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웨어러블용 아두이노, WArduino Rev2

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와두이노 첫 번째 정식버전(Rev2)이 나왔습니다.

와두이노(WArduino)는 웨어러블, IoT DIY 프로젝트에 적합하도록 만든 Arduino Pro Mini 3.3v 호환보드입니다. 가속도-자이로 센서(MPU-6050)와 LiPo 충전모듈을 자체 내장하고 있고, 블루투스(HC-06) 모듈을 보드에 올릴 수 있도록 지원합니다. 웨어러블 특성상 작은 사이즈가 필요하거나 LiPo 배터리를 이용해 휴대용 무선 장치를 만들 때 유용합니다.

Rev2 는 지난 테스트 버전에서 나온 문제점을 대폭 수정하고 더 작은 사이즈로 구현했습니다.

와두이노는 제작에 사용된 회로도와 관련 파일을 모두 공개하는 오픈 하드웨어입니다.

details_front

Specifications : 

  • Arduino Pro Mini 3.3v(8MHz) ATmega328 – 아두이노 호환보드
  • Flash 32KB, SRAM 2KB, EEPROM 1KB
  • MPU-6050 accel/gyro 6axis sensor (+온습도) 내장
  • LiPo charger 내장 (micro USB 포트를 통해 충전, 전원 공급 가능)
  • HC-06 블루투스 모듈 연결 지원 (회로 내부적으로 D7, D8 핀에 연결, SoftwareSerial 사용)
  • 크기 : 가로x세로 = 28mm x 35mm
  • 동작 전압 3.3v
  • Pinout : A0, A4(SDA), A5 (SCL), D2(INT0), D3(INT1), D9(PWM), D11(MOSI), D12(MISO), D13(SCK), 3.3V, TX, RX, GND  ==> 주의!! 아두이노의 RX(D0), TX(D1) 핀이 와두이노에서는 TX, RX로 반대로 표기되어 있습니다. 따라서 FTDI 모듈 연결하실 때 TX-TXD, RX-RXD 로 연결하셔야 합니다. 다음 버전에서 수정을 고려중입니다.
  • 오픈 하드웨어 (회로도 및 관련파일 공개, 글 하단 라이센스 참고)

Details :

보드 사이즈가 더욱 작아져서 28×35 mm 입니다. 나노보드, HC-06 블루투스 모듈과 사이즈를 비교해보세요.

w_size

사이즈를 줄이기 위해 필수 핀만을 남겼습니다. I2C, SPI 통신을 위한 핀과 FTDI를 위한 핀에 추가로 Reset 핀, 아날로그 핀 1개, 디지털 핀 3개를 사용할 수 있습니다. 우측 아래에 배치된 핀이 LiPo 배터리를 위한 핀입니다. 우측 상단의 프린트되지 않은 패드는 충전용 USB 소켓이 납땜된 자리입니다.

back

LiPo 배터리를 연결한 모습입니다. 배터리의 전압이 3.4v 아래로 떨어지면 배터리 전원이 차단됩니다. 사진에서 왼쪽 USB 소켓 아래에 녹색, 적색 LED가 충전 상태를 표시해 줍니다.

details_with_batt

  • 녹색 off / 적색 on — 충전중
  • 녹색 on / 적색 off — 충전완료
  • 녹색 on / 적색 blink — 충전필요상태

휴대폰용 Micro USB 충전 케이블을 이용해서 충전이 가능합니다. USB 소켓은 충전 전용입니다. USB 소켓으로 소스코드 업로드 불가합니다.

details_charging

소스코드 업로드를 위해서는 별도의 FTDI 모듈을 이용해야 합니다.

아래처럼 GND, VCC, RX, TX 핀을 FTDI 모듈에 연결한 다음 업로드 하면 됩니다. FTDI 모듈을 3.3v로 설정하고 VCC-VCC 연결하거나 FTDI 모듈의 3.3v 핀을 와두이노의 VCC에 연결합니다. Auto reset 이 지원되지 않으므로 컴파일-업로드 변경되는 시점에 reset 버튼을 수동으로 눌러주세요.

details_conn_to_ftdi

LiPo 배터리가 연결된 상태에서 스마트 밴드 프로젝트 코드만 올리면 스마트 밴드로 동작합니다.

