로봇 만들고 싶다..

이번엔 저번 글에 이어 컨트롤러 결정 2번째이다.

이제 어느정도 어떻게 구성해야할지 잡혀서, 이것에 대해서 잠시 정리할 것이다..

일단 우선!

한가지 문제가 있다. 임시로 라즈베리파이랑 OpenCM9, OpenCM 485를 같이 둬봤는데..

보이는 것 처럼 크기가 너무나도 부족하다.. 오른쪽 사진에 구멍 8개 뚫린 저것이 OpenCM 485인데.. 저 정도까지 클 줄은 몰랐다..

그나마 다행인점은 라즈베리파이는 크기 조정이 안되서 못 건들이지만 OpenCM9 + OpenCM 485에서 OpenCM 485는 아마도지만 생략이 가능할 수 있다는 것이다.

참고로 설계 도면은 Robotis에서 제공하고 있는데 이렇다.

어쨋든 만약 그렇게 되면..

이 정도 크기로 확실히 배치가 가능해진다..

뭐.. 선들이 엄청 복잡하게 이어질 것 같긴 하다만..

그리고 저렇게 하면 애매하지만 Molex 확장 포트도 연결이 가능할 것이다. 아마도..

근데 이 것의 경우 전력이 충분한지.. 등등을 아예 모르기 때문에.. 이것에 대해서는 Robotis에 문의 해봐야 알 것 같다.. 문의하고 답장 오면.. 수정할 예정

그리고 뭐 LED나 쿨링팬이나 버튼이나 추가적인 센서들을.. 전부 장착 가능할지도 잘은 아직 모르겠다..

혹시라도... 조립을 완료해봤을 때.. 진짜로 안될 것 같다면.. Raspberry PI CM5도 고민해야할 것 같다..

만약 그렇게 된다면.. 일단.. 군대 갔다와서 하게 될꺼라는게.. 뻔하다...

OpenCM 9 추가적으로 알아본 것

뭐뭐 어쨋든..

이제부턴 추가적으로 연결이 가능한 것을 작성할려고 한다..

이제부터 볼 것은 https://emanual.robotis.com/docs/en/parts/controller/opencm904/

여기에 작성되어있는 것들이다. 물론 한국어 메뉴얼도 있지만.. 그곳에는 내가 궁금한 정보가 안적혀있는 경우가 있다..

자이로센서

일단 우선 자이로 센서이다.

자이로 센서의 경우 기본적으로 Robotis에서도 판매를 하고 있는데..

https://www.robotis.com/shop/item.php?it_id=902-0042-000

이 제품이다..

근데 문제점이 한가지 있다.. 그냥 진짜 자이로 센서이다. 가속도 센서나 이런게 없다. 심지어 Z 축은 없는 것 같다.. 그래서 그냥 자이로 센서 2축 밖에 없다.. 게다가 3만원으로 비싸다..

그렇기 때문에.. 저걸 사용하기는 어렵다.. (어쩐지.. 바이올로이드가 자이로 센서를 거의 사용하는 느낌이 없더라니..)

아무튼 그것 때문에 저 자이로센서는 사용할 수가 없다.

참고로 저 자이로센서의 경우 

이런식으로 저 5핀에 연결할 수 있다.

근데 문제는.. 로보티즈 5핀이라는 것이다.. 내가 사용할려는 외부 센서들은 사용하기 어려울지도 모른다는 것이다..

어쨋든.. 그래서 그건 제쳐두고.. 내가 사용할 센서를 대충 본다면..

일단 CM 740에 있는 센서를 본다면..

https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/op2/getting_started/#sub-controllercm-740 여기에 적혀있는데.. 

일단 3축 자이로스코프, 3축 가속도 센서가 달려있다고 한다..

그래서 저걸 만족하는 센서를 알아야 한다.

MPU6050	ICM-20948	GY-87

내가 아는 센서들은 이렇게 3개 정도이다. MPU6050은 자이로 3축, 가속도 3축으로 6축에 온도 센서이고 ICM 20948하고 GY 87은 자이로 3축, 가속도 3축, 지자기 3축으로 9축에 온도하고 고도 정도로 되어있다. (참고로 ICM 20948과 GY 87의 차이는 내가 알기론 측정 기판?이 3개나 1개냐 차이이다. ICM 20948이 1개인데.. 1개에서 모두 다 측정하다보니.. 비싸다.)

