 불편한 점이 있습니다.

 

 

 

최조영

오렌지보드 BLE, Orange Board BLE, RC 카, RC Car
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Klant 2016-04-04 09:18:26

사진이 깨져서 잘 안보이네요! 너무 궁금해요ㅎㅎ

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원기옥 2016-04-04 13:19:58

사진 좀 보에게 해주세요. ㅎ

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kocoafab 2016-04-04 15:19:58

컨트롤 앱은 업데이트 되어 사용하기에 좀더 편리합니다.

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최조영 2016-04-17 23:56:47

앱이 업데이트 되었군요. 기대됩니다. ㅎㅎ

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김경선 2016-05-12 15:20:30

진짜 잘 만드셨네요

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노랑병아리 2016-05-24 15:27:56

우와~ 하나 탐나는데요!

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태우 2016-05-28 19:24:45

진짜 잘 만드셨네요

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김대현 2016-05-31 16:37:47

우워 저도한번 만들어보고싶네욥

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이유섭 2016-07-14 23:28:55

진짜 잘 만드셨네요!!

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김흥식 2016-07-20 15:02:53

훌륭합니다.

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김수현 2016-07-26 17:10:06

많이 배우고 갑니다!

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기봉조 2016-11-03 01:26:30

감사합니다