[논문]라즈베리파이를 이용한 자동 블라인드 제어 A.B.C (자동 블라인드 컨트롤러)

고태화; 권영재; 김남윤; 박목은; 이은서

[국내논문] 라즈베리파이를 이용한 자동 블라인드 제어 A.B.C (자동 블라인드 컨트롤러)
Auto Blind Controller A.B.C (Auto Blind Controller) using Raspberry Pi 원문보기

고태화 (국립 안동대학교 컴퓨터공학과) , 권영재 (국립 안동대학교 컴퓨터공학과) , 김남윤 (국립 안동대학교 컴퓨터공학과) , 박목은 (국립 안동대학교 컴퓨터공학과) , 이은서 (국립 안동대학교 컴퓨터공학과)

본 논문에서 구현한 자동 블라인드 제어 A.B.C는 라즈베리파이와 어플리케이션의 소켓통신을 활용한 블라인드 컨트롤 프로그램으로서 어플리케이션에서 신호를 송신하면 그에 따른 명령을 수행하여 조도값의 크기나 사용자의 목적에 따라 블라인드를 조절할 수 있도록 설계한 프로그램이다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문의 시스템은 라즈베리파이와 애플리케이션의 소켓통신을 이용하여 블라인드를 제어하는 시스템이다. 사용자에게 기존에 있던 편리함뿐만 아니라 햇빛의 양에 따라 달라지는 일조량을 일정하게 조절함으로써 햇빛을 이용한 작업 등을 보다 편리한 환경에서 수행할 수 있다.

제안 방법

먼저 조도측정 클래스이다. 조도측정 클래스는, 아날로그 값을 받아 데이터의 형태로 연산하는 메서드를 사용하여 조도의 정도를 측정하도록 한다. 다음은 모터를 작동하는 클래스이다.
모터를 작동하기 위해 모터의 경계를 설정해주고, 그 경곗값을 기준으로 모터를 사용자 설정에 따라 일정한 각도만큼 돌려주게 된다. 이에 모터를 자동 또는 수동으로 제어하기 위하여 자동모드 클래스와 수동모드 클래스를 설정하였다. 모드 클래스는 경곗값을 이용하여 일정한 각과 시간의 모터를 작동하며, 수동모드 클래스는 값을 연속적으로 받아 모터작동을 처리하고, 자동모드는 조도 값에 따라 모터를 자동으로 작동한다.
최종적으로 구현된 애플리케이션에서는 먼저 시작화면을 사용자가 터치함으로써 다음 모드 선택으로 넘어 갈 수 있는 사용자 인터페이스를 구축하였고, 두 번째 스크린인 모드 선택에서는, 사용자가 원하는 모드를 선택 할 수 있게끔, 자동모드 수동모드 두 가지로 구별해두었다. 마지막 스크린인 수동모드는 사용자가 모드선택 스크린에서 수동모드를 선택 했을 경우 수동모드 스크린으로 넘어가게 되고, 블라인드 열기 혹은 블라인드 닫기 기능을 애플리케이션 사용자에게 제공해준다.
라즈베리파이에서 모터에 데이터를 보내면 모터의 움직임으로 인해 블라인드를 제어 가능할 수 있게 결합하는 방향으로 크게 개방되어있어 블라인드 회전부의 톱니와 연결이 가능하도록 하였고, 모터를 고정할 수 있도록 내부에는 모터를 잡아주는 기둥을, 밑면에는 모터를 결할 수 있도록 구성하였다. 윗면에는 모터와 라즈베리파이를 연결하는 전선이 나올 수 있도록 구멍을 뚫어 놓았고, 뒷면에는 모터에 이상이 있을 경우 확인이나 점검, 모터교체를 위하여 슬라이드 형태의 덮개를 활용하도록 하였다.
라즈베리파이에서 모터에 데이터를 보내면 모터의 움직임으로 인해 블라인드를 제어 가능할 수 있게 결합하는 방향으로 크게 개방되어있어 블라인드 회전부의 톱니와 연결이 가능하도록 하였고, 모터를 고정할 수 있도록 내부에는 모터를 잡아주는 기둥을, 밑면에는 모터를 결할 수 있도록 구성하였다. 윗면에는 모터와 라즈베리파이를 연결하는 전선이 나올 수 있도록 구멍을 뚫어 놓았고, 뒷면에는 모터에 이상이 있을 경우 확인이나 점검, 모터교체를 위하여 슬라이드 형태의 덮개를 활용하도록 하였다.
내부에는 라즈베리파이, 브레드보드, 조도센서가 들어가게 되며, 프린터 옆면의 작은 구멍은 라즈베리파이의 전원을 연결하기 위한 구멍이다. 또한 내부에 이상이 생기게 되어 교체나 점검을 위하여 슬라이드 형태의 덮개를 활용하도록 하였다. 또한 덮개에는 조도 센서, 라즈베리파이와 모터를 연결하는 전선을 나올 수 있도록 덮개를 개방시켜 놓았다.
또한 내부에 이상이 생기게 되어 교체나 점검을 위하여 슬라이드 형태의 덮개를 활용하도록 하였다. 또한 덮개에는 조도 센서, 라즈베리파이와 모터를 연결하는 전선을 나올 수 있도록 덮개를 개방시켜 놓았다.
본체에서는 모터의 제어를 위한 케이블 연결부를 개방해두었으며, 조도 값 측정을 위한 공간도 구성하였다. 덮개는 슬라이드 형식으로 개방이 가능하여, 유지보수가 편리하도록 설계하였다.
본체에서는 모터의 제어를 위한 케이블 연결부를 개방해두었으며, 조도 값 측정을 위한 공간도 구성하였다. 덮개는 슬라이드 형식으로 개방이 가능하여, 유지보수가 편리하도록 설계하였다.

대상 데이터

라즈베리파이에 블라인드와 3D프린터를 이용하여 하드웨어를 결합 후 애플리케이션과 라즈베리파이를 연결시켜 데이터를 주고받는다. 그림 9는 수동모드로 블라인드가 완전히 닫힌 모습이다.

성능/효과

사용자가 애플리케이션에서 자동모드 버튼을 선택하게 되면 라즈베리파이에서 자동모드가 실행이 되도록 하는데, 자동모드에서 라즈베리파이는 조도 센서를 이용하여 햇빛의 세기를 측정하고 그 측정값에 따라 미리 정해둔 기준 값과 비교하여 연결된 모터를 작동 시키게 된다. 두 번째로 수동모드 버튼을 선태하게 되면 애플리케이션의 수동모드에서 열림과 닫힘버튼을 누르게 되면 원거리 통신이 가능한 범위 내에서 어디서든 블라인드를 열고 닫을 수 있도록 지원한다.
만약 화면 텍스트의 초기화를 사용자가 원활시, 각 스크린의 상단에 위치한 새로 고침 버튼을 클릭하여 초기화해 준다. 마지막으로, 애플리케이션 종료 버튼을 통하여 모드 선택 스크린에서 종료가 가능하며, 수동모드 스크린에서는 뒤로가기 버튼을 통해 모드 선택 스크린으로 돌아간 뒤, 애플리케이션 종료가 가능하다.

후속연구

또한 A.B.C의 조도센서를 햇빛을 측정하는 것과 실내의 빛을 측정하는 것 두 가지로 나누어 빛의 세기를 비교하여 실내의 빛이 더 밝다면 닫고, 그렇지 않다면 열도록 함으로서 해가진 이후에 집의 바깥에서 실내가 보이지 않아 사생활을 보호하는 것에 사용될 수 있을 것이다.

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