그렇기에 잘 선택해야한다. 근데 생각해보면.. 지자기 센서는 주변 자석에 영향을 받는다.. 아마 영향은 안받을꺼라고 생각되는데.. 모터나 주변 MPU, MCU 때문에 오차가 있을 수 있다고 생각된다.. 지자기 센서는 기존 로봇에는 없어서 사실 상관은 없지만.. 어디가 동쪽인지 북쪽인지 알아서 자동으로 어느 위치에 가야할지.. 알 수 있어서 좋을 것 같기는 하다.. 근데.. 센서에 영향이 있다면 달아도 소용이 없기 때문에.. 이건 포기해야할 것 같다..

그렇기에 일단 MPU6050으로 결정하는걸로!

MPU6050의 경우

저기 위에 걸린 링크에 설명이 되어있다.

그럼.. 다음으로..!

부저

부저다. 부저는 딱히 필요는 없을 것 같긴 한데.. 필요할 수도 있을 것 같긴 하다.

CM 740에 기본적으로 부저가 달려있다.. 그래서 아마도 필요하긴 할 것 같다. 뭐 전원 들어오면 들어왔다고 말할 때도 필요할 것 같긴 하니깐.. 아마 필요하지 않을까? 라고 생각된다.

부저의 경우 위에 링크에 있던건데..

이렇게 달면 된다고 한다..

가능하다면 PCB로 하면 굉장히 깔끔할 것 같긴 하다..

뭐 저건 저렇게 하고 또 다음으로

스위치

스위치이다. 스위치의 경우 Darwin OP 2 뒤에 달린 스위치와 연결해서 전원을 부팅하거나 할 것이다.

일단 OpenCM9에선 전원 스위치를 연결하기 쉽게 되어있다.

또 그 링크에 설명되어있는건데.. 이렇다. 기존 스위치를 떼고 3개 스위치를 연결하면 전원 선은 계속 연결한 상태에서 전원을 껐다 켰다 할 수 있다.

근데 저 방법도 있긴 하다만.. 지금 생각해보면.. 그냥 스위치 쪽에 어차피 배터리하고 전원 이런걸 2개 다 연결하는 방식이니깐.. 그 스위치 쪽에서 아예 전원을 공급하거나 안하거나로 해버리는게 더 나을지도 모르겠다..

만약 이렇게 되면 OpenCM9에는 전원을 계속 공급하도록 스위치를 켜야하는데.. 그렇게 되면 뭐 충격으로 꺼질 수도 있고.. 하니깐 저 위에 사진대로 JP1를 합선시키면 될 것 같다. 합선 시키면 계속 켜져있게 된다고 하는 것 같다.

다음은.. 

마이크 & 스피커 & 카메라

마이크와 스피커, 카메라이다!

우선 마이크의 경우는 머리에 있고 CM 740에 연결되어있다는데.. 왜 PC하고 마이크하고 연결을 하지 않은건지는 모르겠다.. 카메라에 달린 마이크는 이용하는건가..?

근데 왜 CM 740에 마이크를 연결한지는 모르겠다.. 음성 인식을 하거나 할려면 CM 740 보다는 PC에 하는게 좋았을텐데..

아마도 추측이지만.. 마이크가 머리에 있는걸 보니.. 간단한 Robi 같은 음성인식이거나 아니면 방향 인식 때문에 한게 아닐까 싶다..

만약 그런 이유라면.. 나도 방향 인식이나 간단한 인식 용도로 머리에 2개의 마이크를 달고 인공지능이나 여러 음성인식을 위한 마이크 1개를 카메라 쪽에 달아두는게 나을 것 같다.

라즈베리파이 같은 PC는 실시간 처리가 어려워서 마이크 방향 인식 하기에 부적합할테니..

그럼.. 다음으로 스피커이다!

스피커의 경우는 가슴쪽에 한개가 있던걸로 알고 있는데.. 이건 어차피 라즈베리파이의 오디오 잭에 연결할꺼니깐.. 여긴 그냥 넘어가도 될 것 같다.. 스피커는 작은걸로 아무거나 전력에 맞는걸로 할 듯 하다.

