지난번 수유등 만들기 프로젝트에서 밝기 조절 기능을 빼서 눈부심에 시달렸던 문제가 있었다. 그래서 이번 프로젝트에서는 밝기 조절 기능을 추가했다. 밝기 조절이 가능한 애플 스타일 수유등 만들기 프로젝트는 다음의 순서로 진행했다. 개선 프로젝트이므로 기존 진행 단계에서 몇 가지 단계를 제외했다.

 

●사양 정의

●구현

●제품 디자인

●제작 및 시연

 

*지난번 수유등 만들기 프로젝트는 다음 글을 참고한다.

2020/10/16 - [BerryMixLab/Arduino Project] - 아두이노 프로젝트 - 간단한 수유등(무드등) 만들기

 

아두이노 프로젝트 - 간단한 수유등(무드등) 만들기

“이거 왜 이러지?”  아내가 물었다. 잘 쓰던 수유등에 불이 들어오지 않는다. 아내는 USB 케이블을 의심했지만 여지없이 침대에 달린 USB 포트가 나갔다. 수유등도 망가졌다. 수유등이 USB 포트

berrymixstreet.tistory.com


* Version1 : 이전 프로젝트에서 진행한 ON/OFF 기능만 있는 무드등

**Version2 : 이번 프로젝트에서 밝기 조절 기능을 추가한 무드등

 

1. 사양 정의

 

Version1에서 사용했던 사용했던 모든 부품을 재사용했다. 거기에 밝기 제어를 위한 touch 센서를 추가했다. 아래는 사용한 부품 목록이다.

 

· Arduino Uno

· WS2812B LED(원형)

· 18650 배터리(3.7V)

· USB 충방전 보드

· Switch

· Touch sensor


2. 구현

 각 센서 배선은 별도로 명시하지 않는다. 관련 내용은 다른 블로그에 상세하게 잘 설명되어 있다. 구현이 필요한 기능은 아래와 같다. 실 사용 환경이 수유등(무드등)에만 의존한 환경임을 고려했다.

 

● 4단계 밝기 조절 (수유 시에 사용자 편의에 따라 변경)

● 최소 <-> 최대 밝기 조절 (기저귀 교체 등에 빠른 변경이 필요할 경우 사용)

 

다음 코드를 참고한다.

 

/** 타이머 인터럽트로 이벤트를 처리하는 게 깔끔하지만 
어차피 touch sensor 값만 읽을 것이기 때문에 별도로 고려하지 않았다. 
*/ 
void loop() 
{ 
	buttonState = digitalRead(buttonPin); //PWM PIN에 달린 touch sensor 값을 읽는다. 
/** 
1. touch가 일정 시간 이상 지속되면 최소 <-> 최대 밝기 조절을 처리한다. 
최소 LED 1 ON 나머지 OFF 
최대 LED 8 ON 일정 시간 : 약 3초.
(최초 시간 계산에서는 시간이 더 짧았지만 코드 수정 중에 애매하게 시간이 변경되었다.) 
*/ 
	if (buttonState == HIGH) 
    { 
    	loopCnt++; 
        if(loopCnt>8) // 일정 시간 이상 touch가 지속되었을 경우 
        { 
        	switch(ledCnt) 
            { 
            	case 1: 
                	ledCnt=8; 
                break; 
                case 8: 
                	ledCnt=1; 
                break; 
                default : 
                	ledCnt=1; 
                break; 
            } 
            //LED ON 
            for(int i=0; i<ledCnt; i++) 
            { 
            	strip.setPixelColor(i, 0xf5, 0x7f, 0x17); 
                // (A,R,G,B) A번째 LED를 RGB (0~255) 만큼의 밝기로 켭니다. 
            } 
            //LED OFF 
            for(int j=ledCnt; j<8; j++) 
            { 
            	strip.setPixelColor(j, 0x00, 0x00, 0x00); 
                // (A,R,G,B) A번째 LED를 RGB (0~255) 만큼의 밝기로 켭니다. 
            } 
            strip.show(); //LED 변경 사항 반영 
            loopCnt=0; 
            delay(250); //touch 해제 후 불필요한 동작을 막기 위한 딜레이 
        } 
    } 
    /** 2. touch 동작을 해제할때 4단계 밝기 조절을 처리한다. 
    1 단계 LED 1 ON 나머지 OFF 
    2 단계 LED 3 ON 나머지 OFF 
    3 단계 LED 6 ON 나머지 OFF 
    4 단계 LED 8 ON 
    */ 
    else 
    { 
    	if(loopCnt>1 && loopCnt<=4) // 오동작을 막기 위해 일정 시간 touch가 유지되었을 경우에만 
    	{ 
    		switch(ledCnt) 
            { 
            	case 1: 
                	ledCnt=3; 
                break; 
                case 3: 
                	ledCnt=6; 
                break; 
                case 6: 
                	ledCnt=8; 
                break; 
                case 8: 
                	ledCnt=1; 
                break; 
                default : 
                	ledCnt=1; 
                break; 
            } 
            //LED ON 
            for(int i=0; i<ledCnt; i++) 
            { 
            	strip.setPixelColor(i, 0xf5, 0x7f, 0x17); 
                // (A,R,G,B) A번째 LED를 RGB (0~255) 만큼의 밝기로 켭니다. 
            } 
            //LED OFF 
            for(int j=ledCnt; j<8; j++) 
            { 
            	strip.setPixelColor(j, 0x00, 0x00, 0x00); 
                // (A,R,G,B) A번째 LED를 RGB (0~255) 만큼의 밝기로 켭니다. 
            } 
            strip.show(); //LED 변경 사항 반영 
            loopCnt=0; 
            delay(250); //touch 해제 후 불필요한 동작을 막기 위한 딜레이 
         } 
     } 
     delay(400); 
     /* touch 제어 처리를 위한 딜레이다. 
     딜레이가 없으면 불필요하게 짧은 시간 동안 touch 값을 읽는다. 
     */ 
 }

