로봇 팔을 사용한 장애인을 위한 Autonomous Mobile Robot

목차

國文抄錄 ⅴ

제 1 장 서 론 1
1.1 서론 1
1.2 시나리오 1
1.3 설계 구체화 1
1.4 Flow Chart 1

제 2 장 본 론 2
2.1 하드웨어 2
2.1.1 사용물품 설명 및 사양 2
2.1.2 설계 디자인 4
2.1.3 설계 3D 디자인 5
2.1.4 설계 도면 6
2.1.5 회로 연결 포트 7
2.2 소프트웨어 9
2.2.1 본체 구동 코딩 9
2.2.1.1 AX 12+ 서보모터 Setting 9
2.2.1.2 AX 12+ 서보모터 Main 12
2.2.1.3 AX 12+ 서보모터 제어 Main 13
2.2.1.4 AX 12+ 서보모터 제어 함수 17
2.2.1.5 Delay 함수 18
2.2.1.6 LCD 함수 19
2.2.1.7 Main 함수 27
2.2.1.8 통신포트 연결 Main 29
2.2.1.9 통신포트 연결 함수 30
2.2.1.10 스텝모터 제어 30
2.2.1.11 Timer Main 32
2.2.1.12 UART Main 33
2.2.2 컨트롤러 코딩 36
2.2.2.1 컨트롤러 Delay 함수 36
2.2.2.2 컨트롤러 Main 37
2.2.2.3 컨트롤러 UART Main 39
2.2.2.4 컨트롤러 UART 함수 40
2.3 실험 및 결과 40
2.3.1 하드웨어 동작 결과 36
2.3.2 하드웨어 제작 결과 36

