아두이노로 만들어 보는 중인 자전거 후방 감지기 잉여개발


대략 4미터까지 사물까지의 거리를 알려주는 초음파 센서, 멜로디를 들려줄 패시브 부저, 아두이노 프로 미니, 9V 건전지입니다. 

자전거 뒤에 달고 테스트를 해봐야겠습니다만, 일단은 거리가 가까워지는 값이 있을 때에만 부저가 울리도록 했습니다. 

소비 전류도 꽤 많은 지 건전지가 뜨겁습니다.

일단 대충 묶어서(?) 테스트해보고 잘 동작한다면, 적당한 케이스를 만들어서 장착해보려고 합니다.  

* 참고로 가민에서 도로에서 쓸 수 있는 멀리까지 인식되는 레이저 방식의 좋은 제품이 이미 나와 있다고 합니다^^ 이건 그냥 잉여 개발인 셈입니다. 

[참고한 링크]

[겪어서 알게 된 내용]
  • skt500_getsync 오류가 10번 나오면서 펌웨어가 올라가지 않는 문제는, 펌웨어가 올라갈 타이밍 즈음에 아두이노 프로 미니에 달린 리셋 핀을 눌러주면 잘~ 올라갔습니다. 
  • 처음에는 Serial-To-USB에 연결해서 개발할텐데, 거기서 나오는 VCC 5V를 그대로 연결해 주면 됩니다. 나중에 RAW핀에 9V를 연결할 때에는 VCC는 OUT핀으로 이용하고 Serial-To-USB와는 분리해야 하지 않을까 싶습니다.
  • LED는 13번 핀에 연결되어 있습니다. 
  • 초음파 센서가 이상하게 4미터 이상 인식한 직후에는 4cm로 나오는 문제가 있습니다. 저는 50cm 미만은 무시하므로 문제는 안되었지만, 나중에라도 원인을 찾아봐야할 듯하네요.    
2016-06-17 
  • 엘레파츠에서 기성 케이스를 구매했습니다. - https://www.eleparts.co.kr/EPXGMVKJ
  • 초음파센서가 두꺼워서 잘 안맞는 관계로 앞으로 삐져나오게 일단 설치했습니다. 9V 배터리가 들어는 가는데 잘 나오기가 힘든 단점이 있습니다. 
  • 문제는 거치하는 방법이 마땅히 없네요^^ 내일 테스트해보고 결과를 갱신하겠습니다.


2016-06-17.저녁
  • 케이블타이를 이용하여 임시로 달아보았습니다. 

2016-06-19 고쳐야 할 점
  • 벽이나 펜스 등은 잘 인식하는데 사실상 뒤에서 접근하는 라이더를 인식할 수 없었습니다. 이론적으로는 되어야 하지만, 현실과 괴리가... 
  • 1) 왼쪽 뒤 사각지역에서 빠르게 지나가서 인식 못하는 점 => 방향을 조절할 수 있는 거치대 필요합니다.
  • 2) 지금 프로그램은 1초마다 거리를 계산하여 너무 느리다는 점 => 초당 5~10회 거리 계산하면 더 나아질 듯 합니다.
  • 3) 자전거 도로 옆에 붙여서 다니다보니 펜스나 벽 등도 고려해야... 하는데 이것은 초음파 거리 측정기는 위치와 방향이 없기 때문에 한계로 남을 듯합니다.
  • 4) 이론적으로도 0.5A가량의 초음파거리 측정기, 9V 배터리가 1시간30분 밖에 동작 안됩니다. => microUSB가 달린 보드로 바꾸고 5000mA짜리 코끼리 충전기로 이용함이 현실적일 듯하네요. 6/28 초음파는 15mA밖에 안먹어요... 
  • 방금 서보 모터도 주문했는데, 아래 비디오를 보니까 왜 안되는 지 & 어떻게 해야할 지 힌트가 될 것 같습니다.





