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【 아두이노Nano33#4】NANO33IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #3 (App Inventor앱 BLE통신 도어락제어)

아두이노/5. 아두이노-프렌즈 2023. 11. 6. 14:36 Posted by 엑소더스팩토리

3회에 걸쳐 Nano33 ioT 보드의 BLE 저전력 블루투스를 사용하는 다양한 방법에 대해 다루고 있습니다. 아두이노 나노33 보드시리즈는 콤팩트하면서 사용법이 아두이노 우노(나노)와 거의 동일하여 쉽게 접근가능하고 여기에 더해 WiFi기능과 저전력 블루투스 기능을 활용할 수 있는 매우 장점이 큰 보드입니다. 다만 유사한 기능을 제공하는 ESP32 보드에 비해 단가가 조금 나가는 단점이 있지만 아두이노 정품 보드의 정통성?을 이어받아 안정적이고 불량률이 거의 없다는 점이 장점인 보드입니다. 기본적인 스펙과 사용법은 아래, 이전 게시글을 참고하시면 상세하게 파악할 수 있으니 참고해 보세요.

【 Nano33 IoT 선수학습 】

1. 【 아두이노Nano33#1】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서

2. 【 아두이노Nano33#1-2】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서 #1-2 (LSM6DS3 센서 테스트) (자이로센서 등등)

3. 【 아두이노Nano33#2】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서 2편 WiFi 활용하기

4. 【 아두이노Nano33#3】 NANO 33 IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #1 (BLE로 LED & 서보모터 제어하기)

5. 【 아두이노Nano33#4】 NANO 33 IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #2 (BLE로 도어락 솔레노이드 제어하기)

2편에서는 BLE를 이용해서 릴레이에 연결된 솔레노이드를 제어하여 도어록을 열고 닫는 실습을 진행했습니다. 이번 시리즈 마지막 3편에서는 1~2편을 통해 구성된 하드웨어들을 스마트폰에서 제공되는 BLE 통신으로 제어해 보려고 하는데요, 앱인벤터(App Inventor)를 이용해서 아주 쉽게 앱을 만들어 제어해 보겠습니다. 우선 이번 실습을 따라 해보고 만약 앱인벤터 기초 부분의 학습이 필요하다고 생각된다면 아래 게시물을 참고해 보세요. 응용 예시를 따라 하다 보면, 아주 쉽게 적응이 될거예요.

[ 앱 인벤터 기초과정 ]

1. 【 앱인벤터기초#1】 MIT-구글의 App-인벤터 란? ( App-Inventor!)

2. 【 앱인벤터기초 #02】 앱인벤터 시작하기(설치&셋업) ( App-Inventor!)

3. 【 앱인벤터기초 #03】 앱인벤터 따라 하기 실습#1(메뉴화면소개 및 사용법)

4. 【 앱인벤터기초 #04】 앱인벤터 1도 모르고 따라하기 실습#2(화면이동 예제 만들기)

5. 【 앱인벤터기초 #05】 앱인벤터 1도 모르고 따라 하기#3(날짜/시간/체크박스 실습)

6. 【 앱인벤터기초 #06】 앱인벤터 1도 모르고 따라 하기 영상 실습#4 (사진/글자표시/SNS보내기 앱上)

7. 【 앱인벤터기초 #07】 앱인벤터 1도 모르고 따라 하기 영상 실습#5 (사진/글자표시/SNS보내기 앱下-완결!)

【 학습 목표 】

<1편> Nano33 기본 환경설정과 BLE 페어링 후 스위치로 LED On/Off 제어하기
① BLE(UUID)에 대한 이해와 nano33 BLE 사용을 위한 기본 환경 설정(보드&라이브러리 설치)
② Nano33 BLE 스캔과 페어링
③ Nano33 스위치회로와 LED회로 제작 후 블루투스(BLE)로 제어하기
④ 서보모터 스위치로 제어하기

<2 편> 블루투스로 도어(Door 문) 잠금장치(솔레노이드) 열고 닫기
① 주요 부품 소개 ( 솔레노이드 / 솔레노이드 잠금걸쇠 / 릴레이 )
② 도어 미니어처 제작 (3D 모델링과 3D 프린팅)
③ 블루투스(BLE)로 도어 열고 닫기

<3 편> 앱 인벤터(App Inventor) 만들고 스마트폰으로 도어 열고 닫기
① nRF Connect 앱 활용해 보기 (LED 기본 제어)
② 블루투스 스캔 및 연결과 같은 기본 앱 기능 만들고 LED 제어해 보기
③ LED 제어와 서보 및 Door 제어 결합된 앱 만들기 (앱 안정성 향상 기능 넣기)

<3편> App Inventor 앱으로 BLE통신하여 Nano33 ioT보드에 연결된 도어록과 서보모터 LED 제어하기!

【 실습 준비 】

이번 실습을 위해 필요한 준비물과 회로는 위 링크에도 게시한 아래 <1편>과 <2편> 게시물을 참고해 주세요.

1. 【 아두이노Nano33#3】 NANO 33 IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #1

2. 【 아두이노Nano33#4】 NANO 33 IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #2

【 작품 준비 】

실습을 위한 회로들을 아래처럼 아크릴 판(투명 아크릴 독서대 활용)을 이용해서 정리해 보았는데요, 특히 5V 전원이 다중으로 들어가기 때문에 5V 5A 용량의 미니 파워서플라이를 이용해서 USB 다중 전원 잭을 만들고 공급해 주었습니다.

【 소스 코드 】

소스코드는 이전 게시글을 참고해도 됩니다.
① 기본적으로 블루투스는 1대 1로 연결되는 기기이기 때문에, 버튼회로(중앙회로) + LED 회로(주변회로) , 등 개별로 연결되도록 BLE의 로컬 네임을(SetLocalName) , 각각 "LED" , "SERVO" , "DOOR"로 하여 1대 1 통신하도록 하였는데요, 그럼 이렇게 번갈아가며 1대1 연결하고 통신 시연하려면, 버튼회로로 사용되는 중앙회로에 연결시키려는 기기이름으로 계속 바꾸어가며 업로드를 해야 하니 번거로워집니다. 따라서, 이 실습에서는 로컬 네임을 "MULTI"로 통일하여 주변기기의 전원을 ON / OFF 하여 간편히 페어링 되도록 하였다는 점 참고해 주세요.

("MULTI"로 정리한 소스 코드 한 번에 다운로드 받기)

05. MultiCode.zip

0.01MB

② 중앙회로가 스마트폰이 되면 앱상에서 버튼별로 로컬네임을 줄 수 있기 때문에 각 회로별로 SetLocalName을 각각 "LED" , "SERVO" , "DOOR" 주어 구분할 수 있고 그렇게 해야 원하는 기기를 선택해서 페어링 할 수 있습니다. 따라서 이렇게 네이밍이 된 코드는 아래에 압축하여 제공해 드립니다.

( "LED" , "SERVO" , "DOOR"로 각각 네이밍 된 소스 코드 한 번에 다운르드 받기)

04. App_Code.zip

0.01MB

【 이번 실습 프리뷰 】

이번 실습에서 1편과 2편을 통해 아래와 같이 중앙회로를 만들고 주변회로를 만들어 1대 1 통신을 실습했는데요,

이번 3편 실습에서는 아래처럼 스마트 폰의 BLE기능을 이용해서 각각의 회로를 제어해 보겠습니다.

이번 실습의 결과물은 아래와 같습니다. 최종 결과물 앱인벤터 코드가 어렵지 않도록 기본 핵심기능만 담은 Basic앱을 먼저 제작해 보고, 서보, 릴레이 회로 모두 제어하면서 좀 더 향상된 기능의 Advanced앱도 제작해 볼게요.

【 ① nRF Connect 앱 활용해 보기 (LED / Servo / Relay기본 제어) 】

먼저, 앱인벤터로 앱을 만들어 제어하기 전에, 블루투스(BLE)로 통신하여 간단한 신호를 송수신할 수 있는 기존 통신앱을 다운로드하여 제어가 되는지? 확인해 볼게요.

앱이름은 nRF Connect 앱입니다. 앱스토어에서 검색 후 설치해 보세요.

앱을 설치하고 실행시켜 주세요.

앱을 실행하면 자동으로 주변의 블루투스 장치를 스캐닝합니다.

현재 LocalName이 “LED”로 되어 있는 Nano33 보드가 스캔되었고 (현재, A. LED기기만 ON 되어 있음)
“CONNECT” 버튼을 눌러 주세요.

맨 아래 “Unknown Service”를 터치하고, 송신 화살표 “↑”를 터치해 주세요.

0x____ 항목에 “01”을 입력하고 SEND 버튼을 터치하세요.

그럼 연결된 LED회로로 byte값 ‘1’이 전송되어 LED가 켜지게 됩니다.

다시, 송신 화살표“↑”를 터치하고 0x00을 입력하면 byte값 ‘0’이 전송되어 LED가 꺼지게 됩니다.

마찬가지로 서보모터를 켜고 동일하게 전송하면 제어가 잘 되는 것을 볼 수 있습니다.

그리고 릴레이회로도 보조 전원을 연결하고 동일하게 전송하면 제어가 잘 되는 것을 볼 수 있습니다.

【 Basic 제어 앱 만들기 】

이제 앱인벤터(App Inventor)를 이용하여 BLE 통신을 위한 기본앱을 만들어 볼게요.

App Inventor 기초와 응용을 다룬 7편의 영상 시리즈가 있는데요, 이 게시글 위에 관련 링크가 있으니 앱인벤터 기초가 필요하다면 참고해 보세요~

우선, 1차적으로 아주 간단하게 핵심기능만 넣은 App을 제작해 보고, 이것을 바탕으로 게시글 끝에는 서보회로와 릴레이회로까지 넣고 좀 더 깔끔하게 실행되도록 만들어 볼게요.

Basic App의 디자인 모습은 아래와 같습니다.

우선 작동 원리를 간단히 설명드립니다.

먼저,

① Scan 버튼을 누르면 폰 주변에 감지되는 블루투스 장치를 검색하도록 합니다.

② 검색된 장치 목록에서 ‘LED’를 선택하면 Service UUID와 LocalName을 가져옵니다.

③ Connect를 터치하면 선택한 LED 주변장치와 연결을 시도하고 UUID와 특성 UUID를 체크하도록 합니다.

④ LED ON 버튼을 터치할 경우 true값에 해당하는 ‘1’을 전송시켜 LED가 켜지도록 합니다.

⑤ LED OFF 버튼을 터치할 경우 false값에 해당하는 ‘0’을 전송시켜 LED가 꺼지도록 합니다.

그럼, App Inventor 사이트에 접속하여 새 프로젝트를 클릭해 주세요.

App Inventor의 메뉴 언어는 한글로도 바꿀 수 있으니 한글메뉴가 더 익숙한 분은 여기서 바꾸어 주세요.(아래 이미지)

저전력(BLE) 블루투스가 아닌 경우에는 Connectivity에 있는 Bluetooth를 사용하면 됩니다. (아래)

하지만 여기서는 저전력 블루투스(Bluetooth LE)를 사용해야 하기 때문에 BLE 확장 패키지를 Extension항목에 별도로 추가해야 사용할 수 있습니다.(아래)

그럼, 확장 패키지를 다운로드하기 위해 앱인벤터 사이트 또는 구글 검색으로 “Bluetooth LE” 또는 “BLE”라고 검색해 보세요. (아래)

검색된 영상과 같은 링크를 클릭하세요.

첫 번째 항목에 있는 BluetoothLE.aix를 다운로드하세요.(아래)

설명란에 보이는 링크를 클릭하면 BluetoothLE에서 사용할 수 있는 각 블록에 대한 설명을 참고할 수 있어요. (위/아래 이미지 참고)

여기 “ Import extension”을 클릭하여 좀 전에 받은 “ edu...ble.aix ”파일을 추가해 주세요. (아래)

이렇게 생겨난 요소를 끌어다 폰 이미지 위에 올려주세요.(아래)

그럼 이렇게 숨김 요소로 기능이 추가되는 것을 볼 수 있습니다.(위)

그럼 아래에 앱 인벤터의 디자이너(Designer) 부분을 캡처하였으니 보고 따라 진행해 보세요.

① 번의 디자인에 해당하는 Components 구성은 아래 ②번과 같습니다.
각 Components의 속성은 거의 디폴트(기본) 값으로 하면 되는데요, LED ON 버튼과 LED OFF 버튼만 가로로 화면이 가득 차도록 나타내기 위해 Width 항목에 Fill parent. 옵션을 주고, 글자 FontBold 처리 및 FontSize, 색깔 정도만 처리를 해주면 좋습니다. 나머지 부분은 자유롭게 꾸며도 좋고요, Basic앱에서는 이 정도만 하고 넘어가도록 할게요.