그럼 이번엔 카메라인데..

카메라가 가장 큰 문제이다..

일단 위 사진을 본다면 카메라의 경우 로지텍의 C905를 사용하는데..

이걸 사용한다고 한다.. 아마도 이거를 분해해서 머리쪽에 장착하는 듯 하다..

저런 카메라는.. 현재로선 구하기가 어렵다. 그래서 저 카메라는 못 사용하니.. 다른걸 찾아야 하는데.. 비슷한 크기의 카메라가 한쪽에 몰린 카메라를 사용하거나.. 그냥 라즈베리파이 카메라를 사용하거나.. 해야할 것 같다.. (라즈베리파이 카메라는 선이 특이해서.. 제대로 될일은 없겠다만..)

암튼 이것도 고민을 좀 많이 해야겠다.. 

잘 들어갈만한 카메라가 없을려나...

뭐 이건 나중에 고민해야겠다..

그럼 다음으로..

LED & 버튼 & 쿨링팬

LED나 버튼, 쿨링팬들인데

버튼은 3개, LED는 7개, RGB LED는 9개? 였던가이다. (메인 PC 파워 버튼의 경우 굳이 필요없을꺼 같다. 라즈베리파이는 전원선만 공급하면 바로 켜지니깐..)

뒷쪽에 버튼 3개는 OpenCM9에 어떻게든 연결하면 될 것 같고.. LED도 연결 잘 하면 될 것 같은데.. 나는 아마도 RGB LED로 할 것 같다.. 정보 표시용 말고도 추가적으로 화려한 LED 들도 표시해보고 싶기에.. 하는데 만약 그렇게 되면.. RGB를 표현하는데 핀 3개 * LED 갯수 7개를 해서 총 21개의 LED 핀이 필요하게 되는데.. 이 경우 OpenCM9에 모두 연결하는건 아마 힘들것이다..

그래서 나는 아마도 WS2812B 이런걸 사용하지 않을까 싶다.

1개의 선으로 모든 RGB LED를 제어하는게 가능해지니깐.. 저걸로 할 것 같다.

머리의 LED는 내가 알기론 한쪽 눈에 4개의 LED가 있고 하나의 전력으로 연결하고 해서 총 LED 갯수는 9개이고 제어 가능한건 3개일텐데..

이것도 마찬가지로 한쪽 눈알에서도 개별적으로 모든 LED를 각각 제어해서 회전하는 LED나 이런걸로 해보고 싶기도 하니 이것도 마찬가지로 WS2812B를 사용해서 할 듯 하다..

만약 그렇게 되면.. 필요한 선은 2개!

뒷판에 연결할꺼 1개와 머리에 연결할꺼 1개로..

추가로 쿨링팬은 그냥 PWM에 연결하면 될 것 같고..

제일 걱정은 과연 이 모든걸 연결했을 때.. 전력이 충분할까이다.. 모터까지 함께 구동해야하니깐.. 흐어어...

근데

오디오 라인은 어디에 꽃으라는거지..? 아래쪽에 안보이는 곳에 있나..?

스피커와 카메라가 도데체 어떻게 연결되는거지..?

그리고 마지막으로 

ROBOTIS OP2-FSR Set

ROBOTIS OP2-FSR Set 이다.

https://www.dynamixel.com/shop/item.php?it_id=902-0059-001

http://machinedesign.jp/robot/products/darwinop.html

이거인데.. 이거 같은 경우 장착할 수도 있고.. 안할 수도 있는 것이다.

일단 장착할 수도 있으니깐.. 핀은 만들어둬야 할 것 같은데..

저거같은 경우.. 자이로 3축, 가속도 3축, 압력센서, 온도센서로 되어있는 것 같다. 

걷거나 뛸 때 필요할 듯 하지만.. 저걸 할려면 또 PCB를 만들거나 추가적으로 처리해야할꺼가.. 많아지니깐.. 저거는 핀만 만들어두고 해야할지는 나중에 고민해야할 것 같다..

그렇기에 일단 적어만 둔 것..!