3. 제품 디자인

Version1의 기와 디자인에서 다음과 같이 디자인을 변경했다.

 하지만 사용 중에 부분 파손이 발생했고 광확산 아크릴이 빠지는 문제가 있어 디자인을 일부 변경했다. 다음은 현재 최종 디자인으로 예전 맥북의 로고를 오마주 했다.

 


4. 제작 및 시연

https://youtu.be/jF1ggOwn3ow

 

수유등을 완성한 후 아내를 불렀다.

“진짜 예쁘다. 그런데 이제 좀 쓸만하다.”

이제 좀?


 

Trouble shooting

밝기 1단계에서 불규칙한 주기로 LED가 깜빡인다.

▶ LED가 깜박일 때 USB 충방전 보드의 전원 LED가 깜박이는 것으로 보아 배터리 전원 계통의 문제로 생각된다.

▶ 정확한 이유는 알 수 없지만 밝기 2단계 이후로는 정상 동작하므로 개선할 계획은 없다.

 

“이거 왜 이러지?”

 아내가 물었다. 잘 쓰던 수유등에 불이 들어오지 않는다. 아내는 USB 케이블을 의심했지만 여지없이 침대에 달린 USB 포트가 나갔다. 수유등도 망가졌다. 수유등이 USB 포트를 잡아먹으며 같이 죽은 모양이다. 그래서 시작했다. 아두이노를 활용한 간단한 수유등(무드등) 만들기 프로젝트는 다음의 순서로 진행했다.

 

●제품 컨셉 구상

●사양 정의

●구현

●제품 디자인

●조립 및 시연


1. 제품 컨셉 구상

 

불만 들어오면 됐다. 다른 것은 고민할 게 없었다. 놀고 있는 Arduino Uno(아두이노 우노)가 최선의 선택지였다. 최대한 빠른 시간 내에 불편함을 해소해야 했다. 그냥 하나 사자는 말이 나오기 전에 말이다.


2. 사양 정의

 

기존에 쓰던 수유등의 기능을 그대로 제공해야 했다.

· USB 충전

· 편리한 전원 ON/OFF

· 밝기 제어.

 

이 중에 밝기 제어 기능은 제외했다. 크게 필요 없을 것 같다는 것이 그 이유였다. 아래는 사용한 부품 목록이다.