각 항목의 이름들은 블록 코딩 화면에서 쉽게 알아차릴 수 있도록 의미를 부여해 네이밍 해주면 좋습니다.

예를 들어, Button의 경우 ‘btn_’으로 시작하는 태그를 붙여주고, Label의 경우 ‘lbl_’로 시작하는 태그를 붙인 다음, 각 요소의 이름을 붙여주는 식입니다.

이제 블록 코딩 화면으로 넘어갑니다.
아래 이미지를 참고하시고, 웹상에서 보기 어려울 경우를 대비해서 이미지 파일로 따로 링크해 놓을게요.
블록 코딩 이미지 사진은 2장으로 캡처했습니다.

Service UUID와 특성 UUID 값을 정확하게 입력해 주어야 합니다.

동일하게 반복되는 블록은 복붙 하는 것이 편할 수 있어요.

-- 코드를 한글 메뉴로도 캡처했으니 참고해 보세요(아래) --

< Basic App 캡쳐 사진 다운로드하기! >

[Basic 앱] 앱인벤터 구성요소와 블록코딩 캡쳐 이미지.zip

1.08MB

블록 코드 구성이 완성되었다면, Build 메뉴에서 앱을 생성해 주세요.

앱 설치는 폰의 카메라를 이용해 QR코드를 스캔하면 연결된 링크를 통해 앱을 다운로드할 수 있고,

다운로드 버튼으로 설치앱을 다운로드 후, 폰을 USB케이블로 연결하여 직접 복사하여 설치해도 됩니다.

그럼, 앱 설치하는 장면을 집접 보여드릴게요 앱스토어를 통하는 것이 아니기 때문에 경고 창이 나타날 수 있습니다.

‘Scan’ 버튼을 누르면 주변의 블루투스 장치들의 목록이 뜨는데요.

’LED’가 검색되었다면 ‘Stop Scan’을 누르고 검색된 ’LED’를 터치 후, ‘Connect’를 눌러 연결시켜 주세요.

그리고 ON / OFF 버튼을 누를 때마다 Status : 에 결과가 표시되도록 합니다.

그럼, 실제 동작 영상과 함께 다시 보여드릴게요.

‘Scan’ 버튼을 누르면 주변의 블루투스 장치들의 목록이 뜨고.

’LED’가 검색되었다면 ‘Stop Scan’을 누르고 검색된 ’LED’를 터치 후, ‘Connect’를 눌러 연결시켜 주세요.

그리고 On / Off 버튼을 누르면 LED가 잘 제어되는 것을 볼 수 있습니다.

【 BLE 기능 추가 App 만들기 - (Advanced BLE App) 】

앱을 좀 더 다듬고 서보와 릴레이 제어까지 추가한 Advanced 앱을 만들어 볼게요.

마찬가지로 디자인 화면과 코드블록을 보기 좋게 캡처하여 보여드리고 압축하여 첨부파일로도 올려드릴게요.

나머지 옵션 부분은 글자색 넣고 글자(Font...) 크기 및 가로 크기 맞추는 부분만 하면 되기 때문에, 이 부분은 직접 해보면 어렵지 않기 때문에 하면서 감을 익혀보세요.

- 블록 코딩 영역 < 영문 메뉴 > - (③ 번 이미지)

아래 블록코딩은 장치 선택에 따라서 블루투스 UUID 특성값을 다르게 선택하도록 처리한 부분입니다.
LED Scan 버튼을 통해 device_Mode 변수값이 1일 경우 LED에 할당된 특성UUID 값을 가져오도록했고,
Servo Scan 버튼을 통해 device_Mode 변수값이 2가 될 경우 Servo에 할당된 특성UUID 값을 가져오도록했고,

Door Scan 버튼을 통해 device_Mode 변수값이 3인지 확인해서 Relay에 할당된 특성UUID 값을 가져오도록하여,

각 버튼에 맞도록 폰과 Nano33 ioT 기기와 페어링 되도록 하였습니다.

- 블록 코딩 영역 < 한글 메뉴 > - (④ 번 이미지)

아래 블록코딩은 장치 선택에 따라서 블루투스 UUID 특성값을 다르게 선택하도록 처리한 부분입니다.
LED Scan 버튼을 통해 device_Mode 변수값이 1일 경우 LED에 할당된 특성UUID 값을 가져오도록했고,
Servo Scan 버튼을 통해 device_Mode 변수값이 2가 될 경우 Servo에 할당된 특성UUID 값을 가져오도록했고,

Door Scan 버튼을 통해 device_Mode 변수값이 3인지 확인해서 Relay에 할당된 특성UUID 값을 가져오도록 하여,

각 버튼에 맞도록 폰과 Nano33 ioT 기기와 페어링 되도록 하였습니다.

< Basic App 캡처 사진 다운로드하기! >

[Advanced 앱] 앱인벤터 구성요소와 블록코딩 캡쳐이미지.zip

1.51MB

그럼 이제 Advanced 앱도 실행시켜 볼게요.
아래 이미지는 LED와 페어링 시키고 ON / OFF 제어에 성공한 모습입니다.

아래 이미지는 서보(모터) 기기와 페어링 시키고 ON / OFF 제어에 성공한 모습입니다.

아래 이미지는 도어 솔레노이드(릴레이) 기기와 페어링 시키고 도어문 개폐 제어에 성공한 모습입니다.

모두 잘 작동하고 있습니다.

여기까지 Nano33 ioT 보드에서 제공되는 저전력 블루투스(BLE) 기능을 이용한 제어 시스템 학습 안내를 마무리하도록 하겠습니다.

감사합니다.

【동영상으로 학습하기】

https://youtu.be/vKGKb-h59sA

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【 아두이노Nano33#4】NANO33IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #2 (BLE로 도어락 솔레노이드 제어)

아두이노/5. 아두이노-프렌즈 2023. 10. 24. 08:00 Posted by 엑소더스팩토리

3회에 걸쳐 Nano33 ioT 보드의 BLE 저전력 블루투스를 사용하는 다양한 방법에 대해 다루고 있습니다. 아두이노 나노33 보드시리즈는 콤팩트하면서 사용법이 아두이노 우노(나노)와 거의 동일하여 쉽게 접근가능하고 여기에 더해 WiFi기능과 저전력 블루투스 기능을 활용할 수 있는 매우 장점이 큰 보드입니다. 다만 유사한 기능을 제공하는 ESP32 보드에 비해 단가가 조금 나가는 단점이 있지만 아두이노 정품 보드의 정통성?을 이어받아 안정적이고 불량률이 거의 없다는 점이 장점인 보드입니다. 기본적인 스펙과 사용법은 아래, 이전 게시글을 참고하시면 상세하게 파악할 수 있으니 참고해 보세요.

【 Nano33 IoT 선수학습 】

1. 【 아두이노Nano33#1】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서

2. 【 아두이노Nano33#1-2】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서 #1-2 (LSM6DS3 센서 테스트) (자이로센서 등등)

3. 【 아두이노Nano33#2】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서 2편 WiFi 활용하기

4. 【 아두이노Nano33#3】 NANO 33 IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #1 (BLE로 LED & 서보모터 제어하기)

1편에서는 BLE와 UUID가 무엇인지? 통신하는 방식에 대해 알아보았고BLE를 이용해서 LED와 서보모터를 간단히 제어해 보았습니다.

이번 2편에서는 BLE 통신으로 릴레이 모듈을 이용한 도어 솔레노이드를 제어해 보겠습니다.
아울러 사실감을 주기 위해 미니어처 도어를 3D프린팅 하여 보여드리려고 합니다.
다음 3편에서는 스마트폰으로 제어해 볼 수 있도록 앱인벤터를 활용하는 것까지 다루어 보겠습니다.
사전 준비로 Nano33 ioT 보드를 사용하기 위한 환경 설정과 예시 코드는 1편을 참고해 주세요.

【 학습 목표 】

<1편> Nano33 기본 환경설정과 BLE 페어링 후 스위치로 LED On/Off 제어하기
① BLE(UUID)에 대한 이해와 nano33 BLE 사용을 위한 기본 환경 설정(보드&라이브러리 설치)
② Nano33 BLE 스캔과 페어링
③ Nano33 스위치회로와 LED회로 제작 후 블루투스(BLE)로 제어하기
④ 서보모터 스위치로 제어하기

<2 편> 블루투스로 도어(Door 문) 잠금장치(솔레노이드) 열고 닫기
① 주요 부품 소개 ( 솔레노이드 / 솔레노이드 잠금걸쇠 / 릴레이 )
② 도어 미니어처 제작 (3D 모델링과 3D 프린팅)
③ 블루투스(BLE)로 도어 열고 닫기

<3 편> 앱 인벤터(App Inventor) 만들고 스마트폰으로 도어 열고 닫기
① nRF Connect 앱 활용해 보기 (LED 기본 제어)
② 블루투스 스캔 및 연결과 같은 기본 앱 기능 만들고 LED 제어해 보기
③ 앱 안정성 높이고 연결하려는 BLE장치 바로 연결시키기
④ LED 제어와 Door 제어 결합된 앱 만들기

< Nano33 ioT 스펙과 기본 정보 >

Nano33 보드 시리즈 스펙 정보

Nano33 시리즈 핀 배열

<2편> Nano33 ioT 블루투스(BLE)로 도어록 솔레노이드 제어하기

【 실습 준비 】

이번 실습을 위해 필요한 준비물입니다. 아래와 같은 재료를 준비하면 실습을 진행할 수 있습니다.
스위치가 연결된 보드는 실습 1)의 재료와 연결이 같습니다.

- Nano33 ioT 보드 X 2개 이상
- 브레드 보드(400핀 또는 840핀) X 2개 이상
- LED X 1개
- 저항 220옴(150Ω~470Ω 가능) X 1개
- 저항 10K옴(4.7KΩ~10KΩ 가능) X 1개
- 푸시 버튼(종류 모양 상관없음) X 1개
- 도어록 솔레노이드 & 걸쇠 (모델명 SM1054, 12V, 0.6A / 또는 6V SM1054S 원형헤드) X 1개
- 점퍼선(연결선) 또는 PCB헤더 X 한 묶음

① 주요 부품 소개 ( 도어록용 솔레노이드 2종 및 걸쇠 / 릴레이 / USB 다중 커넥터 & 5V 전원공급기 )

< 솔레노이드(도어록) 제품 규격 및 사이즈 >

또는 아래와 같은 제품도 사용해 볼 만합니다. 작동전압은 6V이며, 0.57A 전류를 소모합니다.

< 도어록용 걸쇠 >

< 릴레이 >

( ※ 5V 출력이 지원되는 아두이노 우노/나노의 경우는 직접제어가 가능하지만 Nano33ioT 보드는 보드에 있는 특정핀의 납땜 등의 조치를 하지 않는 이상 3.3V의 출력만 사용할 수 있기 때문에 그 상태에서는 보드에서 릴레이 직접제어는 보드 손상을 초래할 수 있어 삼가야 합니다.)

실습에 사용된 릴레이는 5V입력 전원으로 동작되고 교류전원 250V 10A까지 제어되는 모듈입니다.

※ 릴레이 사용법
- 릴레이는 코일에 전류를 흘려 코일의 유도 작용에 의해 접점을 On / Off 해주는 스위치입니다.
- 이를 이용하면, 낮은 전압(예, 5V)으로 220V의 전원을 끊거나 연결시킬 수 있습니다.
- 좌측 IN에 HIGH(또는 LOW) 신호가 가해지면 Com단자와 NO 단자가 연결되어 스위치 형태로 작동됩니다.
- NC (Normal Close : 평상시 연결되어 있음)
- NO (Normal Open : 평상시 열려 있음, 연결 끊어짐)

- NC단자와 Com 단자가 디폴트로 연결되어 있고, 릴레이가 동작이 되면 이 연결이 끊어지고,
Com단자가 NO단자와 연결이 됩니다. 이 부분을 전기제품이나 콘센트의 한쪽 부분의 연결을 끊어
스위치 형태로 구성할 수 있습니다.

※ 릴레이는 작동 방법에 따라 두 가지 종류가 있습니다. 신호(Signal) 라인 In으로 High 신호가 입력되면 작동(Trigger)되는 High Level Trigger 타입이 있고, Low 신호가 입력되면 작동되는 Low Level Trigger 타입이 있습니다.
보통 High Level Trigger 타입을 사용하면 좀 더 직관적으로 편하게 사용할 수 있습니다. 이 번 실습에도 High Level Trigger 타입의 릴레이를 사용하고 있습니다.