PCB

다음으론 PCB인데..

아직 PCB를 만들지도 주문하지도 않았지만..

검색하다보니 좋은게 있어서.. 나중에 볼겸 적어놓는거다.

https://jlcpcb.com/help/article/PCB-Panelization

https://jlcpcb.com/blog/pcb-panelization-tips-and-techniques

저번에 게임 컨트롤러 만들면서 PCB를 주문해봤었는데..

그때 주문할 때.. PCB 1장에 2개씩 했으면 비용이 더 적었을 텐데.. 따로 해서 비용이 더 나온적이 있었다..

그래서 더 저렴하게 만들 수 있도록 PCB 여러개를 하나로 합쳐서 저 위 링크에 있는 것 처럼 주문을 해야할 것 같은데..

암튼 저렇게 해서 PCB를 싸게 만들어야 할 것 같다.

어쨋든 그렇다..

그리고 모터 2개도 구매해야하는데.. 52,800원인가 그렇던데.. 개당.. 

이전에는 3만원인가 말했던 것 같은데.. 그 때보다 가격이 올른건가..? 뭐 그냥 저걸로라도 사야지 뭐..

어쨋든.. 여기까지 조사를 했다..!!

점점 더 만들 수 있을지 고민이 되어간다..!!

돈만 많고 기술도 충분하다면 만드는데 충분할텐데.. 그러지가 않아서.. 시간도 부족하고..

좀 어려울 것 같다만.. 일단 최대한 도전해보겠다..!!

이번 글에선 로봇에 들어갈 컨트롤러(메인 컨트롤러, 서브 컨트롤러)에 대해서 글을 작성할 것이다!

나는 현재 로봇을 팔, 다리는 모두 만들었다. 근데 아직 가슴 부분은 못 만들었다. 이유는 가슴 부분은 컴퓨터의 외부 장치와 연결하는 커넥터? USB 같은게 직접적으로 닿아야 하기 때문에 아직 만들지 못하고 있다.. 참고로 글은 아직 안올렸지만.. 팔과 다리 프레임은 3일만에.. 프레임을 모두 다시 만들었다. 오차는 0.5mm 정도일려나..

근데.. 어쨋든 가슴 부분을 만들어야 하는데.. 한가지 문제가 생겼다.. 서브 컨트롤러, 메인 컨트롤러의 들어갈 부분의 총 크기가 27mm인 2.7cm 정도 밖에 안된다는 것이다.. 근데 저 제품들은 전부 단종되었고 구할 수도 없다. 뭐 어떻게 찾으면 구할 순 있겠지만.. 나중에는 고장나거나 했을 때 애매하고.. 똑같은걸 여러대 만들 수도 있으니깐.. 새로 판매하는 부품으로 만들어야 한다.

그래서 일단 Darwin OP에 들어가는 보드를 다시 확인해봤다!

https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/op2/getting_started/

일단 이곳에 자세히 나와있다.

이 부분인데.. 나는 Darwin OP 2를 만들 것이기 때문에 확인을 해볼려 했지만.. 아쉽게도 Darwin OP 2의 PC나 이런 정보들이 안나와서.. Darwin OP 1으로 찾아야 한다.

Darwin OP 1의 경우 CM 730을 사용하고..

PC는 https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-fitpc2i/

이걸 사용하는걸로 알고 있다.

PDF 문서 찾아보면 이런 것도 찾아볼 수 있는데 여기에 보면 SBC FITPC2i를 사용한다고 되어있다.

참고로 Darwin OP 2도 한번 다시 찾아봤는데.. 이런건 찾을 수 있었다.

https://www.innovativeelectronics.com/index.php?pg=ie_pdet&idp=496

여기에서도 왜 SBC-FitPC2i를 사용한다고 하는지는 제대로 알 수 없다.. 아마도 가능성이라면.. 제품 Github에 들어가보면 Darwin OP 1과 Darwin OP 2의 정보가 같이 있는데 OP 2는 프레임만 따로 제공하고 아마도 나머지 문서들은 전부 OP 1이라서 그것 때문에 저걸로 적어놓은 것이거나..