 

· Arduino Uno

· WS2812B LED(원형)

· 18650 배터리(3.7V)

· USB 충방전 보드

· Switch


3. 구현

 

 구현이랄 게 없다. 전원이 인가되면 LED를 전부 켜면 그걸로 끝이다. 코드랄 것도 없다. RGB 값은 구글링으로 기존 불빛과 가장 비슷한 색을 찾아 넣었다.

#include <Adafruit_NeoPixel.h>    

#define PIN 6                     // PWM 디지털핀
#define LEDNUM 8                  // 연결된 네오픽셀의 개수
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(LEDNUM, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  strip.begin();                           
}

void loop() {                              
  strip.setPixelColor(0, 0xf5, 0x7f, 0x17);     
  strip.setPixelColor(1, 0xf5, 0x7f, 0x17);     
  strip.setPixelColor(2, 0xf5, 0x7f, 0x17);     
  strip.setPixelColor(3, 0xf5, 0x7f, 0x17);     
  strip.setPixelColor(4, 0xf5, 0x7f, 0x17);     
  strip.setPixelColor(5, 0xf5, 0x7f, 0x17);   
  strip.setPixelColor(6, 0xf5, 0x7f, 0x17);   
  strip.setPixelColor(7, 0xf5, 0x7f, 0x17);

  strip.show();  
  delay(1000);  // 이 부분에 delay가 없으면 눈이 아플 수 있다.
/*  
어차피 LED 점등만 시킬 것이라서 setup부분에서 동작 시켰어야 했다는 후회가 밀려온다.
쓸데 없이 LED 설정을 반복할 필요는 없었는데.
하지만 아무렴 어떠한가?
불만 들어오면 되는데!
*/
}

 


4. 제품 디자인

 최대한 간단하며 반복 사용에도 모든 부품이 제자리에 있어야 했다. 제작 중에 수정을 가하긴 했지만 일부분 개선이 필요해 보인다.

 

 

5. 제작 및 시연

https://youtu.be/H8alClHi6RY

 

수유등을 완성한 후 아내를 불렀다. 그리고 '기와지붕 같다.'라는 답변을 기대하며 동작하는 모습을 보여주었다.

“오, 괜찮네. 근데 바람개비 같다.”

그래도 괜찮다는 말은 기분이 좋다.


Trouble shooting

밝기 조절 기능을 뺀 관계로 아내와 아이 모두 눈부심에 시달렸다.

▶ 안경 닦이를 덮어두어 임시 조치를 취했다.

▶ Version2에서 해결할 예정.

 

 

나 때는 말이야.

 이 글은 이렇게 시작한다. 처음 직장 생활을 시작했을 때, 스마트폰의 물결이 시작되고 있었다. 옴니아가 아이폰의 대항마로 등장했을 즈음 말이다. 그때만 해도 개발 보드 같은 것은 포럼에서나 찾아볼 수 있었다. 요즘은 아두이노, 라즈베리파이를 비롯해 무수히 많은 개발 보드들이 있으니 참 편리한 세상이 아닌가 한다. 적은 비용, 조금의 시간, 조금의 열정만 있으면 무엇이든 만들어 낼 수 있으니 말이다.

 

 개발자라면 개발자, 그것도 아니라면 회사원으로 10년. 드디어 내 손으로 무언가 만들 결심을 했다. 단순한 토이 프로젝트로 끝내고 싶진 않았다. 모든 토이 프로젝트 진행자들의 바람이 아닐까 싶다. 제품화를 염두에 두고 단가에 신경을 좀 써봤다. 실제 제품화를 했을 때 팔릴지 알 수는 없지만. 프로젝트는 다음의 순서로 진행했다. 전통적인 개발 순서와는 맞지 않을 수 있다.

 

●보드 선택

●제품 컨셉 구상

●사양 정의

●구현

●제품 디자인

●제작 및 시연


보드 선택

아두이노 공식 홈페이지 캡처

 선택은 아두이노다. 가격도 가격이지만, 예전에 UDP 통신으로 릴레이 원격제어 기능을 구현해 본 경험이 결정에 큰 영향을 주었다. 라즈베리파이며 기타 등등 여러 파생 보드도 있지만 아두이노만큼 저렴하지 않다. 또한 아두이노에 비해 고사양이다. 몸 푼다는 생각으로 간단하게 시작해보고자 하는 생각도 있었다.