통신을 위해서는 송수신 회로가 필요한데, BLE통신에서는 중앙회로(Central-버튼 회로)와 주변회로(Peripheral-릴레이 솔레노이드 회로)로 부르며, 버튼이 들어간 중앙회로는 지난 1편의 회로와 동일하기 때문에 이번 편에서는 솔레노이드 회로(Peripheral) 제작만 설명드리겠습니다. 1편의 내용을 보고 버튼회로도 함께 준비해 주세요.
우선, 버튼회로 도면을 보여드리면 아래와 같습니다.

아래가, 솔레노이드가 연결된 릴레이회로 도면입니다.

이번 실습에서는 어느 정도 크기가 있는 솔레노이드는 12V 정도를 사용하는데요. 이 것을 아두이노 보드 출력으로 직접 제어하기는 어렵기 때문에 릴레이라는 모듈을 사용합니다.
이번 실습에 사용될 솔레노이드는 DC12V 정격입력이지만, 구하기 쉬운 9V건전지와 7.4V 리튬폴리머 배터리를 사용해 볼게요. 솔레노이드에 다이오드를 연결해 놓았는데, 코일로 구성된 부품은 작동 시 역기전력이 발생하는데요. 이로부터 회로를 보호하기 위한 부품으로 되도록 연결해 주는 것이 좋습니다.

비교적 구하기 쉬운 9V 4각 건전지로 솔레노이드 동작을 위한 전원 연결한 모습

RC카 등에 많이 사용되는 7.2V 리튬폴리머 배터리로 솔레노이드를 동작시키는 모습

이번 회로에서는 전원이 3가지나 들어가는데요(위 그림 참조), 아두이노 3.3v 출력 단자로 릴레이 전원을 대체하려고 한다면 Nano보드가 손상될 수 있으니 주의해 주세요!

그리고 종류가 다른 전원들을 하나의 회로에 사용하고자 할 때는 GND(-)는 모두 연결해 주어야 합니다.

[ 동작을 위한 아두이노 코드입니다. ]

버튼회로 코드는 아두이노 IDE의 ArduinoBLE》Central 》LedControl 예제를 기본으로 해서 수정 사용합니다.

< 버튼회로 (중앙장치 Central) 코드 >

/* Relay Control Central (버튼이 있는 회로) Client */

#include <ArduinoBLE.h>

// variables for button

const int buttonPin = 2;

int oldButtonState = LOW;

void setup() {

Serial.begin(9600);

// 아래 코드는 시리얼 포트가 준비될 때까지 무한 대기하게 됩니다.

// 따라서 시리얼모니터 사용 없이 동작시키고자 한다면 아랫부분을 반드시 주석 처리해 주세요

// while (!Serial);

// configure the button pin as input

pinMode(buttonPin, INPUT);

// initialize the Bluetooth® Low Energy hardware

BLE.begin();

Serial.println("Bluetooth® Low Energy Central - RELAY control");

// start scanning for peripherals

BLE.scanForUuid("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

}

void loop() {

// check if a peripheral has been discovered

BLEDevice peripheral = BLE.available();

if (peripheral) {

// discovered a peripheral, print out address, local name, and advertised service

Serial.print("Found ");

Serial.print(peripheral.address());

Serial.print(" '");

Serial.print(peripheral.localName());

Serial.print("' ");

Serial.print(peripheral.advertisedServiceUuid());

Serial.println();

if (peripheral.localName() != "RELAY") {

return;

}

// stop scanning

BLE.stopScan();

controlRelay(peripheral);

// peripheral disconnected, start scanning again

BLE.scanForUuid("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

}

void controlRelay(BLEDevice peripheral) {

// connect to the peripheral

Serial.println("Connecting ...");

if (peripheral.connect()) {

Serial.println("Connected");

} else {

Serial.println("Failed to connect!");

return;

}

// discover peripheral attributes

Serial.println("Discovering attributes ...");

if (peripheral.discoverAttributes()) {

Serial.println("Attributes discovered");

} else {

Serial.println("Attribute discovery failed!");

peripheral.disconnect();

return;

}

// retrieve the Relay characteristic

BLECharacteristic relayCharacteristic = peripheral.characteristic("19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

if (!relayCharacteristic) {

Serial.println("Peripheral does not have RELAY characteristic!");

peripheral.disconnect();

return;

} else if (!relayCharacteristic.canWrite()) {

Serial.println("Peripheral does not have a writable RELAY characteristic!");

peripheral.disconnect();

return;

}

while (peripheral.connected()) {

// while the peripheral is connected

// read the button pin

int buttonState = digitalRead(buttonPin);

if (oldButtonState != buttonState) {

// button changed

oldButtonState = buttonState;

if (buttonState) {

Serial.println("button pressed");

// button is pressed, write 0x01 to turn the LED on

relayCharacteristic.writeValue((byte)0x01);

} else {

Serial.println("button released");

// button is released, write 0x00 to turn the LED off

relayCharacteristic.writeValue((byte)0x00);

}

Serial.println("Peripheral disconnected");

}

릴레이회로 코드는 1편에서 사용하였던 ArduinoBLE》Peripheral 》LED 예제를 사용하면 됩니다.

< 릴레이회로 (주변장치 Peripheral) 코드 >

/* Relay Peripheral (Relay가 연결된 회로) Server */

#include <ArduinoBLE.h>

BLEService relayService("19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"); // Bluetooth® Low Energy RELAY Service

// Bluetooth® Low Energy RELAY Switch Characteristic - custom 128-bit UUID, read and writable by central

BLEByteCharacteristic switchCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLEWrite);

const int relayPin = 2; // pin to use for the Relay

void setup() {

Serial.begin(9600);

// 아래 코드는 시리얼 포트가 준비될 때까지 무한 대기하게 됩니다.

// 따라서 시리얼모니터 사용 없이 동작시키고자 한다면 아랫부분을 반드시 주석 처리해 주세요

// while (!Serial);

// set RELAY pin to output mode

pinMode(relayPin, OUTPUT);

// begin initialization

if (!BLE.begin()) {

Serial.println("starting Bluetooth® Low Energy module failed!");

while (1); // BLE 서비스가 시작될 때까지 무한 루프

}

// set advertised local name and service UUID:

BLE.setLocalName("RELAY");

BLE.setAdvertisedService(relayService);

// add the characteristic to the service

relayService.addCharacteristic(switchCharacteristic);

// add service

BLE.addService(relayService);

// set the initial value for the characeristic:

switchCharacteristic.writeValue(0);

// start advertising

BLE.advertise();

Serial.println("BLE RELAY Peripheral");

}

void loop() {

// listen for Bluetooth® Low Energy peripherals to connect:

BLEDevice central = BLE.central();

// if a central is connected to peripheral:

if (central) {

Serial.print("Connected to central: ");

// print the central's MAC address:

Serial.println(central.address());

// while the central is still connected to peripheral:

while (central.connected()) {

// if the remote device wrote to the characteristic,

// use the value to control the RELAY:

if (switchCharacteristic.written()) {

if (switchCharacteristic.value()) { // any value other than 0

Serial.println("Relay on");

digitalWrite(relayPin, HIGH); // will turn the LED on

} else { // a 0 value

Serial.println(F("Relay off"));

digitalWrite(relayPin, LOW); // will turn the LED off

}

// when the central disconnects, print it out:

Serial.print(F("Disconnected from central: "));

Serial.println(central.address());

}

< 코드 다운로드 >
위 두 가지 코드를 압축하였으니 다운로드하여 사용해 보세요.

03. Relay.zip

0.00MB

코드 내용을 살펴보면 릴레이가 연결된 핀 번호를 정확하게 적어주어야 합니다.
그리고 사용할 서비스 UUID와 특성 UUID를 예시에 있는 것 말고 다른 번호로 변경하고 싶다면 아래 UUID 생성 사이트를 이용하세요 uuidgenerator.net 또는 http://www.uuidtools.com 사이트를 이용하면 됩니다.

물론, 기본 예제에 제시된 UUID를 그대로 사용해도 됩니다

setLocalName을 “RELAY”로 하였는데요, 중요한 것은 버튼회로(Central)의 setLocalName과 일치시켜야 합니다.

즉, 연결하고자 하는 회로별로 로컬 네임을 설정해 주면 되는데요, 서로 로컬 네임이 일치하는 기기끼리 페어링 되도록 코딩되어 있습니다 (UUID 포함)

Central 코드도 서비스 이름과 로컬네임만 RERAY로 변경해 놓았습니다.

< 도어 미니어처 제작 >

이번 실습에서는 좀 더 사실감을 주기 위해 3D 프린터로 미니 도어를 만들어 보았습니다 도어 모델링에 사용한 툴은 Fusion360입니다

사이즈는 문 ( 가로 160mm X 높이 185mm ), 바닥 ( 160mm x 130mm ), 두께 5mm입니다

그리고 문에 사용할 경첩을 따로 설계했습니다

경첩의 홀은 M3 x 8mm 나사를 기준으로 제작했습니다

문의 솔레노이드 고정과 걸쇠 고정 홈은 M2 x 5mm 나사를 기준으로 제작했습니다

경첩을 문위에 맞대어 보면 아래와 같습니다. 치수가 정확하게 일치하도록 제작했습니다.

출력은 문과 경첩 각각 따로 하도록 하였습니다.

※ 만약 출력한다면 슬라이서 프로그램에서 내부채움(Infill)은 70% 이상 권해드립니다 (출력물을 떨어뜨렸을 때 쉽게 부서지지 않도록)
슬라이서 프로그램으로 슬라이싱 할 수 있는 STL파일(도어와 경첩)을 아래 압축하여 올려드립니다.

도어와 경첩 STL 파일.zip

0.10MB

미니어처 모형은 아래처럼 잘 출력되었습니다.

그리고 여기에 솔레노이드와 걸쇠 그리고 경첩까지 달아 놓은 모습입니다.

< 솔레노이드 >

솔레노이드도 크기와 작동 전압 범위에 따라 몇 가지 종류가 있습니다.

작동 방식은 전선에 직류 전기를 넣으면 코일에 발생된 자기장에 의해 쇠뭉치가 전진하고, 입력 전기가 없으면 자기장이 소멸되어 스프링에 의해 원위치로 돌아오는 원리로 작동됩니다.

실습에 사용된 도어형 솔레노이드도 위 사진의 아래쪽에 있는 솔레노이드에 케이스를 씌운 형태입니다

< 다중 전원 공급기 >

이번 실습에서 5V전원을 많이 사용하기 때문에 USB 다중 전원공급기를 만들어 보았습니다
실습에 반드시 필요한 것은 아니기 때문에 참고용으로 봐주세요.

접지선이 있고 두께가 비교적 굵은(16A) 전원 케이블을 잘라 연결해 주었습니다.

규격은 전원코드에 표시되어 있으니 확인해 보고 비교적 여유 있는 전원코드를 사용하면 좋습니다.

아래 노란 원으로 표시된 부분을 연결할 때는 선을 잡아당겼을 때 쉽게 풀리지 않도록 단단히 고정해야 하며 합선되지 않도록 주의해야 합니다 그리고 감전될 수 있기 때문에 보호 케이스를 씌어 주거나 추가 조치를 해주는 것이 좋습니다.

파워는 소형의 5V-5A 출력의 파워를 사용했습니다. 나노보드 4개 및 릴레이전원 공급 등 이 실습에는 충분히 사용하고도 남는 용량입니다.

Nano 보드를 한 번에 많이 연결하기 위해 USB A-Femail 타입의 커넥터를 연결된 상태로 사용했고요.

커넥터에는 데이터 연결은 필요 없으니 양 끝에 있는 +단자와 -단자만 서로 연결해 주면 됩니다

그리고 바닥면이 합선이 되지 않도록 캡톤(내열) 테이프로 감싸주었습니다

추가로 스위치를 달아 개별로 켜고 끌 수 있도록 하였습니다

그럼, 버튼회로와 릴레이 회로를 준비해 연결해 보세요.

릴레이에 5V를 공급하기 위해 마이크로 USB 케이블 커넥터를 연결해 보았습니다

※ 항상 + , - 극성에 주의해서 연결해 주세요. (보드 및 부품 손상 방지)

이 실습에서 솔레노이드용 전원으로 9V 건전지가 사용하기 제일 간편하지만, 용량도 적고 출력 전류가 낮은 타입이어서 실물 제작에 적용하기에는 적합하지 않으니 참고하세요.