아니면..! OP 2 메인보드는 실제로 판매하지 않고 OP 2 전용으로 나와서 판매는 안하니 이름을 어떻게 하기도 어려워서 그냥 OP 1에 있던 이름으로 했었던지.. 그러지 않았을까 싶다..

어라.. 지금 글을 쓸려고 정보를 찾아보던 중에.. Darwin OP 2의 메인보드를 알아냈다..

https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/op2/getting_started/#system-block-diagram

여기를 보면 나와있는데..

Aaeon PICO-CV01를 사용한다고 나와있다..

https://www.aaeon.com/en/product/detail/pico-itx-boards-pico-cv01

이 제품이다..

드디어 찾았다.....

근데 찾았어도.. 어차피 이 제품도 단종되었을 꺼기 때문에.. 사용할 순 없다..

그리고 요즘 나오는 미니 PC가 더 가격이 싸고 좋기도 하기 때문에.. 사용하기는 어렵다..

Darwin OP 2 컴퓨터 정보와 대체재

그렇게 되면 다시 정리하면 Darwin OP 2에 사용되는 컴퓨터는!

• Sub Controller : CM-740
• Main Controller : Aaeon PICO-CV01

이렇게 정리할 수가 있다.

근데 문제는 저것들이 전부 단종되었다는 것이다..

그래서 대체재를 찾아야 하는데..

일단 생각해둔 것이.. 메인컨트롤러는 라즈베리파이로 하는 것이고..

서브 컨트롤러는 로보티즈에서 판매하는 제품을 쓰는 것이다.

그러기 위해 일단 메인컨트롤러가 라즈베리파이랑 성능이 어느정도 차이나는지 봐야 한다. 딱히 비교 할필요 없긴 한데.. 내가 하고 싶어서이다.

ChatGPT 한테 부탁했다. 

이렇다. 라즈베리파이 5가 그냥 압도해버린다.. (라즈베리파이는 Windows는 못 깔지만 애초에 Darwin OP가 리눅스를 사용한다.)

충분히 써도 될 것 같다. 문제는 높이인데.. 높이도 사실 상관없을 것 같다.. Darwin OP 2의 PC는 제일 높은 부품이 USB 2개 끼우는 그곳일텐데.. 라즈베리파이도 마찬가지로 제일 높은 부품이 USB 2개 그걸로 알고 있다.. 그래서 높이는 문제 없고.. 좀 더 작아서.. 한쪽으로 모으기도 쉽다는 것을 알 수 있다!

근데 한가지 걱정되는건.. 그거다..

외부 연결 커넥터가 한쪽으로 모여있지 않다는 것이다.. 지금 내 생각은 USB와 랜선 포트 쪽을 뒷면으로 해서 할 생각인데.. 전원선, HDMI 연결 커넥터 부분이 저 쪽으로 되어있어서.. 실제로 설치를 하면.. HDMI를 사용하지 못하게 될 것이다.

물론 방법이 완전 없는건 아니다.. 짧은 HDMI 연장 선을 구입해서 다는 것이다. 아마 나는 이 방법을 쓰지 않을까 싶다..

만약 연장선 사지 않고 해결할려면 아마도 라즈베리파이 CM4나 CM5를 사서 커스텀 PCB로 커넥터를 한쪽으로 모으는걸 해야하지 않을까 싶은데.. 굳이 그렇게 까지 하고 싶지는 않다.. 애초에 내가 PCB를 그렇게 만드는 방법을 모른다..

어쨋든 이렇게 되어서 장점이 생겼다!

쓸 수 있는 공간이 넓어졌다!

그럼 라즈베리파이 5 8GB 모델로 결정! (12만원이지만.. 뭐 이정도야 쓸 수 있지.. 머..)

아니면.. 그냥 4GB도 상관은 없을 것 같긴 한데.. 어카지.. (LLM 같은 것도 돌려보고 싶다..)

그럼 이제 서브 컨트롤러를 정해야한다..!

서브컨트롤러 대체제

일단 CM 740 처럼 자이로 센서 다 있고하는 부품은 이제 안파는 것 같다..

그래서 일반 컨트롤러를 구입하고 자이로 센서를 추가하거나 하는 방식으로 해야할 것 같다..