● 제품 컨셉 구상

엄청난 프로젝트들이 많다.

 유튜브와 구글에서 어떤 아두이노 프로젝트가 있는지 찾아보았다. 많다. 엄청 많다. 해외에도 많다. 심지어 교육용 키트 튜토리얼에서도 대부분의 센서 연결 방법을 다룬다. 그러다 문득 그런 생각이 들었다.

노래를 들려주면 반응하는 무드 등을 만들어 보자.

 청승 떨기 좋아하는 나에게 안성맞춤인 DIY 제품이었다. 유튜브와 구글에서는 비슷한 컨셉의 제품이나 프로젝트가 보이지 않았다.

이런 무드 등은 본 적이 없었다. 하지만 이제 있다. 내가 만들었으니까.


● 사양 정의

 무드 등 제작을 위해 필요한 기능은 세 가지였다. LED 제어, 음향 음역대 분리를 위한 마이크. 센서 총 2개, 아두이노 그리고 케이스면 무드 등 만들기에 충분했다. 물론 단순한 무드 등이라면 아두이노 사는 비용으로 구매가 가능하다.

 

아두이노 Mega 2560
LED 보드 : WS2812B 네오픽셀
마이크 : S235 MAX4466

 


● 구현

 실제 구현한 코드는 기록하지 않는다. 라이브러리 적용 방법 및 예제 코드는 다른 블로그에서 손쉽게 찾아볼 수 있기 때문이다. 필자도 다른 블로그의 예제를 참조해서 기능을 구현했다. 구현은 다음 순서로 진행했다. 터치 제어는 구현 중에 기능에서 제외했다.

 

1. LED 제어

 

사용 라이브러리 : Adafruit_NeoPixel

 

PWM 출력에 따라 LED 어레이를 제어할 수 있다. 처음엔 원형 타입의 WS2812B 보드를 구매했다. 실제 구현 및 컨셉 설계 시 막대 타입으로 WS2812B 보드를 추가 구매했다. 라이브러리를 사용하지 않았다면 꽤나 어려운 작업이 되었을 것이다. 음향 음역대에 따라 반응하도록 할 것이라 전체 8개 LED에 대해 점등 소등 정도만 확인했다.


2. 음향 음역대 분리

 

사용 라이브러리 : arduinoFFT

 

마이크로 입력된 신호를 analog 채널을 통해 아두이노로 전달한다. 음향을 대역 별로 분리해 시리얼을 통해 출력되는 것을 확인했다. 수정할 부분이 없어 기본 라이브러리에서 샘플링만 조정했다.


3. 음향에 따른 LED 제어

 

LED가 많았으면 대역별로 일일이 LED를 제어했겠지만 허락된 LED는 8개뿐이었다. 그래서 대역을 구간별로 나눠서 각 LED가 반응하도록 구현했다. 클럽 조명처럼 현란하지 않도록 점등과 소등을 부드럽게 처리했다. 무드 등의 본질에서 벗어나지 않도록 신경 썼다.


● 제품 디자인

 무드 등의 소재에 대한 지식이 전무한 상태였다. 집에 있는 모든 재료를 시험해보고 일대 전등 가게와 이케아를 돌아본 후에야 소재에 대한 확신이 들었다. 3D 프린터가 간절히 필요했다. 하지만 집에 남은 강화 마루 판자가 눈길을 끌었다. 그리고 ‘방망이 깎는 노인’이 떠올랐다.

밥 아저씨의 가르침이 생각난다.

 


● 제작 및 시연

30cm 자의 영역은 30cm 안에 국한되지 않는다.
세상 모든 것은 어딘가에 쓸모가 있다.

 보드 치수와 실제 조립을 고려해서 설계 도면을 그렸다. 30cm 자와 버니어 캘리퍼스면 충분했다. 스티브 잡스가 ‘손가락이 최고의 스타일러스’라고 했던가. 그렇다면 손은 위대한 도구이다. 무드 등을 완성한 후 아내를 불렀다.

“오, 생각보다 괜찮다.”

생각보다.

 

¿무드등 동작 영상

 

¿무드등 제작 영상

 

 

 

 

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