그리고 동작을 시켜보면, 잘 작동하는 것을 알 수 있습니다. 그럼, 다른 전원도 테스트해 볼게요 현재 솔레노이드가 12V 용이지만 작동되는 힘은 약해도 9V건전지와 7.2V 리튬배터리도 역시 잘 작동하는 것을 볼 수 있습니다.

그럼, 1편에서 사용했던 LED회로와 서보회로를 모두 연결해 볼게요. 아래는 개별로 스위치를 켜고 끄면서 작동을 원하는 장치끼리 페어링 하여 제어해 본 것이고요, 이렇게 하기 위해서는 버튼(중앙장치) 회로의 코드에 있는 SetLocalName=" " 이름을 연결하려고 하는 각각의 이름, 예를 들어 "LED" , "SERVO" , "RELAY" 등으로 수정하여 매번 업로드해주어야 페어링 됩니다.

그리고 여기서부터는 번갈아 가며 3가지 주변회로에 페어링 될 수 있도록코드 속의 LocalName을 “MULTI”로 통일하였으니 참고하세요. 즉 모든 코드의 SetLocalName="MULTI"로 통일하였습니다. 그렇지 않으면 번갈아가며 페어링 하기 위해서는 매번 중앙장치의 코드의 SetLocalName을 바꾸어 업로드해야 하기 때문이죠.

우선 버튼 회로부터 전원을 ON 합니다. 다음, LED 회로를 ON 하고 버튼을 눌러보면 빠르게 페어링 되어 LED가 제어되는 것을 볼 수 있고, 그다음, LED회로는 OFF 하고 서보회로를 ON 하여 페어링 시켜보면 릴레이 회로도 페어링 되어 잘 작동하는 것을 볼 수 있습니다.
학습용으로 활용할 수 있도록 네 가지 회로를 아크릴판에 올려봤습니다.

스위치를 개별로 작동시켜 원하는 장치 간 페어링을 시켜 작동시킬 수도 있고,
전원을 모두 ON 하고 랜덤으로 페어링 하여 작동시켜 볼 수도 있습니다. 그래서 기존 페어링을 끊으려고 하려면, 보드에 있는 리셋 버튼을 눌러주면 됩니다. 해당 보드가 리셋되는 사이 랜덤으로 주변에 있는 다른 보드와 다시 페어링 됩니다.

다음 3편에서는 앱인벤터를 활용하여 (BLE방식으로) 스마트폰으로 작동시켜 볼게요.

감사합니다.

아래 유튜브 영상도 함께 참고하면 보다 수월하게 내용을 파악하실 수 있습니다. (아래 영상 클릭)

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【 아두이노Nano33#3】NANO33IoT BLE 저전력 블루투스 사용설명서 #1 (BLE로 LED&서보모터 제어)

아두이노/5. 아두이노-프렌즈 2023. 10. 10. 20:17 Posted by 엑소더스팩토리

3회에 걸쳐 Nano33 ioT 보드의 BLE 저전력 블루투스를 사용하는 다양한 방법에 대해 다루고자 합니다. 아두이노 나노33 보드시리즈는 콤팩트하면서 사용법이 아두이노 우노(나노)와 유사하여 쉽게 접근가능하고 여기에 더해 WiFi기능과 저전력 블루투스 기능을 활용할 수 있는 매우 장점이 큰 보드입니다. 다만 유사한 기능을 제공하는 ESP32 보드에 비해 단가가 조금 나가는 단점이 있지만 아두이노 정품 보드의 정통성?을 이어받아 안정적이고 불량률이 거의 없다는 점이 장점인 보드입니다. 기본적인 스펙과 사용법은 아래, 이전 게시글을 참고하시면 상세하게 파악할 수 있으니 참고해 보세요.

【 Nano33 IoT 선수학습 】

1. 【 아두이노Nano33#1】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서

2. 【 아두이노Nano33#1-2】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서 #1-2 (LSM6DS3 센서 테스트) (자이로센서 등등)

3. 【 아두이노Nano33#2】 NANO 33 IoT 처음사용 설명서 2편 WiFi 활용하기

【 학습 목표 】

<1편> Nano33 기본 환경설정과 BLE 페어링 후 스위치로 LED On/Off 제어하기
① BLE(UUID)에 대한 이해와 nano33 BLE 사용을 위한 기본 환경 설정(보드&라이브러리 설치)
② Nano33 BLE 스캔과 페어링
③ Nano33 스위치회로와 LED회로 제작 후 블루투스(BLE)로 제어하기
④ 서보모터 스위치로 제어하기

<2 편> 블루투스로 도어(Door 문) 잠금장치(솔레노이드) 열고 닫기
① 주요 부품 소개 ( 솔레노이드 / 솔레노이드 잠금걸쇠 / 릴레이 )
② 도어 미니어처 제작 (3D 모델링과 3D 프린팅)
③ 블루투스(BLE)로 도어 열고 닫기

<3 편> 앱 인벤터(App Inventor) 만들고 스마트폰으로 도어 열고 닫기
① nRF Connect 앱 활용해 보기 (LED 기본 제어)
② 블루투스 스캔 및 연결과 같은 기본 앱 기능 만들고 LED 제어해 보기
③ 앱 안정성 높이고 연결하려는 BLE장치 바로 연결시키기
④ LED 제어와 Door 제어 결합된 앱 만들기

< Nano33 ioT 스펙과 기본 정보 >

Nano33 보드 시리즈 스펙 정보

Nano33 시리즈 핀 배열

<1편> Nano33 기본 환경설정과 BLE 페어링 후 스위치로 LED On/Off 제어하고 서보모터까지 하기

① BLE(UUID)에 대한 이해와 nano33 BLE 사용을 위한 기본 환경 설정(보드&라이브러리 설치)

- UUID란 ?
UUID는 Universally Unique Identifier의 약자이며 범용의 고유 식별자를 의미합니다. 네트워크 상에서 고유성이 보장되는 id를 만들기 위한 표준 규약으로서, 서로 모르는 많은 개체들을 식별하고 구별하기 위해서는 거의 중복되지 않는 각각의 고유한 이름이 필요한데요, 이를 구현하기 위해 128비트(16바이트) 길이의 값을 사용합니다.
128비트의 길이는 2진으로 표현하면 대략 아래 예시와 같습니다.

1110110100 0101001001 0101010010 1010101011 1110101001 1010101010 1110101010 1010101001 0101010101 0101010101 1010010011 1110101110 01110101

128비트는 경우의 수(가지 수)가 2의 128승 이므로, 이를 굳이 계산해보면, 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 라는 어마 어마한 가지 수가 나오기 때문에, 실제적으로 겹치지 않는 ID를 가질 수 있다고 할 수 있습니다. 더군다나, 범위가 제한적인 WiFi 혹은 BLE 블루투스 네트워크에서는 현실적으로 겹칠 수 없는 고유 ID를 가질 수 있다고 할 수 있습니다.
( 비트 단위의 가지 수 이해를 돕기 위해, 또 다른 예시를 들자면, 인터넷 IP부족으로 인해 32비트의 IPv4를 대신하여 128비트의 주소 길이를 가진 IPv6가 나왔습니다.
○ IPv4는 8비트씩 4부분으로 10진수로 표시 → 220.123.103.253 (약 43억 개)
○ IPv6는 16비트씩 8부분으로 16진수로 표시 → 2201:0123:1adc:ffff:253d:a3d2:bc34:67da (43억X43억X43억X43억 개)
따라서 IPv6의 주소 범위는 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000에서 ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff 이기 때문에 거의 무한대의 주소 개수를 사용할 수 있다고 할 수 있습니다)

그럼, 다시 UUID로 넘어와서, 그런데, 128비트나 되는 수를 2진수로 표현하면 너무 많은 자리 수를 차지하기에 이를 16진수로 표현하게 되는데요, 4비트가 각각 16진 한 자리를 차지하므로, 자리수로는 32자리가 되고 아래처럼 4개의 '-' 구분자를 넣어 표시하게 됩니다.

19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214 (8자리 - 4자리 - 4자리 - 4자리 - 12자리)
'-' 구분자까지 포함하면 전체 자리 수는 36자리로 표현됩니다.

사실 UUID는 저전력 블루투스인 BLE 뿐 아니라, 데이터베이스, 시스템 인스턴스, JAVA5와 같은 코드에서 고유 식별자를 생성하기 위해 두루두루 사용되고 있습니다.

UUID의 코드 구성은 아래와 같습니다.

이미지 출처 : https://www.techtarget.com/searchapparchitecture/definition/UUID-Universal-Unique-Identifier

UUID는 이런 규칙에 의해서 생성되기 때문에 동일한 UUID가 생성되어 충돌이 일어날 확률은 거의 0에 가깝다고 할 수 있습니다.
또한 UUID는 이런 규칙으로 생성시킬 수 있는 생성기(Generator)가 있으며, 대표적으로 아래 두 가지 사이트에서 제공되는 것을 많이 이용합니다.
1. 온라인 UUID 제너레이터 : https://www.uuidgenerator.net/
2. 온라인 UUID 툴 : https://www.uuidtools.com/

위 사이트를 보면, UUID는 생성 방법에 따라 버전 1에서부터 버전 5까지 있는데요, 버전 1 또는 버전 4를 대표적으로 많이 사용합니다. 그래서 위 1 버전 또는 4 버전 둘 중 하나를 골라 생성 후 복사(copy)하여 사용하면 됩니다.

<BLE 란?>
그럼 여기서 BLE에 대해 간략히 설명하자면, BLE는 Bluetooth Low Energy의 약자로 기존 블루투스 통신의 약점인 소비전력을 크게 낮춘 블루투스 통신 방식이라 할 수 있습니다. (Bluetooth LE로 표시하기도 함)
스마트워치나, 헬스케어 디바이스, 스마트폰과 연동되는 이어폰 및 다양한 기기 등, 배터리를 사용해야 하는 무선기기 간 통신이 늘어남에 따라 배터리 소모를 줄여줄 수 있는 기존 블루투스(Bluetooth Classic)를 개량한 통신형태가 필요했고 이에 나타난 것이 BLE 통신이라고 할 수 있습니다. 이런 과정에서 통신하고자 하는 기기간 식별을 위해 범용고유 ID식별 기술인 UUID 방식을 사용하고 있습니다.

BLE 통신이 기존 블루투스 클래식(Bluetooth Class)에 비해 저전력인 이유는 기존 연결 방식은 연속적인 데이터 스트림으로 인해 지속적으로 전력을 소모하게 되는 반면에, BLE는 동작 주기(duty cycle)가 수 밀리초(ms)로 가벼운 구동 방식을 취하며, 사용되지 않는 대부분 시간을 슬립 모드(sleep mode, 또는 절전모드)로 있어 전력 소모가 매우 적은 가장 큰 차이점이 있습니다.
그리고 2MHz의 대역폭을 사용하고 1Mbps의 전송 속도를 지원하지만 동작 주기가 짧아 평균 전송 속도를 낮출 수 있어 전력 효율을 향상할 수 있고 장치에 따라 배터리 교환 없이 1년 이상을 사용할 수도 있습니다. 따라서 저전력 블루투스 기술을 활용하면 전력소비를 크게 줄일 수 있는 통신 디바이스 또는 시스템을 구성할 수 있습니다.

기존 블루투스 클래식의 연결방식은 Master와 Slave의 방식으로 연결이 되는데요, Master가 Master 주변으로 주변에 있던 Salve에게 요청 신호를 넣고 슬레이브가 그에 응답한 뒤 페어링이 이루어지는 연결방식을 사용하고 있습니다.

BLE 통신에서는 Central이라고 하는 Observer 역할의 중앙장치와 Peripheral이라고 하는 주변장치로 구분하여 통신하는데요,
주변장치(Peripheral)가 주변에 일정간격으로 Advertise(일종의 라디오처럼 브로드캐스팅)하고 Central(옵저버-observer)이 스캔을 하여 페어링을 하게 되는 구조를 갖고 있습니다.

정리하자면,
주변장치인 Advertiser (Broadcaster)는 Advertising Packet을 자신 주변으로 주기적으로 보내는 장치이며,
중앙장치인 Observer는 Advertiser가 보내고 있는 Advertising Packet을 듣기 위해 주기적으로 Scanning 하게 됩니다.
그러다 연결하고자 하는 프로파일(Profile-서비스 묶음) 정보가 일치하게 되면 연결신호를 주고받고 승낙되면서 페어링 하게 됩니다. 이 과정에서 서비스 이름 및 특성(CHARACTERISTIC)과 UUID가 일치하는지 확인하게 됩니다.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

【 실습 준비 】

이번 실습을 위해 필요한 준비물입니다. 아래와 같은 재료를 준비하면 실습을 진행할 수 있습니다.