제 3 장 결 론 10
3.1 결론 10

參考文獻 15

본문내용

tion 선언 //////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void uart_init(void);
void Send_Data(unsigned char data);
2.3 실험 및 결과
2.3.1 하드웨어 동작 결과
처음에 본체와 컨트롤러간에 RF통신을 Enale 하기 위하여 본체의 MCU와 컨트롤러의 MCU의 Reset 버튼을 동시에 누른다. 본체 부분에서 로봇 암의 경우 코딩상에서 입력된 기본 동작을 통하여 위치를 잡게된다. 그리고 컨트롤러 부분의 경우 UART 통신을 초기화 시키고 LCD 창에 Abracadabra라는 스트링이 나타난다. 컨트롤러의 총 스위치는 8개이고 그중 4개는 스탭모터를 구동시키는 스위치이고 나머지 4개는 로봇 암을 제어하는 스위치이다. 만약에 몸체를 전진시키려 한다면 상방향 스위치를 누른다. 그렇게 되면 코딩상의 ‘F'가 입력되고 그에 따라 LCD 모듈에는 "Forward!!!!"가 출력된다. 그리고 RF통신을 통하여 입력신호가 몸체에 있는 Zigbee 모듈로 들어가 출력신호가 MCU의 스텝모터 포트(B Port) 부분으로 들어가 스텝모터 드라이브를 통하여 양쪽에 있는 스텝모터가 전진을 하면 바퀴를 통하여 본체가 전진하게 된다. 나머지 3개의 버튼도 위와 같은 동작원리를 따르며 좌회전과 우회전의 경우는 한쪽 스텝모터만 Enable 하는 방식을 통하여 방향전환을 하게 된다.
로봇 암을 제어하는 4개의 버튼의 경우 위의 2개의 버튼의 경우 3개의 서보모터가 일정한 각도를 가지고 있어 로봇암을 상승시킬 때 사용하게 된다. 만약 윗 버튼을 누르게 되면 코딩상의 ‘U'의 값이 MCU에 입력되고 그에 따라 "ArmUp!!"이 LCD 창에 출력되며 MCU의 출력신호가 ZigBee 모듈로 들어가 본체와 통신하게 된다. 그래서 서보모터의 포트(PD3 Port)로 입력되어 서보모터를 제어하게 된다. 그리고 아래 버튼의 경우 위와 마찬가지로 로봇암을 하강시킬 때 사용하게 된다. 그리고 좌측버튼을 누르면 그립과 연결된 서보모터를 일정한 각도로 움직여 펴게된다. 그리고 우측 버튼의 경우 그립과 연결된 서보모터를 일정한 각도로 움직여 오므리게 된다.
2.3.2 하드웨어 제작 결과
본체 내부 하드웨어
(MCU, Zigbee 모듈, 전압레귤레이터, 스텝모터 컨트롤러 모듈)
컨트롤러
(스위치 8개, MCU, Zigbee 모듈, LCD모듈)
완성된 작품
(본체, 컨트롤러)
제 3 장 결 론
3.1 결론
이번 제작 프로젝트를 진행하면서 크게는 3가지 성과가 있었다고 생각한다. 첫째는 Technical 적인 부분이다. 하드웨어구성과 소프트웨어구성으로 나눌 수 있다. 하드웨어 제작을 하기 위해서 MCU에 각 구동부(스텝모터, 서보모터, 센서, 통신)와 MCU를 연결함으로서 각 모듈이 어떻게 MCU와 연결되어 신호를 주고 받는지 그리고 ATmega128의 각 부분이 어떤 동작을 맡고 있는지에 대하여 알 수 있었다. 소프트웨어 부분의 경우 C와 C++에서 배운 내용을 기반으로 하였고, 다소 생소한 컴파일러인 CodeVision과 EWAVR을 사용하기 위해 키트를 이용하여 각 모듈 제어를 학습을 진행하였다. 각 모듈 부분에 대한 코딩을 진행하면서 소프트웨어 제어에 따라 각 부분의 동작이 어떤 변화를 보이는지 알 수 있었다. 실제 코딩을 통하여 하드웨어를 제어하는 것이 굉장히 어렵다는 것 또한 알 수 있었는데 예를 들어, 로봇암 제어의 경우 서보모터 각 부분의 각도 및 동작 구현하는데 큰 어려움이 있었고 많은 시행착오가 존재하였다. 프로젝트전반의 기술적인 부분을 통하여 학부과정에서 모든 내용을 집대성해 볼 수 있는 계기가 되었다.
둘째는 팀 프로젝트 진행에 대한 부분이다. 계획서 작성에서부터 발표, 최종 논문 작성에 이르기까지의 연이은 과정들을 겪으며 어떻게 프로젝트를 진행해야 유기적으로 진행할 수 있는 노하우를 얻게 되었다. 프로젝트 과정 중에 의외의 변수가 생각보다 많이 존재하게 된다. 그래서 계획을 보다 세밀하고 꼼꼼하게 작성하여 프로젝트를 진행하지 않으면 시간의 지연이 생기며 프로젝트 전체에 큰 영향을 미칠 수 가 있게 된다. 또한 하드웨어 제작에 있어서 물품의 훼손이나 도면 제작 시 시행착오는 원래 계획된 예산보다 더 많은 돈을 들게 한다. 이렇듯 제작 프로젝트 과정에는 언제나 변수가 존재함을 인지하고 이것을 최소화할 수 있는 세밀함과 꼼꼼함이 필요하다는 것을 느낄 수 있었다.
셋째는 전기공학도로서 사회적인 기여를 할 수 있는 부분이다. 즉, 이번에 우리가 시나리오를 바탕으로 제작한 것이 바로 장애인이나 노약자를 위한 로봇이 된다. 이렇듯 공학자는 사람들을 위한 제품을 설계, 제작함으로써 보다 인간의 삶을 윤택하게 하고 발전하는데 기여하게 된다. 앞으로 미래에는 보다 높은 기술의 로봇이 개발되면서 인간의 삶을 더욱 편하게 도움을 줄 것이다. 그래서 공학자의 공학윤리가 중요한 이유도 어떤 제품을 설계하느냐에 따라서 사회에 미칠 영향이 매우 다르기 때문이다.
참고문헌
레고마인드스톰(2007), Dave Baum, 홍릉과학출판사
AVR 마이크로프로세서(2003), 김경만 심광열, 태영문화사
마이크로프로세서(2006), 정금석, 학술정보
2006년 숭실대학교 논문집(2006), 숭실대학교출판부
『서보모터를 암제어』논문(2007), 방철혁, 서경대학교
『Rf무선통신 6족 로봇』논문(2006), 김진규, 건국대학교
AVR 마이크로프로세서 길잡이(2002), 신대섭, 세화
마이크로컨트롤러(2006), 조규만, 태영문화사
로봇스터디 ATmega8538(2006), 이재창, 동일출판사
AVR ATmega128(2006), 신동욱, Ohm사
『마이크로 프로세서를 이용한 장애물 회피 6족 로봇에 관한 연구』논문(2007), 방철혁, 서경대학교
전기 기기 이향범, 정승기 공저, 사이텍미디어, 제2판메카트로닉스와 계측 시스템 강철구, 이민철 외 4명 공저, 인터비전, 제3판
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