일단 왜 그런진 모르겠지만.. 로보티즈에서 지금 파는 저렴한 서브 컨트롤러들은 두께가 좀 두껍고.. 사용하기에 애매하다..

일단 서브 컨트롤러의 내가 가지고 있는 CM 530을 사용할 순 있겠지만.. 라즈베리파이와의 연결이 어렵고 두께도 두껍고 버튼들이 옮길 수가 없다..

그래서 저건 제외하고 로보티즈에서 판매하는걸 본다면..

https://www.robotis.com/shop/item.php?it_id=902-0084-050

https://www.robotis.com/shop/item.php?it_id=902-0084-040

이렇게 2개를 같이 사용하는 것 밖에 방법이 없을 것 같다.

일단 너비는 상관없는데.. 높이가 가장 문제다.. PCB 확장판 위에 아두이노를 끼우는 것 같은거니.. 과연 저 안에 들어갈지가 가장 의문이다..

일단 간단하게 내가 찾은걸로 정리해본다면..

저 I/O header 위에 서브컨트롤러를 끼우는건데.. 그것 때문에 높이가 살짝 걱정된다.

그리고 일단 AX-12A를 바로 끼울 수 있는 3핀 커넥터 5개를 제공한다는 것이다! 그래서 머리, 왼쪽 팔, 오른쪽 팔, 왼쪽 다리, 오른쪽 다리 이렇게 5개 사용하면 될 것 같다. 

그리고 아쉬운 점 들은.. USER LED 위치가 이미 고정됬다는 것, 유저 버튼도 고정된 것.. 파워 스위치, DC 어댑터도 고정됬다는 점이다..

LED나 버튼들은 뭐.. 어차피 따로 달면 되니깐 상관은 없겠는데.. 가장 큰 문제는 파워 어댑터랑 스위치이다..

난 저거를 Darwin OP와 똑같이 아래에다가 배치하고 싶은데.. 그게 안되니깐.. 어케 할지 고민인데.. 아마 지금 생각나는건 PCB를 만들어서 그걸 아래에 배치하고 저 확장보드의 전원은 항상 키고 확장보드의 Dynamixel PRO Power 커넥터에 만든 PCB와의 전원선을 연결해서 만든 PCB에서 스위치를 껐다 키면서 제어하는게 맞지 않을까 싶다..

뭐 그리고.. 아마 부족하진 않겠지만.. 추가로 커넥터가 필요하면 아래껄 쓰면 될 것 같다..

https://www.robotis.com/shop/item.php?it_id=903-0142-000

진짜.. 아직도 고민되는건 높이가 진짜로 충분할지.. 너무 고민이다.. 아마 가능은 할 것 같은데.. 진짜 괜찮을까.. 하는 걱정이.. 윽..

그리고 저기에 펌웨어를 업로드 해서 써야하는데 자이로센서나 이런건 어디에 달고 어디에서 쓸 수 있을지도.. 다 찾아야 할 것 같다..

일단 기본적으로 펌웨어하고 프로그램은.. 내가 다시 만들어야 하지 않을까 싶은데.. 흐아아아아아...

그리고 LED나 스피커, 마이크 등도 라즈베리파이에 달거나 하면 될텐데.. 과연 전부 잘 연결될지도 잘은 모르겠다..

자이로는 뭐 쓰지.. 또 추가할 센서는 뭘 쓰지.. 어케 연결해야하지.. 흐어어어어어...

뭐 암튼.. 나중에 한번 로보티즈에 뭘로 하는게 적합할지 문의 해봐야겠다..

아 참고로 U2D2도 찾아봤었는데.. 그거의 경우 그냥 펌웨어 업로드 하는게 아닌.. USB로 다이나믹셀 제품 전체를 제어하는건데.. 그거 같은 경우 실시간 처리가 어렵기 때문에.. U2D2는 못 쓸 것 같다.. 보통 로봇들은 MPU + MCU 구조로 하니깐.. 근데 어쨋든 MPU 만으로는 제어가 즉각적으로 되긴 힘들기 때문에 MPU + MCU 구조로 OpenCM9를 쓰는 것이 가장 적합할 것 같다.. 

아무튼 끝!