- Nano33 ioT 보드 X 2개 이상
- 브레드 보드(400핀 또는 840핀) X 2개 이상
- LED X 1개
- 저항 220옴(150Ω~470Ω 가능) X 1개
- 저항 10K옴(4.7KΩ~10KΩ 가능) X 1개
- 푸시 버튼(종류 모양 상관없음) X 1개
- 서보모터(SG90 또는 MG90) X 1개
- 점퍼선(연결선) 또는 PCB헤더 3핀 이상 X 한 묶음

① BLE(UUID)에 대한 이해와 nano33 BLE 사용을 위한 기본 환경 설정(보드&라이브러리 설치)

그럼, 이제 Arduino nano 33 ioT 모듈과 BLE를 사용기 위한 기본적인 환경설정을 해볼게요.

우선, 아두이노 IDE에서 nano33 ioT 보드를 인식하기 위해서는 보드 관련 라이브러리를 설치해야 하는데요, 아래처럼 "보드라이브러리"에서(그냥 라이브러리 관리자가 아님에 주의!) "nano 33"으로 검색한 후 아래 분홍색 점선 박스의 보드 라이브러리를 설치해 주세요. ( 좀 더 상세한 사용법은 이 글 맨 위에 있는 "[선수학습] Nano 33 ioT 처음사용설명서" 게시글 링크를 참고해 주세요)

설치 후에는 아래처럼, 새로운 보드 그룹이 생겨나며 Arduino NANO 33 IoT를 선택할 수 있습니다.

다음, BLE 기능을 사용하기 위해서는 "라이브러리 관리자"에서 "arduinoble" 라이브러리를 설치해야 합니다.

② Nano33 BLE 스캔과 페어링

arduinoble 라이브러리를 설치하게 되면, 관련 예제 파일들이 설치되는데요, 예제 파일에는 BLE 라이브러리를 사용해서 블루투스를 활용할 수 있는 내용으로 구성되어 있어 이를 응용해 볼 수 있습니다.

스캔파일의 내용은 아래와 같습니다

#include <ArduinoBLE.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  // begin initialization
  if (!BLE.begin()) {
    Serial.println("starting Bluetooth® Low Energy module failed!");

    while (1);
  }

  Serial.println("Bluetooth® Low Energy Central scan");

  // start scanning for peripheral
  BLE.scan();
}

void loop() {
  // check if a peripheral has been discovered
  BLEDevice peripheral = BLE.available();

  if (peripheral) {
    // discovered a peripheral
    Serial.println("Discovered a peripheral");
    Serial.println("-----------------------");

    // print address
    Serial.print("Address: ");
    Serial.println(peripheral.address());

    // print the local name, if present
    if (peripheral.hasLocalName()) {
      Serial.print("Local Name: ");
      Serial.println(peripheral.localName());
    }

    // print the advertised service UUIDs, if present
    if (peripheral.hasAdvertisedServiceUuid()) {
      Serial.print("Service UUIDs: ");
      for (int i = 0; i < peripheral.advertisedServiceUuidCount(); i++) {
        Serial.print(peripheral.advertisedServiceUuid(i));
        Serial.print(" ");
      }
      Serial.println();
    }

    // print the RSSI
    Serial.print("RSSI: ");
    Serial.println(peripheral.rssi());

    Serial.println();
  }
}

Scan 파일은 아두이노 IDE의 예제 항목에 있지만, 필요한 경우 아래를 다운로드하여 압축을 풀고 사용해 보세요.

Scan.zip

0.00MB

특별한 회로 조립 없이 나노 33 보드만 PC와 연결하여 , 코드를 업로드하고 시리얼모니터 창을 열어보면, Nano33 보드 주변으로 블루투스 신호가 잡히는 것을 볼 수 있습니다.

신호 중에는 일반 블루투스(클래식) 장치도 있고, UUID 서비스 이름과 UUID 고유번호가 보이는 BLE 장치도 검색된 것을 알 수 있습니다.

③ Nano33 스위치회로와 LED회로 제작 후 블루투스(BLE)로 제어하기

< 1. LED 회로(주변장치-Peripheral) >

아래 연결도를 참고하여 주변장치(Peripheral)로 사용될 LED 회로를 준비해 주세요.

[ 코드 - LED 회로 ]

./*  [ LED Peripheral (LED 회로)]  Server */

#include <ArduinoBLE.h>

BLEService ledService("19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"); // Bluetooth® Low Energy LED Service

// Bluetooth® Low Energy LED Switch Characteristic - custom 128-bit UUID, read and writable by central
BLEByteCharacteristic switchCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLEWrite);

const int ledPin = LED_BUILTIN; // pin to use for the LED

void setup() {
  Serial.begin(9600);

// 아래 코드는 시리얼 포트가 준비될 때까지 무한 대기하게 됩니다.
// 따라서 시리얼모니터 사용 없이 동작시키고자 한다면 아랫부분을 반드시 주석 처리해 주세요 
  while (!Serial);    

  // set LED pin to output mode
  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  // begin initialization
  if (!BLE.begin()) {
    Serial.println("starting Bluetooth® Low Energy module failed!");

    while (1);     // BLE 서비스가 시작될 때까지 무한 루프
  }

  // set advertised local name and service UUID:
  BLE.setLocalName("LED");
  BLE.setAdvertisedService(ledService);

  // add the characteristic to the service
  ledService.addCharacteristic(switchCharacteristic);

  // add service
  BLE.addService(ledService);

  // set the initial value for the characeristic:
  switchCharacteristic.writeValue(0);

  // start advertising
  BLE.advertise();

  Serial.println("BLE LED Peripheral");
}

void loop() {
  // listen for Bluetooth® Low Energy peripherals to connect:
  BLEDevice central = BLE.central();

  // if a central is connected to peripheral:
  if (central) {
    Serial.print("Connected to central: ");
    // print the central's MAC address:
    Serial.println(central.address());

    // while the central is still connected to peripheral:
    while (central.connected()) {
      // if the remote device wrote to the characteristic,
      // use the value to control the LED:
      if (switchCharacteristic.written()) {
        if (switchCharacteristic.value()) {   // any value other than 0
          Serial.println("LED on");
          digitalWrite(ledPin, HIGH);         // will turn the LED on
        } else {                              // a 0 value
          Serial.println(F("LED off"));
          digitalWrite(ledPin, LOW);          // will turn the LED off
        }
      }
    }

    // when the central disconnects, print it out:
    Serial.print(F("Disconnected from central: "));
    Serial.println(central.address());
  }
}

(LED회로 코드 다운로드하기)

LED_Prep_ok.zip

0.00MB

< 2. 스위치(S/W) 회로 (중앙장치-Central) >

아래 연결도를 참고하여 중앙장치(Central)로 사용될 버튼 회로를 준비해 주세요.

[ 코드 - 스위치(S/W) 회로 ]

/*  LED Control Central (버튼이 있는 회로) Client */

#include <ArduinoBLE.h>

// variables for button
const int buttonPin = 2;
int oldButtonState = LOW;

void setup() {
  Serial.begin(9600);

// 아래 코드는 시리얼 포트가 준비될 때까지 무한 대기하게 됩니다.
// 따라서 시리얼모니터 사용 없이 동작시키고자 한다면 아랫부분을 반드시 주석 처리해 주세요 
  while (!Serial);    

  // configure the button pin as input
  pinMode(buttonPin, INPUT);

  // initialize the Bluetooth® Low Energy hardware
  BLE.begin();

  Serial.println("Bluetooth® Low Energy Central - LED control");

  // start scanning for peripherals
  BLE.scanForUuid("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");
}

void loop() {
  // check if a peripheral has been discovered
  BLEDevice peripheral = BLE.available();

  if (peripheral) {
    // discovered a peripheral, print out address, local name, and advertised service
    Serial.print("Found ");
    Serial.print(peripheral.address());
    Serial.print(" '");
    Serial.print(peripheral.localName());
    Serial.print("' ");
    Serial.print(peripheral.advertisedServiceUuid());
    Serial.println();

    if (peripheral.localName() != "LED") {
      return;
    }

    // stop scanning
    BLE.stopScan();

    controlLed(peripheral);

    // peripheral disconnected, start scanning again
    BLE.scanForUuid("19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");
  }
}

void controlLed(BLEDevice peripheral) {
  // connect to the peripheral
  Serial.println("Connecting ...");

  if (peripheral.connect()) {
    Serial.println("Connected");
  } else {
    Serial.println("Failed to connect!");
    return;
  }

  // discover peripheral attributes
  Serial.println("Discovering attributes ...");
  if (peripheral.discoverAttributes()) {
    Serial.println("Attributes discovered");
  } else {
    Serial.println("Attribute discovery failed!");
    peripheral.disconnect();
    return;
  }

  // retrieve the LED characteristic
  BLECharacteristic ledCharacteristic = peripheral.characteristic("19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214");

  if (!ledCharacteristic) {
    Serial.println("Peripheral does not have LED characteristic!");
    peripheral.disconnect();
    return;
  } else if (!ledCharacteristic.canWrite()) {
    Serial.println("Peripheral does not have a writable LED characteristic!");
    peripheral.disconnect();
    return;
  }

  while (peripheral.connected()) {
    // while the peripheral is connected

    // read the button pin
    int buttonState = digitalRead(buttonPin);

    if (oldButtonState != buttonState) {
      // button changed
      oldButtonState = buttonState;

      if (buttonState) {
        Serial.println("button pressed");

        // button is pressed, write 0x01 to turn the LED on
        ledCharacteristic.writeValue((byte)0x01);
      } else {
        Serial.println("button released");

        // button is released, write 0x00 to turn the LED off
        ledCharacteristic.writeValue((byte)0x00);
      }
    }
  }

  Serial.println("Peripheral disconnected");
}

(스위치 회로 코드 다운로드하기)

LedControl_Cent.zip

0.00MB

아래는 두 회로를 실제로 조립한 모습입니다.

작업의 편의상 하나의 PC에 두 대의 아두이노를 연결하여 작업할 텐데요.

장치관리자를 열어서 연결된 포트를 확인하면 편합니다. (포트 번호는 PC에 따라 Nano33 보드에 따라 기본적으로 랜덤으로 할당됩니다. 다만 인식한 포트 번호에 마우스 우클릭 후 고급탭으로 들어가서 아래처럼 번호를 변경해 줄 수도 있습니다. )

그리고, 하나의 PC에 아두이노 두 대를 연결해서 시리얼 모니터 통신을 하려면, 아두이노 IDE 상에서 nano33 보드가 각각 포트를 다르게 인식하도록 해야 하는데요, 만약, 코드 하나를 열고서 그 IDE에서 예제를 클릭하거나 열기로 불러오게 되면
두 개의 아두이노가 같은 포트로 인식되어 시리얼 모니터를 이용한 통신이 안 됩니다.

우선 첫 번째 예제로 Central 항목에 있는 “LedControl” 파일을 열어주세요.
앞서 설명한 대로 두 번째 예제 파일은 Arduino IDE 프로그램을 새로 실행시켜서 열어주세요.
두 번째 파일은 새로 실행된 IDE의 예제에서 Peripheral 항목에 있는 “LED” 파일을 열어주세요.

이때 각각의 nano33이 인식되는 포트가 다르게 어디로 할당되는지 확인해 주세요.

현재 LedControl 코드는 버튼 회로에 업로드해야 하기에 버튼이 있는 나노의 포트로 선택하세요.
마찬가지로 LED 코드는 LED가 연결된 회로에 업로드하기 위해 LED가 있는 나노를 선택하세요.
그리고 각각 코드를 업로드해줍니다.

두 개의 나노보드의 포트를 하나의 PC에서 각각 다르게 인식시키는 확실한 방법은, 해당 아두이노 코드를 각각 저장하고, 각각의 코드를 직접 더블 클릭해서 열면 됩니다.

일단, 코드를 업로드해보세요, 그리고 바로 버튼을 눌러보세요. 그럼, 동작이 안 될 거예요.
그리고 ' LedControl' 코드와 'LED'코드의 IDE에서 시리얼모니터를 각각 열어보세요. 그럼, 서로 페어링 되는 내용이 표시되고, 그런 다음 동작시켜 보면 아래처럼 동작이 잘 될 거예요.

여기서 다시, 시리얼(모니터) 통신 없이 전원을 연결하여 테스트해보면, 페이링이 되지 않고 동작도 되지 않을 거예요.