2016-06-24 서보 모터 추가 
  • 서보 모터에 초음파센서를 연결해서 뒤쪽과 좌측 후방으로 90도 돌면서 초당 5~8회 감지하도록 해봤습니다.
  • 서보 모터는 20ms 타이머를 돌렸고, 1초에 90도 가량 돌아갑니다.
  • 케이스는 임시로 지관통을 잘라서 썼고, 아두이노 나노 보드로 옮기고 2500~5000mA짜리 외장 배터리에 USB미니로 연결할 예정입니다.  
  • 자전거에 달고 동작할까요? ㅎㅎ 
 
2016-06-25 전류 용량 부족으로 실패 
  • 역시나 쉽게 되는 건 없기도 하고, 확실히 해두지 않으면 문제를 일으키는 것 같습니다. 
  • 초음파 거리 측정 시 전원(전류)이 충분하지 않으면 거리 값이 작게 나오게 됩니다. 아두이노 나노는 겨우 500mA를 내줄 수 있기 때문에, 모터와 동시에 동작시킬 경우 거리 값이 제대로 나오지 않습니다. 
  • 이제 여러 차례 수정을 통해 프로그램 쪽에서는 이상이 없으나 전기적인 문제를 해결해야 되겠습니다. 

2016-07-02 서보 모터 전원 분리
  • 서보 모터에는 USB커넥터를 따로 붙여서 별도의 외장배터리팩으로 공급하니까(GND는 공유합니다), 이제야 초음파 거리 값이 정상적으로 표출이 됩니다. 
  • 5V단자나 VIN단자에 연결하면 모터가 돌 때마다 0.2V씩 오르락 내리락 하였고, 병렬로 100uF 캐패시터를 달아 주어도 별 효과는 없었습니다.(인터넷에서 최소 470uF을 달아야 모터 쪽 오동작을 막는다는데, 이 경우에는 오동작이 아니라 메인 전원이 떨림으로 인한 초음파 센서의 오동작이었기도 합니다)
  • 아직 필드테스트는 하지 못했습니다. 실제로 달려보고 느낀 점을 더 추가하겠습니다^^ 
2016-07-03 주행테스트 후 느낀 점
  • 전원 분리한 후 거리를 오인식해서 나오는 문제는 많이 줄었습니다(현재도 가물에 콩나듯 후방에 아무 것도 없는데 한번씩 울리기는 합니다만 실시간 모니터링을 하기 전에는 찾기 어려울 듯하네요^^).
  • (좌측을 9시 방향으로 했을 때) 8시부터 6시 방향을 모터로 초음파 센서를 2초에 1회씩 돌리고, 200ms 마다 거리 감지를 하고 있는데, 빠르게 지나가는 자전거는 인식하지 못하는 단점이 있습니다. => 더 빠르게 모터를 제어하고 더 자주 거리 감지를 하거나, 단순하게 7시나 7시30분 방향으로 고정해 놓고 감지하는 것도 좋은 방안이지 않을까 싶습니다. 
  • 현재는 부저 소리가 잘 들리지 않습니다. 조용한 장소에 가면 신경쓰이지만 달리는 중에는 잘 안들리지요. => 케이스 안에 울림통 공간을 만들어 주어야할 것 같습니다. 
  • 정 후방은 3.5미터를 감지하지만, 그 외 각도에서는 cosine함수를 써서 좌측(y축으로 주행한다 했을 때 x축) 1.5미터가 넘으면 울리지 않게 해놓았는데, 이렇게 하면 골목길을 지나갈 때 좌측의 벽 혹은 멀리 떨어져서 추월하는 자전거에 대해 경보가 없어서 좋습니다. 하지만 1.5미터 제한보다는 2미터가 나을 듯합니다.
  • 결론적으로 서보모터를 달고 레이더처럼 하는 것은 좋아 보이기는 하지만, 굳이 그렇게까지 안해도 될 것 같습니다. 어쨌든 이제야 좀 원하는 대로 동작이 되어서 다행입니다.  








