[21' 전람회] 근근이와 함께하는 전국과학전람회 (3)

앞에서 이야기 한 것처럼 다양한 센서, 다양한 모터를 도전해보는 과정을 거쳤다..

주기 측정을 진행해보는 중

사용해봤던 센서로는 

 - 가속도 센서

 - 레이저 거리 센서

 - 초음파 거리 센서

 - 게이트 센서

이런 센서들이 있었고, 모터로는 dc모터, servo 모터, step 모터 들을 사용해보면서 각가지 다양한 절망감을 체험했다.

 

가장 먼저 시도 한것은 거리 측정을 통한 주기 측정으로 가장 가운데 부분에서의 거리, 즉 가장 짧은 거리가 측정되게 한 뒤 그네를 움직이기 시작하여 짧은 거리가 총 3번 측정 되어 그것을 주기로 하여 움직이는 방법을 시도하였다. 

#include <Servo.h>
#include <Wire.h>
#include <VL53L0X.h>
#include <IRremote.h>

int remote = 7;
int LENGTH = 180;     // 원하는 높이
int MAXA = 60;        // 원하는 최대 각도
int AVERAGE_COUNT = 3;    // 평균을 내기 위해 모으는 값

VL53L0X sensor;
Servo servo;
IRrecv irrecv(remote);
decode_results results;
  // -------------------- 변수 ----------------------------------

int angle = 0, al = 0;      // angle은 모터 각도, al은 average length, T는 주기
int k = 0, i= 1, j = 1, t = 1;    // l, i, j, t는 숫자 카운팅 변수
int summm = 0;              // summ은 지금의 높이의 합, aver는 지금의 3개의 값의 평균
int average[500];        // 평균값 집합 ( 1000 -> 500 )
int min_mm[500];         // 평균값 중 조건에 맞는 값 집합 ( 1000 -> 500 )
unsigned long timeval[30];                 // min_mm의 시간
unsigned long T=0;                 // 주기
float a=0, b=0, c=0;
int q=0, w=0, e=0, r=0;

  // ------------------------------------------------------------

void setup()
{
  servo.attach(5);
  irrecv.enableIRIn();

  pinMode(5, OUTPUT);
  pinMode(remote, INPUT);

  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();  
  sensor.init();

  // -------------------- sensor -------------------------
  sensor.setTimeout(500);
  if (!sensor.init())
  {
    Serial.println("Failed to detect and initialize sensor!");
    while (1) {}
  }

  #if defined LONG_RANGE
    // lower the return signal rate limit (default is 0.25 MCPS)
    sensor.setSignalRateLimit(0.1);
    // increase laser pulse periods (defaults are 14 and 10 PCLKs)
    sensor.setVcselPulsePeriod(VL53L0X::VcselPeriodPreRange, 18);
    sensor.setVcselPulsePeriod(VL53L0X::VcselPeriodFinalRange, 14);
  #endif
  
  #if defined HIGH_SPEED
    // reduce timing budget to 20 ms (default is about 33 ms)
    sensor.setMeasurementTimingBudget(20000);
  #elif defined HIGH_ACCURACY
    // increase timing budget to 200 ms
    sensor.setMeasurementTimingBudget(200000);
  #endif
  // ------------------------------------------------------------
}

void loop()
{

  // ------------------- 주기를 만드는 함수 ----------------------
  if(T == 0)
  {
    int aver;              // aver는 지금의 3개의 값의 평균
    
    Serial.print("거리는 : ");
    Serial.print(sensor.readRangeSingleMillimeters());
      if (sensor.timeoutOccurred()) {
        Serial.print(" TIMEOUT");
      }
      Serial.println();
      summm += sensor.readRangeSingleMillimeters();
      Serial.print("summm의 값은 : ");
      Serial.println(summm);
      Serial.print("k의 값은 : ");
      Serial.println(k);
      k++;
      aver = 0;
      if( k == AVERAGE_COUNT )
      {
        aver = summm/AVERAGE_COUNT;
        summm = 0;
        k = 0;
  
        average[i] = aver;
        Serial.print(" 평균 값은 : ");
        Serial.println(aver);
     
        i++;
      }
      j = i;
  
      if(average[j] <=average[j+1]  && average[j] <= average[j-1])
      {
        timeval[t] = millis();
        t++;
      }
  
      if(timeval[10] != 0)
      {
        T = timeval[10] - timeval[8];     // 혹시 모를 잘못된 값이 timeval 함수에 들어갈 것을 대비해서 주기 설정
      }
      if(T != 0)
      {
        Serial.print("주기는 : ");
          Serial.println(T);
      }
    // ------------------------------------------------------------
  }
  else
  {
    servo.write(45);
    Serial.println(sensor.readRangeSingleMillimeters());
    al = sensor.readRangeSingleMillimeters();
    if( al < LENGTH )   // al은 바닥까지의 average length
    {
      a = 0.25;
      b = 0.25;
      c = 0.25;

      q = T * a;
      w = T * b * 10;
      e = T * c /4 ;
      r = ( T * (1 - (a + c + b)) ) * 10;
      
    /*   if (irrecv.decode(&results)){  // 적외선 리모컨의 신호를 받을 때
         switch (results.value) {
           case FFC23D:  // 시작 버튼을 눌렀을 때
             a = ;
             b = ;
             c = ;
             moving(a, b, c);
             break;
         }
       }*/

      for (angle = MAXA; angle > 0; angle--)
      {
        servo.write(angle);    //angle(각도)값으로 서보모터 제어
        delay(q);                    //delay로 각도의 변화 속도를 조절 (0.1초 단위)
      }
      delay(w);
      for (angle = 0; angle < MAXA; angle++)
      {
        servo.write(angle);    //angle(각도)값으로 서보모터 제어
        delay(e);                    //delay로 각도의 변화 속도를 조절 (0.1초 단위)
      }
      delay(r);
    }
  }
}

이러한 방식으로 코드를 구성했을 때 문제가 여러개가 생겼다..

첫번째는 측정이 느리다는 점이었다. 그네의 주기가 거의 1초일 정도로 짧았기 때문에 레이턴시가 100ms가 넘는 센서였던 거리측정 센서의 종류들은 힘들었다. 또한 이때 주기 측정에 들어가는 코드가 상당히 비효율적이고 변수를 계속 저장하는 바람에 우노로 불가능하고 메가까지 가야하며 변수를 주기적으로 지워주는 코드가 필요했다.

 

따라서 이러한 문제들을 해결하기 위해서 가속도 센서를 이용해보는 큰 모험을 떠나기 시작했다.