그 이유는 LedControl 코드와 LED 코드에 기본적으로 아두이노 IDE의 시리얼 모니터가 열려야 동작되도록 하는 코드가 들어 있어 그렇습니다.
아래 이미지에 보면, while ( !Serial ); 이라는 코드로 인해, 시리얼 모니터가 열리지 않을 경우 그다음라인으로 넘어가지 않도록 되어 있기 때문인데요, 이 부분을 주석처리하게 되면, 나노 33 보드들에 전원을 연결만 하게 되면 바로 페어링 되어 동작이 가능한 상태가 됩니다.

주석처리 → // while ( !Serial );

이후 코드를 재업로드하고 테스트해 보면, 두 장치 모두 PC연결 없어도 페어링과 동작이 잘 됩니다.

④ 서보모터 스위치로 제어하기

그럼 이제 두 번째 실습으로 버튼으로 서보모터를 구동시켜 보도록 하겠습니다.

아래 보이는 연결도를 참고하여 두 번째 회로를 준비해 주세요.

[ 코드 - 서보모터 Peripheral 회로용 코드 ]

/*  Servo Peripheral (서보 회로)  Server */

#include <ArduinoBLE.h>
#include <Servo.h>    // 서보 라이브러리를 지정
#define servoPin 3    // 서보 모터핀을 지정
Servo myservo;          // 서보 라이브러리 객체를 선언
int pos=0;            // 현재 각도를 저장할 변수를 지정한다

BLEService myservoService("19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"); // Bluetooth® Low Energy Servo Service

// Bluetooth® Low Energy LED Switch Characteristic - custom 128-bit UUID, read and writable by central
BLEByteCharacteristic switchCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLEWrite);

// const int ledPin = LED_BUILTIN; // pin to use for the LED

void setup() {
  Serial.begin(9600);
//  while (!Serial);    
  
  myservo.attach(servoPin);   // 서보모터 핀을 설정한다
//  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  // begin initialization
  if (!BLE.begin()) {
    Serial.println("starting Bluetooth® Low Energy module failed!");
    while (1);     // BLE 서비스가 시작될 때까지 무한 루프
  }

  // set advertised local name and service UUID:
  BLE.setLocalName("SERVO");
  BLE.setAdvertisedService(myservoService);

  // add the characteristic to the service
  myservoService.addCharacteristic(switchCharacteristic);

  // add service
  BLE.addService(myservoService);

  // set the initial value for the characeristic:
  switchCharacteristic.writeValue(0);

  // start advertising
  BLE.advertise();

  Serial.println("BLE Servo Peripheral");
}

void loop() {
  // listen for Bluetooth® Low Energy peripherals to connect:
  BLEDevice central = BLE.central();

  // if a central is connected to peripheral:
  if (central) {
    Serial.print("Connected to central: ");
    // print the central's MAC address:
    Serial.println(central.address());

    // while the central is still connected to peripheral:
    while (central.connected()) { 
      // if the remote device wrote to the characteristic,
      // use the value to control the LED:
      if (switchCharacteristic.written()) {
        if (switchCharacteristic.value()) {   // any value other than 0
          Serial.println("Servo turn on");
              myservo.write(180);   // 서보모터의 각도를 변경한다              
              delay(500); // 서보 모터의 각도가 변하는 것을 기다려 준다. 

              myservo.write(0);   // 서보모터의 각도를 변경한다              
              delay(500); // 서보 모터의 각도가 변하는 것을 기다려 준다.                  
        }
      }
          Serial.println(F("Servo turn off"));
    }

    // when the central disconnects, print it out:
    Serial.print(F("Disconnected from central: "));
    Serial.println(central.address());
  }
}

( 서보모터 회로용(Peripheral) 코드 다운로드 하기)

Servo_Prep.zip

0.00MB

이번 실습의 서보모터용 코드는 아두이노 코드는 ArduinoBLE 라이브러리를 사용한 예제 파일들을 베이스로 해서 서보모터 제어에 필요한 부분만 추가해 넣어주면 됩니다. 그리고 다른 부품이나 모듈을 사용한 응용실습을 하려 할 때도 이렇게 기존 예제 파일을 수정해서 작성하면 됩니다.

여기서, 버튼 회로는 실습 1과 동일한 Central 항목에 있는 “LedControl” 파일을 그대로 사용합니다.
두 번째 서보회로 파일은 Peripheral 항목에 있는 “LED” 파일에서 서보모터 구동을 위한 코드를 추가해 주면 서보모터를 쉽게 제어할 수 있습니다.

서보모터 사용에 대한 관련 자료는 아래 링크를 참고해 보세요.

【 아두이노 기초 】 #23 서보 모터 제어 1

【 아두이노 기초 】 #28 서보(Servo) 모터 제어 하기 1

【 아두이노 기초 】 #29 서보(Servo) 모터 제어 하기 2

【 아두이노 기초 】 #30 서보(Servo) 모터 제어 하기 응용

서보모터(SG90/MG90 모델)는 동작 전압이 4.8~6V인데, 보통 5V 정도를 별도로 공급해 주는 것이 좋습니다.
영상에서는 임시로 나노보드의 3.3V 출력 단자로 연결하여 테스트해 본 것인데요.
만약 모터에 부하가 가해질 경우 나노보드가 손상될 수 있으니 꼭 별도의 전원으로 동작시켜주세요.
그리고, 실습이 아니라 실제 응용을 하고자 한다면, SG90보다 안정성이 좀 더 좋은 MG90 서보를 사용하는 것을 권해드리고, 동작 토크가 더 필요하다면 MG996R과 같은 하이토크 모델급 이상을 사용하는 것이 좋을 거예요. 또한 작동 범위(각도)도 90도, 180도 360도 등 다양하게 있으니 사용 목적에 맞는 서보모터를 선택하면 됩니다.

그리고 서보모터를 브레드보드에 연결하기 위해서는 이런 PCB헤더라고 하는 핀을 사용하거나, 가지고 있는 점퍼케이블로 양쪽을 연결해 주면 됩니다.
그럼 통신포트를 확인하고 서보모터 회로에 코드를 업로드해 주세요.
이제 버튼을 눌러보면 잘 동작하는 것을 볼 수 있습니다.

그럼 이제 아래처럼, PC 연결을 제외하고 외부 전원 연결로 동작이 잘 되는지 테스트해 보세요.

그럼 여기서 서보모터에 별도의 전원을 연결해 볼게요

이때 그라운드(GND)는 모두 동일하게 묶어주어야 합니다.

그럼 아주 활기 있게 움직이며, 이 때는 서보모터에 부하가 어느 정도 걸려도 잘 동작될 거예요.

그리고 아래 이미지처럼, 무선 전원으로 9V 배터리를 연결해서도 동작이 잘 되는 것을 볼 수 있습니다.

실습 #1 BLE로 LED와 서보모터 제어는 여기까지고요,
다음 #2편 영상에서는 도어록 솔레노이드를 블루투스(BLE)로 제어해 보겠습니다.

마지막으로 아래 실습 강의 영상과 함께 학습하시면 내용이해에 도움이 될 것으로 생각됩니다.
감사합니다.
https://youtu.be/eePGckOYSZs

저작자표시 비영리 변경금지

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【아두이노 IDE 컴파일 에러】 .h: No such file or directory 라이브러리 충돌 문제 해결 포인트 한 가지

아두이노/6. 아두이노에러 2023. 3. 25. 15:45 Posted by 엑소더스팩토리

아두이노 IDE 등을 사용하여 컴파일할 때 코드에서 사용되는 라이브러리를 분명히 제대로 설치하였음에도 불구하고, 아래처럼 " xxx.h: No such file or directory " 등의 에러를 내는 경우가 종종 있습니다.

또한 이전에 문제 없었던, WiFi.h 및 DHT.h 등 특정 라이브러리가 복수개로 충돌된다는 메시지도 보이는데요, 갑자기 이런 충돌 메시지를 받게 되면, 당황하여 괜히 잘 사용하던 기존 라이브러리를 삭제하거나 하여 다른 아두이노 코드 실행에도 악영향을 주게 됩니다.

실제 필요한 라이브러리는 제대로 설치가 된 상황이고 기존 라이브러리도 충돌 되지 않는 상황인데요, 문제의 원인은 우습게도, 아두이노 IDE를 사용할 때 예를 들어, 직전까지 우노 보드를 사용하다가 갑자기 D1보드나 esp32 보드 등 보드를 변경하였을 때, 아두이노 라이브러리의 보드 선택을 바꾸어 주지 않았을 경우 종종 이런 문제가 발생하게 됩니다. 실제 라이브러리 문제가 아님에도 말이죠.
따라서, 아두이노 IDE를 사용할 때 항상 컴파일 하기전에 사용할 보드선택을 먼저 하는 습관(체크)을 들이시면 좋을 것 같네요. 만약 그렇지 않고 자칫 해서 충돌 문제로 생각하고 이것 저것 라이브러리를 삭제하거나 건드려 놓아 엉키게 되면 또 이를 되돌려 놓는 것에도 진을 빼야 할 수도 있으니 주의하면 좋을 것 같네요.

아래 이미지는 보드 우노 보드 선택 시 에러가 났다는 것과 USB에 연결된 보드를 제대로 선택한 후 곧바로 에러 메시지가 사라지고 컴파일이 된 이미지입니다.

(이미지2) 연결된 보드선택을 잘못하게 되면 라이브러리 에러를 보게 될 수 있습니다.

(이미지3) 연결된 보드 종류 선택을 제대로 하였을 때 에러가 사라진 모습입니다.

그럼, 스트레스 해소되는 코딩 생활 되세요~ ^^;

저작자표시 비영리 변경금지

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【Blynk2.0 #4】ESP32로 스마트 가전 만들기 (Relay+Power Outlet) / Controlling home appliances with smartphones & the web

아두이노/4. 프로젝트 LAB 2023. 2. 1. 18:36 Posted by 엑소더스팩토리

안녕하세요.
라즈이노 ioT입니다.

이번 시간에는 Blynk2.0 업그레이드 강의 네 번째 시간으로 저렴하고 강력한 ESP32 보드를 이용하여 LED와 LED 전등 & 콘센트 제어를 통한 가전기기들을 제어해 보도록 하겠습니다.

보드의 입출력 포트에 연결된 LED제어는 물론이고, 릴레이를 사용하면, 220V 전기를 사용하는 LED 전등 제어도 가능합니다. 뿐만 아니라, 릴레이 모듈을 Outlet 콘센트에 직접 연결해 놓으면 220V 전기를 사용하는 대부분의 가전제품을 On/Off 제어할 수 있습니다.

Blynk 서비스가 2.0으로 업그레이드 됨에 따라, 스마트폰뿐 아니라 웹(Web) 페이지에서도 제어가 가능하게 되어 더욱 활용성이 커졌습니다. 앱과 서로 실시간 연동은 당연히 되는데요, 이번 영상을 통해 자신만의 멋진 IoT 시스템을 만들어 보세요~

참고로, 이번 실습을 위해서는 Blynk 서비스 가입 및 기본 사용법 영상을 함께 참고하시면 좋습니다.

그럼 먼저, ESP32에 대해 간략히 알아볼게요

ESP32 칩은 Espressif Systems사에서 개발한 마이크로 프로세서인데요, ESP32 칩을 활용할 수 있도록 플래시 메모리 등의 부품을 넣어 만든 칩셋을 사용하게 됩니다.
이런 칩셋의 종류는 몇 가지 있지만 보편적으로 많이 활용 되는 칩셋이 ESP-WROOM-32입니다.

(아래) 또한 이런 칩셋을 이용해서 제품개발에 활용하기 좋도록 다양한 형태의 마이컴 보드들이 출시되었습니다.

그중에서 가장 기본 모델인 Do it DevKiT V1 보드를 가지고 실습을 진행합니다.

(아래) ESP32 보드의 가장 큰 특징은 블루투스와 WiFi를 이용해서 각종 기기들과 통신이 가능합니다.
이를 이용하여 저렴한 소형 ioT 기기 및 무선 제어 시스템을 구축할 수 있는 큰 장점이 있습니다.

(아래) 그럼, 일반적인 ESP32 보드의 스펙을 다른 보드와 함께 살펴보겠습니다.

보이는 것처럼 ESP32는 다른 보드들에 비해 뛰어난 기능을 제공하고 있습니다.
Dual Core 이면서, 블루투스 기본 4.2 버전에 저전력 기능인 BLE까지 지원하고 있고,
많은 수의 GPIO(입출력) 핀과 기능 핀을 제공하고 있고 홀센서도 내장되어 있습니다. 가격 또한 저렴하여, ESP32 칩셋을 이용한 다양한 ioT 관련 장비들이 만들어지고 있습니다. 또한, 기존 아두이노 IDE 플랫폼을 사용하여 동일하게 개발할 수 있기 때문에 쉽게 사용 가능합니다.

