DIY 스마트 워치 만들기 - 피트니스 기어(1)

 

 

 

교내 공학설계과목에서 진행했던 프로젝트입니다. 1학년 수업이기에 대게 아두이노를 이용해서 게임을 만든다던지, RC카를 만든다던지 다양한 재미있는 프로젝트를 다른조에서는 했었는데, 저희 조는 웨어러블 기기에 초점을 맞추기로 했습니다.

 

  현재 시중에 다양한 웨어러블 기기가 있는데, 아직은 저런 비싼 기기를 왜 쓰는가 싶을 정도로 구매를 결정하기 까지는 좀 힘든 면이 있습니다.

 

 

 

 

이 표는 최종발표할 때 발표자료로 만들었던 요구분석표입니다.

타 대중화된 제품과 비교할 바가 당연히 안되지만, 직접 만들고 구현을 하다 보니 가격적인 면은 차이가 많이 나지요

 

이 프로젝트를 제안할 때는, 스마트 워치에 피트니스 기능을 중점적으로 넣어서 피트니스 기어를 만들겠다고 했습니다.

 

결과를 보시죠...

 

 

1. 개요

 

  마음 같아서는 리눅스나 안드로이드를 올리고 현재 판매되고 있는 스마트 워치와 비슷한 스펙의 시계를 구현해보고 싶었으나, DIY 제품을 만드는 것이 목표 ( 사실 능력이 부족...) 이기에 오픈소스 하드웨어 플랫폼인 아두이노 ( 실제 프로젝트에서는 비슷한 보드인 Tennsy 를 사용했습니다.) 보드와 안드로이드 앱을 연동해서 구현하기로 했습니다.

 

 

 

 

 

  제안 당시인 9월달에 작성했던 구조도입니다. 저 곳에서 GPS 가 빠지고, 심박측정기가 추가되었습니다.

 

앞서 말슴드린 것처럼 저희 프로젝트에서는 아두이노 미니 대신 Tennsy 3.1 보드를 사용했습니다.

국내에서 빠르게 구매하시려면 가치창조기술 (클릭)에서 주문하시면 될 것 같습니다.

Teensy에 대한 정보나 해외구매는이곳  (클릭) 에서 확인하실 수 있습니다.

(Teensy 에서도 아두이노 IDE를 지원하므로 아두이노로도 호환이 가능합니다.)

 

구조에 대한 간략한 설명을 드리자면, 시계 부분에서 가속도 측정기, 심박측정기를 통해 사용자의 운동 정보를 읽어들이고, 터치 스크린을 통해 사용자의 이벤트를 입력받고, 블루투스 통신 모듈을 통해 안드로이드 앱과 연동하는 방식입니다.

(이 포스팅에서는 심박센서에 대해서는 다루지 않을 것입니다.)

 

 

2. 준비물

 

  아무래도 손목에 찰 수 있도록 하기 위해서는 크기가 작아야 합니다.

  메인 MCU 로는 아두이노 미니나 Teensy 보드를 사용합니다.

  통신 모듈로는 범용적인 블루투스 모듈인 HC-06을 사용했습니다. ( 크기를 더 줄이기 위해서 블루투스 쉴드가 아닌 모듈을 사용했습니다.)

  배터리는 용량은 사용시간에 비례할 뿐 큰걸 사든 작은 걸 사든 상관은 없습니다만, 최대한 얇은 것으로 준비해주세요.

  제 욕심일지는 모르겠지만, Touch Screen 을 꼭 집어넣고 싶었습니다. 하지만 2.8인치 미만으로는 터치스크린이 내장된 부품을 구할 수 없었습니다..(못 찾았을 수 도 있지만..) 따라서 이 프로젝트에서는 2.8 인치 크기로 스마트워치를 제작합니다.

 ( 처음에 2.8인치를 생각했을 때 조금 크지 않을까 라는 생각을 했었는데... 생각보다... (크긴 했지만) 나쁘지 않을 정도 였습니다.)

  더 작은 크기를 원할 경우에는 1.8 인치 정도로 작은 디스플레이를 준비하시면 될 것 같습니다. (즉 터치스크린을 포기하시고 버튼으로 입력을 받으시면 됩니다.  )

 

  2.1 보드

 

  

 

아두이노 미니보다도 작지만 몇 배의 더 좋은 퍼포먼스를 내는 강력한 보드입니다.

정식 가격은 $19.8 이며, 자세한 내용은 이곳 (클릭)에서 확인할 수 있습니다.

대충 아두이노와 비교를 하자면....   Teensy 3.1  ( 아두이노 우노 )

Clock      96MHz(16MHz)

Flash Memory  256KB (32KB)

RAM    64KB (2KB)

 

쪼끄만게 엄청나지요..? ㅎㅎ

정식홈페이지 판매가 $19.8

 

 2.2 디스플레이

 

 

 

  디스플레이의 경우 전력을 잡아먹는 주 요소입니다. 저전력의 디스플레이를 사용하는 것이 좋기는 하지만, 이왕이면 터치스크린을 넣고, 좀 더 넓은 배터리를 사용하는 것으로 커버하기로 했습니다.

E-bay 최저가 $26

 

 

 2.3 블루투스

 

 

 

블루투스 모듈은 보통 HC-06 을 사용합니다. 가장 대중적인 부품으로 선택했습니다.

납땜이 되어 있는 것도 있고, 납땜이 되어 있지 않은 것도 있습니다.

부품이 생각보다 엄청나게 작습니다... 저 조그만한 부분을 납땜하는데 애를 많이 먹었습니다.

이번 프로젝트에서 가장 납땜하기 어려웠던 곳....

납땜이 되어 있는 것도 있고 안되어 있는 것도 있으니 잘 알아보고 구매하시기 바랍니다.

E-Bay $4 ~ 5

 

 2.4 3축 가속도 센서

 

 

가속계 센서도 가장 대중적인 MPU 6050 6축센서를 활용했습니다.

이 센서에는 가속도 3축과 자이로 3축, 온도센서 등을 사용할 수 있지만,

운동량 분석을 위해서는 가속도 3축만 이용해도 되므로 나머지 기능은 사용하지 않았습니다.

 2.5 배터리

  배터리는 3.7 V 리튬이온 전지를 사용할 겁니다. 보통 입력전압으로 3.3V를 사용하니 충전과 사용이 용이한 3.7V 리튬이온전지는 가장 좋은 조건에 있는 배터리라고 할 수 있습니다.

이제 선택해야 하는 조건은 배터리 용량입니다. 크기와 무게, 가격에 따라 천차만별이기 때문에, 적당히 고용량이고, 크기는 시계 크기를 초과하지 않으며, 가볍고, 두께가 얇은 초박형 배터리를 준비하시면 됩니다.

또한 배터리는 보호회로가 내장되어 있는 배터리를 사용하는 것이 좋습니다.