1.3” OLED의 사이즈가 와두이노 사이즈와 거의 유사합니다. OLED를 I2C로 연결하고 스마트 워치 프로젝트 코드를 올리면 스마트 워치가 됩니다.

details_add_oled

5mm 두께의 LiPo 배터리를 사용할 경우 워치는 약 13mm 정도의 두께가 됩니다.

details_watch_sideview

기타 추가/개선된 기능들

  • Rev1 보드에서 과방전 보호가 미흡했던 점을 개선했습니다. 3.4V에서 1차 전원을 차단하고 3.3V에서 완전 차단합니다. (그래도 과충방전 보호회로가 달린 LiPo 배터리를 사용하시길 권장합니다.)
  • 기존 사용하던 TP4056 충전용 칩이 오버스펙이라 더 작은 사이즈의 칩으로 교체하고 아두이노 칩도 더 작은 사이즈의 칩으로 변경해서 사이즈를 줄였습니다.
  • 블루투스 리셋 문제를 수정했습니다. Rev1 보드에서는 블루투스 reset 핀을 사용하지 않아서 아두이노의 전원 on/off 가 반복되면 블루투스가 오동작 했습니다. (이 경우 블루투스의 reset 핀을 아두이노의 reset 버튼과 연결되도록 납땜이 필요했음)
  • 배터리 잔량 체크기능 추가했습니다. 회로 내부적으로 현재 배터리 전압의 1/2에 해당하는 전압이 A1 핀으로 들어가도록 되어 있습니다. 따라서 A1 핀을 소스코드에서 analogRead() 로 읽어서 값을 역으로 계산하면 현재 배터리 전압을 알 수 있습니다. 전압에 따라 배터리 상태를 판별해주면 됩니다.
  • D13번 핀 바로 아래에 LED가 연결되어 있습니다. (아두이노 정식 보드와 동일)

알려진 문제점 & 향후 개선사항

  • USB socket 쪽에 차례대로 있는 VCC, GND, RXD, TXD 핀은 FTDI 모듈 연결용 핀으로 설정했습니다. 그래서 FTDI 모듈 연결 하실 때 RX-TX, TX-RX 크로스해서 연결하시면 안됩니다. FTDI 모듈 – 와두이노 연결하실 때 TX-TXD, RX-RXD로 연결해주세요. 이 부분은 혼란스러울 수 있어서 (실제 아두이노의 RX-0번 핀이 TX로 표기되어 있으므로) 다음 버전에서는 바꿀 예정입니다.
  • 비용 문제로 언제가 될지 알 수 없지만… 다음 버전에서는 블루투스 모듈을 더 작은 모듈로 교체해서 사이즈를 줄일 수 있는지 확인 중 입니다.

이번에는 베타테스트용으로 배포하지 않습니다. (다음 버전을 만들기위해 열심히 알바 뛰어야 하는 처지라…) 다만 중간중간 남는 수량이 발생하면 나눔장터 등을 열어서 나눔할까 합니다. 이래저래 남는 다른 모듈들도 있으니 주인 찾아줘야겠습니다.

라이센스 : 

  • These files are licensed under a Creative Commons Attribution Share-Alike license, which allows for both personal and commercial derivative works, as long as they credit Arduino and release their designs under the same license.
  • 와두이노의 회로도와 Ref-Map 및 관련 파일은 Creative Commons Attribution Share-Alike license 를 따릅니다. 아두이노의 라이센스 정책을 따르며, 동일한 라이센스를 유지하면서 수정된 디자인에 대한 공유방법을 명시하는 경우 개인적, 상업적으로 활용할 수 있습니다. 단, 현재 공유된 파일의 배포는 반드시 아래 지정한 페이지에서만 가능합니다. 수정된 보드 디자인과 피드백, 결함에 대한 최신 정보를 통해 보드의 안정성이 확보될 때까지 재배포는 제한됩니다.

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