(아래)

【 실습을 위한 사전 학습 자료 】

① 【 Blynk 2.0 #1 】Nano33 ioT & Blynk2.0으로 LED On/Off  WiFi 제어하기!
    - 유튜브 자료 : https://youtu.be/4GZox37rXwg
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/351
② 【Blynk2.0 #2】Nano33ioT DHT11 온도/습도값 웹과 앱 출력하기!
-  유튜브 자료 : https://youtu.be/gxclf4fxvyc
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/353
③ 【Blynk2.0 #3】220V 가전기기 제어하기 (Nano + ESP01 + Relay)
   -  유튜브 자료 : https://youtu.be/GL2vqtW6ql8
- 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/354

★☆★ ④ 【 IoT 실습을 위한 Lamp & 콘센트 만들기 】 ★☆★
- 유튜브 자료 : https://youtu.be/5QBnhgkfkhE

【 이번 영상에서의 주요 목차 】

① 이 번 실습의 결과물
② 실습의 준비
③ 회로 실습을 위한 연결 도면
④ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치
⑤ 실습 예제 파일로 테스트
⑥ Blynk 2.0 웹 대시보드 만들기 (DataStream & Web Dashboard)
⑦ 아두이노 코드 토큰(Auth Token) 값 수정 후 업로드 하기
⑧ WiFi 핫스팟 연결하여 동작시키기
⑨ APP(앱) 제어 화면 만들기 & 동작
⑩ IoT Outlet 콘센트로 가전기기(선풍기 예시)를 웹과 앱에서 제어해 보기
⑪ 문제해결

【 ① 이 번 실습의 결과물 】

【 ②~③ 실습 준비와 회로 실습용 연결 도면 】

실습에 사용될 부품에 대한 자세한 내용은 아래 링크를 참고해 주세요
아래는 실습을 위한 연결 도면입니다.
회로는 크게 LED와 같은 부품을 GPIO포트로 직접 제어하는 기본 실습 부분과, 릴레이 모듈을 통해 220V로 동작되는 가전기기를 제어하는 응용 부분으로 되어있습니다.

[도면 1] LED Lamp 직접 연결한 도면,

지금처럼 전등 연결선을 작업하여 제어할 수도 있으나, 이는 가전기기마다 케이블 작업을 해야 하는 불편함이 있기 때문에 아래 '도면 2'처럼 콘센트(Outlet)를 개조하여 연결하게 되면, 가전기기마다 별도의 케이블 작업 없이 콘센트에 전자제품을 꽂는 것만으로 쉽게 제어할 수 있게 됩니다. 연결도에 보이는 재료를 준비하여 브레드보드에 연결해 주세요.
(주의) ESP32 보드 중 DEVKIT V1이 아닌 경우, 핀 수 및 핀 배열이 다르므로 연결 시 확인이 필요합니다.

[도면 2] 콘센트(Power Outlet)에 릴레이(Relay)를 연결한 도면

LED와 같은 부품은 GPIO 출력 포트로 단순히 High, Low와 같은 신호로 제어가 가능합니다.
하지만, 220V 레벨의 큰 전기는 릴레이라는 부품(모듈)을 사용해야 제어할 수 있습니다. 도면의 릴레이는 LOW 신호에 동작하는 릴레이인데요(LOW level trigger), 동작을 위한 릴레이의 완전한 LOW 레벨 처리를 위해 트랜지스터(TR)를 사용하였습니다(FET 대체가능).
D14로 신호가 출력되면 TR의 스위칭 작용으로 GND가(LOW) 릴레이의 IN으로 연결되는 구조입니다.
그럼, 실습에 사용될 LED 램프 소켓과 릴레이가 결합된 제어용 콘센트 제작 방법은 아래 링크를 통해 확인해 주세요.
★☆★ ④ 【 IoT 실습을 위한 Lamp & 콘센트 만들기 】 ★☆★
- 유튜브 자료 : https://youtu.be/5QBnhgkfkhE

【 ④ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치 (환경설정) 】

이번 챕터에서는 ESP32 보드 사용을 위한 전반적인 환경설정에 대해 다루고 있습니다.
이것이 ESP32 보드입니다. (DEVKIT V1 버전).

다른 버전의 esp32 보드와 기능과 성능은 거의 유사하지만, 핀 수나 조합이 조금씩 다릅니다. 다르게 말해서 esp32 보드는 여러 버전이 존재하지만, 사용법은 거의 유사합니다.
DEVKIT V1 보드는 PC와의 통신을 위해 Silicon Labs사의 CP2102 통신칩을 사용하고 있습니다.(아래)

따라서, PC에 CP2102 통신칩 인식을 위한 드라이버를 먼저 설치해 주어야 보드를 인식할 수 있습니다.
제어판 혹은 '윈도 + X' 키를 눌러 '장치관리자'를 열어 보세요.
CP2102 칩 드라이버가 문제없이 설치된 PC에는 이렇게 아래와 같이 COM 포트가 할 당 되는 것을 볼 수 있습니다.

1. 드라이버 설치를 하기 위해서는 영상에서와 같이 Silicon Labs를 검색하고, 실리콘 랩(Silicon Labs)의 CP2102 최신 드라이버를 다운로드하여 먼저 설치 후 esp32 보드를 연결해 보세요.
CP2102 드라이버 링크 : https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers?tab=downloads
각자의 PC운영체제 환경에 맞는 드라이버를 받으세요.

2. 아두이노 IDE에서 ESP32 보드를 사용하기 위해서는 ESP32보드를 인식할 수 있도록 환경설정 메뉴에서 esp32 보드 정보가 있는 링크를 추가해 주어야 합니다.

환경설정 탭에서 추가적인 보드 매니저 URLs 부분에 아래 링크(경로)를 복사 붙여 넣기 하세요. (링크 2가지 중 하나만 링크하면 됩니다)

링크 1 : https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

링크 2: https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json

만약 기존에 다른 보드에 대한 URL이 이미 존재한다면, 우측에 있는 윈도창 모양의 아이콘을 누르면, 팝업창이 하나 더 뜨는데요, 거기 기존 링크 아래에 추가로 붙여 넣기 하면 됩니다.

① 이제 Blynk 서비스를 이용하기 위해서는 ,
아두이노 IDE의 "라이브러리 매니저"창에서 아래와 같이 'blynk'로 검색하여 라이브러리를 설치해 주세요. (이미 설치되어 있다면, 생략하면 됩니다)

② 툴 》 보드 》 보드매니저에서 "esp32"를 검색하여 패키지를 설치해 주세요

그럼 이렇게, ESP32 관련 보드 목록을 볼 수 있습니다. (아래)

목록에서, DOIT ESP32 DEVKIT V1을 선택해 주세요. 또한, 보드가 연결된 통신포트를 선택하세요.

【 ⑤ 실습 예제 파일로 테스트하기 】

[ 기본 실습 ]

▶ 파일 > 예제 > 01.Basics > Blink 예제를 선택하여 보드에 있는 LED를 깜빡여 볼게요.

보드 설정과 포트 설정을 한 번 더 확인하고 우선 업로드(&컴파일) 해 볼게요.
(※ 주의!) esp32 보드에 코드를 업로드할 때는 보드에 있는 Boot 버튼을 몇 초간 눌렀다 떼어야 업로드가 시작됩니다.

[기본 실습 예제 파일 다운로드 ]
1. Blink (빌트인 LED 기본 깜빡이기)

Blink.zip

0.00MB

2. GPIO23(D23) 포트에 직접 LED를 연결하고 깜빡이도록 하기

LED를 연결하고, 코드내용을 아래처럼 23으로 바꾸어서 실행해 보세요.

ESP32 보드도 기본적인 사용법은 아두이노와 동일하기 때문에 아두이노를 사용해 보았다면 쉽게 다룰 수 있습니다.

▶ WiFi 스캐닝 실습

그럼, ESP32의 핵심 기능인 WiFi를 사용해 볼 텐데요.
우선, WiFi 스캐너 예제를 통해서 WiFi 기능을 테스트해 볼게요.

아두이노 IDE 메뉴에서 예제 》 WiFi 》 WiFiScan 예제 파일을 불러옵니다.
이 예제 파일은 보드 주변에서 잡히는 WiFi신호를 스캐닝하여 보여주는 예제 파일입니다.

그다음, esp32 보드에 네트워크(WiFi)를 연결해 줄텐데요, 가장 편한 방법으로 폰의 핫스팟을 켜서 연결할 수 있습니다.
그럼 코드를 업로드하고 업로드 완료 되면, 시리얼 모니터를 열어서 확인해 봅니다.
( 마찬가지로, 코드 업로드 시에는 보드에 있는 Boot 버튼을 몇 초 길게 눌러주고, 코드 업로드 완료 후에는 재시작할 수 있도록 EN (enable) 버튼을 한 번 가볍게 눌렀다 떼주면 됩니다.)

[ WiFi Scan 코드 다운로드 ]

WiFiScan.zip

0.00MB

esp32의 WiFi 기능 테스트를 통해 주변 WiFi 신호를 스캐닝해 본 결과입니다. (아래)

【 ⑥ Blynk 2.0 웹 대시보드 만들기 (DataStream & Web Dashboard) 】

[ 응용 실습 ]

그럼, 본격적으로 esp32 보드에 회로를 구성하고 Lamp와 콘센트를 제어하는 실습을 진행해 볼게요.

준비 사항으로 Blynk.io 사이트에 회원가입 후, Cloud 제어화면(blynk.cloud)으로 접속을 해주세요.
https://blynk.io & https://blynk.cloud

아래 연결도를 참고하여 연결해 주세요.

릴레이의 전원은 Vin핀을 통해 전원을 공급받을 수 있는데, 평소에는 Vin 핀은 보드를 동작시킬 수 있는 외부 전원공급 단자로 사용되기도 하지만, esp32 보드의 마이크로5핀 단자로 전원을 공급받게 되면, Vin단자로 5V(약 4.5v)의 출력이 나오게 되어 전원 Output 단자로 사용할 수 있게 됩니다.

회로 연결에 사용되는 브레드보드는 어떤 크기든 상관없고, 사이즈가 작다면 이렇게 두 개를 이어 붙여 사용할 수 있습니다. 다만 esp32보드의 폭이 다소 넓기 때문에, 브레드보드 하나를 사용하는 것보다 두 개 이상 붙여 사용하는 것이 작업상 편할 수 있습니다.

납땜을 제외하고 브레드보드에서 회로를 연결하는 방법에는 대략 아래 3가지 정도의 방법이 있습니다.

이 중에서 개인적으로 원하는 길이로 정확하게 잘라 쓸 수 있는 후크업(Hook-Up Wire) 와이어를 이용한 연결을 추천합니다. 이것은 회로를 더욱 간결하게 만들어 복잡한 회로도 파악하기 쉽도록 만들어 주며, 만들어진 결과물도 비록 납땜을 하지 않았지만, 단단히 잘 고정되어 있어 장기간 작품형태로 활용할 수 있어 좋습니다. 이때 이 세 가지의 선의 형태는 여러 가닥으로 뭉쳐진 연선이 아니라 하나의 단단한 단선이라는 것을 주의해 주세요. 일반적으로 브레드보드에 사용되는 단선의 내심 굵기는 22 AWG ~ 24 AWG 정도면 무난하게 사용할 수 있으며, 가급적 좀 더 굵은 22 AWG를 추천합니다. (AWG는 숫자가 작을수록 굵음)

아래는 회로 연결이 완성된 모습입니다.

콘센트(Outlet)의 전원을 연결하게 되면, 릴레이의 COM / NO 단자 쪽에 220V의 전기가 흐르기 때문에 손으로 직접 터치되지 않도록 감전에 주의해 주세요.

▶ 웹 대시보드 만들기 (WebDashboard)

웹 대시보드를 만들기 위해, https://Blynk.cloud 로 접속한 다음, 로그인해주세요.

다음, 아래와 같이 Search 탭에서 + New Template를 클릭하세요.

새 템플릿을 만들기 위한 기본 정보를 입력 및 선택해 주세요.
HARDWARE에는 'ESP32' / CONNECTION TYPE에는 WiFi를 선택해 주세요

여기에서는 'Data Stream' 부분과 / Web Dashboard 부분만 설정해 주면 완성됩니다.

먼저, 아래는 Data Stream 부분을 설정해 주는 모습입니다.

아래처럼 LED1, LED2, Realy 이렇게 3개의 Data Stream을 만들어 주세요. 마지막에 Save 버튼을 눌러 마무리하면 됩니다.