덧글

  • 트리플잭팟 2017/03/22 22:17 # 삭제 답글

    안녕하세요 저는 지방에서 학교를 다니고있는 대학생입니다. 이번에 제가 졸업작품을 만드는데 비슷한 제품을 구상하였습니다.
    그래서 몇가지 조언을 얻고싶어서요. 후방감지센서를 초음파로 활용할시에 자전거 주행중에도 이상없이 잘 감지 하느지와
    만드시면서 있으셨던 애로사항같은게 있을까요??
  • 무재칠시 2017/03/23 08:52 #

    결론적으로 생각보다 간단하지 않았고 잘 동작하지 않았습니다.

    보통 자전거가 추월할 때 순식간에(?) 지나가기 때문에 놓칠 우려가 많고 자전거가 날씬하고(?)해서 초음파가 지향하는 방향에 따라 편차가 큽니다.

    문제는 동작시키고 필드테스트(자전거도로에 나가서)할 때 추월하는 자전거들을 재현하기 어려우므로 실험계획을 잘 세워야할 듯합니다. 실내에서는 잘 되는데 밖에 나가면 안되거든요^^

    거리값을 확인하기 위해 컴퓨터나 블루투스방식의 시리얼통신을 연결한 스마트폰에서 받을 수 있게 준비한다해도 혼자서 이것 저것 하면서 가는게 힘들기 때문에, 조수석이 있는 자전거에서 둘이 테스트하면 좋을 거 같네요.

    서보모터 등을 달았을 때에는 충분한 전원공급을 안해주면 오동작이 되고요.

    좀 더 장거리 인식이 가능한 "마이크로웨이브 거리 센서"로 구글에서 검색해 보면 나오는 레이더센서로 해보려고 했는데 시간이 없어서 구입만 해놓고 있습니다.

    가장 기본적인 부분이지만 자전거에 안정적으로 거치하는 것이 안되면 테스트가 더 어려워집니다. 쉽게 생각하고 시작했는데 이런 것도 발목을 잡네요^^

    그럼 좋은 결과를 기원하며,,,
  • 트리플잭팟 2017/03/25 23:11 # 삭제 답글

    답변 정말 감사합니다.
    역시 필드에서 반응이 중요한 문제가 되겠군요.
    아 저희는 자전거 체인을 통한 자가 발전기도 부착하려 합니다.
    혹시 실례가 안된다면
    계속해서 의견 주고 받을 수 있을까요?
    제 메일이 hyunmo013@naver.com 입니다.
  • 무재칠시 2017/03/27 08:43 #

    그것은 회사 업무가 많아서 곤란합니다... 공개하기 곤란한 질문은 이곳에 비공개로 덧글 달아주시면 2~3일 내로 의견이 있으면 답글을 다는 방식이 어떨까 합니다.~
  • 트리플잭팟 2017/03/27 17:59 # 삭제 답글

    아 제 생각만했네요 죄송합니다. 그럼 그렇게 하겠습니다. 정말 감사합니다!
  • 무재칠시 2017/03/27 22:11 #

    ^^ 괜찮습니다. 바빠도 하루에 한번은 들어오는 편이예요.~
  • 아쿠아 2018/05/28 17:52 # 삭제 답글

    안녕하세요. 제가 아두이노로 실험을 하고 있는 중인데 혹시 저 9V짜리 배터리 빨간선 검은색 선 연결은 아두이노 나노 보드에 어디에 연결하는건지 알 수 있을까요?
  • 무재칠시 2018/05/31 21:49 #

    답이 늦었습니다... 아두이노 나노 핀맵을 구글 검색해보니까, 30번핀이 VIN이고 7~12V를 넣을 수 있는 것 같습니다. 29번이 GND니까, 빨간색 30번, 검은색 29번이면 되겠네요.~
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