'Data Stream'은 Blynk 웹(앱)의 버튼으로 제어하기 위한 입출력 핀의 설정을 해주는 것이며,
'web Dashboard'는 Blynk 웹을 통해 제어할 수 있는 버튼들을 디자인하는 메뉴입니다.
그럼, 이제, Web Dashboard로 가서 제어를 위한 버튼 설정을 해볼게요.

먼저 LED에 대한 버튼 설정입니다. 위 이미지처럼 LED 위젯을 적당한 크기로 배치해 주세요.

Data Stream 메뉴에서 설정해 놓은 항목이 자동으로 뜨기 때문에, 선택만 정확히 해주면 쉽게 설정 가능합니다.

Data Stream 메뉴에서 설정해 놓은 항목이 자동으로 뜨기 때문에, 선택만 정확히 해주면 쉽게 설정 가능합니다.

지금 설정하는 LED 위젯은 On/Off를 위한 확인기능이기 때문에, 이제 LED를 실제 켜고 끄기 위한 스위치를 설정해 볼게요.

그리고, LED 위젯과 마찬가지로 스위치(버튼) 위젯을 직접 끌어다 놓을 수도 있고, 어느 정도 설정된 위젯을 복제하여 좀 더 편하게 설정할 수도 있습니다. (아래)

아래와 같이 LED1 & Switch1 , LED2 & Switch2 위젯을 각각 배치해 주면 됩니다.

그럼 이제 릴레이(Relay)에 대한 위젯을 만들어 볼게요.
릴레이까지 다 동일한 방법으로 설정하게 되면 아래처럼 완성이 됩니다.

모든 위젯을 설정한 후에는 화면 우측 상단에 있는 Save 버튼을 반드시 눌러 주세요.

만약 다시 수정해야 한다면 이 버튼이 Edit 버튼으로 바뀌어 있을 것이고 따라서 Edit 버튼을 눌러 수정 후 다시 Save 하면 됩니다.

이렇게만 하면 템플릿은 완성이 됩니다.

Blynk를 활용하면 이렇게 복잡하지도 않고, 아주 쉽고 빠르게 웹 컨트롤 화면을 만들 수 있습니다.

【 ⑦ 아두이노 코드, 토큰(Auth Token) 값 수정 후 업로드 하기 】

그럼, 아두이노 IDE로 가서 핵심 응용회로를 위한 Blynk 파일을 열어 볼 텐데요, Blynk라이브러리를 설치하면, 함께 들어오게 되는 Blynk 예제 파일을 기본으로 조금만 수정해 주면, 제어용 코드가 쉽게 완성이 됩니다.

예제 》 Blynk 》 Boards_WiFi 》 ESP32WiFi 예제를 클릭하여 여세요.

예제 파일을 열면 아래처럼 나타나는데요, 분홍 화살표 부분을 그 아래 이미지처럼 적절한 내용으로 바꾸어 주면 됩니다.

Blynk Cloud 사이트에서 아래 분홍색 부분에 해당하는 TEMPLATE_ID, DEVICE_NAME, AUTH_TOKEN 등을 복붙하면 됩니다.

【 아두이노 코드 다운로드 】

ESP32_WiFi_APP_LED_LAMP.zip

0.00MB

주변 WiFi 또는 스마트폰의 핫스팟을 관련 ID와 패스워드를 입력해 주세요. 그런다음, 통신포트와 보드 선택이 제대로 된 것인지 확인 후 코드를 esp32 보드에 업로드해 주세요.
코드 업로드 시, Connecting... 표시가 뜨면 esp32에 있는 'Boot'스위치를 눌러 주세요.

【 ⑧ WiFi 핫스팟 연결하여 동작시키기】

업로드 완료 후에는, 아두이노 IDE의 시리얼모니터 창을 열고서, esp32보드에 있는 'Reset'스위치를 눌러 esp32 보드를 재시작시켜줍니다.
그럼, 아래처럼, 스마트폰의 핫스팟으로 접속한 경우, 접속된 상황을 파악할 수 있습니다.

【 ⑧ WiFi 핫스팟 연결하여 동작시키기 】

그럼, Blynk.cloud의 Search 탭으로 돌아가서 제어해 볼 텐데요.
아래 부분이 Online으로 되어 있어야 연결이 제대로 된 것입니다.
문제없이 Online이 되어 있다면, LED 스위치들을 On/Off 시켜보세요.

그럼, 이제 릴레이가 연결된 콘센트에 전원을 연결하고, LED전등을 연결하거나 테스트할 가전기기를 연결하여 On/Off가 잘 되는지? 테스트해보세요.

아래 모습은 USB선풍기이지만, 220V 어댑터를 사용하기 때문에 대부분의 가전제품은 동작시킬 수 있다고 보면 됩니다.
이번엔, LED전등과 선풍기를 모드 콘센트에 연결하여 한 번에 작동시켜 보세요.

네, 아주 잘 작동됩니다.

한 번에 작동시킬 수 있는 용량은 릴레이가 견딜 수 있는 용량(스펙)에 따라 결정되어집니다. 여기서는 250 VAC , 10A 짜리를 사용했습니다.

【 ⑨ APP(앱) 제어 화면 만들기 & 동작 】

그럼 이번엔 Blynk App을 이용해서 스마트폰에서 제어해 볼게요.

스마트폰에서 Blynk iot 앱을 검색 후 설치하고 로그인해 주세요.
Blynk 앱 메뉴 중에서 설정 메뉴를 터치하고 'Developer Mode'를 선택하세요.

여러 가지 위젯 중에서 'LED'를 선택하고, 2-3초간 눌러 적절한 위치에 끌어다 놓으세요.

그리고 위젯을 터치하면 세부 설정을 할 수 있습니다.

Blynk Cloud에서 설정해 놓은 DataStrem이 자동으로 뜨는 것을 볼 수 있는데요, 나머지도 똑같은 방법으로 LED와 스위치를 영상을 따라 설정해 주세요.

나머지도 똑같은 방법으로 LED와 스위치를 영상을 따라 설정해 주세요.

옵션 중에, 스위치 옵션에서 'Push'는 누르고 있는 동안만 On이 되는 방식이고, 'Switch'는 누를 때마다 On/Off가 토글 되는 방식입니다. (여기서는 터치할 때마다 On/Off가 교대로 되는 Switch 방식으로 선택했습니다.)

(아래) 마지막으로 뒤로 가기(←)와 'X'표시를 눌러 설정 메뉴를 빠져나오면 이제 실행할 수 있는 모드가 됩니다.

참고로, 스마트폰의 App과 웹에서는 동시에 연동이 됩니다.

【 ⑩ IoT Outlet 콘센트로 가전기기를 웹과 앱에서 제어해 보기】

아래는 동작을 실행한 모습인데요, App과 웹에서 서로 연동되며 잘 작동합니다.

【 ⑪ 문제해결 】

본 실습을 진행하면서, 동작이 안 되는 놓치기 쉬운 몇 가지 부분에 대해 짚어드리고자 합니다.
가장 먼저, Blynk웹에서 esp32가 연동이 안 되는 Offline 상태가 되는 문제가 있습니다.

문제&해결법 1. 여러분의 esp32가 접속된 WiFi가 방화벽등 연결이 제한된 경우가 아닌지 확인해 보세요 (만약, 외부에서 집안에 있는(사설 IP) esp32 기기 제어는 WiFi 라우터의 포트-포워딩 또는 DMZ 설정을 해야 함)

문제&해결법 2. 점선 박스에 있는 TEMPLATE_ID 등의 내용이 코드와 일치하는지 확인해야 합니다.

이 부분이 일치하지 않으면, 서로 연결이 되지 않습니다.
또한, TEMPLATE_ID는 코드에서 제일 상단에 위치해 있어야 Blynk2.0 서비스로 제대로 인식하게 됩니다.

해결법 3. Templates 편집 메뉴가 아니라, Search 탭에 있는 Dashboard에서 실행하는 것입니다.

Templates 탭의 Web Dashboard는 편집 메뉴의 미리 보기 같은 것이기 때문에 실행하는 메뉴가 아닙니다.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

이렇게 해서 esp32 모듈에 릴레이를 이용한 콘센트와 Blynk 서비스를 이용하여 멋진 IoT 작품을 만들어 보았습니다.

WiFi에 접속만 가능하다면 실생활에 바로 응용할 수 있어 활용도가 높기 때문에 꼭 한 번 만들어 보세요.

감사합니다.

아래 링크는 유튜브 영상으로 쉽게 따라 할 수 있도록 하였으니 참고하세요~ (링크 준비 중)

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【Blynk2.0 #3】220V 가전기기 제어하기 (Nano + ESP01 + Relay) / Controlling 220V LAMP, OUTLET with Smartphone & Web

아두이노/5. 아두이노-프렌즈 2022. 7. 15. 19:42 Posted by 엑소더스팩토리

안녕하세요.
라즈이노 ioT입니다.

이번 시간에는 Blynk2.0 업그레이드 강의 세 번째 시간으로 Nano 보드에 ESP01 WiFi 모듈을 연결하여 LED와 LED 전등 & 콘센트 제어를 통한 가전기기들을 제어해 보도록 하겠습니다.
보드의 입출력 포트에 연결된 LED제어는 물론이고, 릴레이를 사용하면, 220V 전기를 사용하는 LED 전등 제어도 가능합니다. 뿐만 아니라, 릴레이 모듈을 Outlet 콘센트에 직접 연결해 놓으면 220V 전기를 사용하는 대부분의 가전제품을 On/Off 제어할 수 있습니다.

그리고 더 놀라운 것은 스마트폰의 앱에서만 아니라 Blynk2.0으로 업그레이드되어 웹 접속이 되는 어느 곳이든 웹페이지에서도 실시간으로 제어하고 상태를 확인 할 수 있게 되었습니다.
더구나, 블링크(Blynk)는 시스템을 구축하기 위해 어렵고 복잡한 코딩이 필요치 않기에 누구나 손 쉽고 빠르게, 자신이 원하는 IoT 시스템을 만들 수 있어 매우 좋습니다.

그럼, 이번 영상을 통해 자신만의 IoT 시스템을 재미있게 만들어 보세요~!

참고로, 이 프로젝트를 위해서는 더보기에 링크해 드리는 두 개의 필수 영상을 함께 참고해야 합니다.

【 실습을 위한 사전 학습 자료 】

① #1 실습1) 펌웨어업뎃 & Blynk실습, LED On/Off  WiFi 제어하기! 1편
    - 유튜브 자료 : https://youtu.be/-NdOR-hsR_4
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/335
② #5 실습5) ESP01WiFi로 '220V 전등/가전기기' 제어하기!
   -  유튜브 자료 : https://youtu.be/JfF4oPhn_gA
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/335

【 Blynk Cloud Off Line & "Invalid auth token" error 에러 해결방법 】

- https://rasino.tistory.com/350

【 블링크2.0에서 기존 프로젝트(템플릿) 삭제하는 방법 /Delete Templates】

- https://rasino.tistory.com/352

【 이번 영상에서의 주요 목차 】

① 이 번 실습의 결과물
② 실습의 준비
③ 회로 실습을 위한 연결 도면
④ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치
⑤ 실습 예제 파일과 코드 해설
⑥ Blynk 2.0 웹 대시보드(Web Dashboard) 만들기 (DataStream & Web Dashboard)
⑦ 아두이노 코드 토큰(Auth Token) 값 수정 후 업로드 하기
⑧ WiFi 핫스팟 연결하여 동작시키기
⑨ APP(앱) 제어 화면 만들기 & 동작
⑩ Outlet 콘센트로 가전기기(선풍기 예시) 제어해 보기
⑪ 최종 완성된 작품 두 가지를 하나의 앱과 웹에서 함께 동작시켜 보기

【 ① 이 번 실습의 결과물 】

【 ②~③ 실습 준비와 회로 실습용 연결 도면 】

실습에 사용될 부품에 대한 자세한 내용은 아래 링크를 참고해 주세요
아래는 실습을 위한 연결 도면입니다.

여기서는 ESP01-전용 어댑터를 이용해서 실습하게 되는데요, 만약, 이 어댑터가 없다면, 앞서 소개드린 영상이나,
아래 링크를 참고하면, 다른 방법으로도 해결할 수 있어요.
#Blynk+Nano+Esp-01 풀코스 학습자료 : https://rasino.tistory.com/335
어댑터 모듈뿐 아니라 릴레이 모듈이나 다른 부품에 대해서도 상세한 설명이 나와 있으니 꼭 참고해 보세요.

【 ④ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치】

아두이노 IDE의 "라이브러리 매니저"창에서 아래와 같이 'blynk'로 검색하여 라이브러리를 설치해 주세요.

【 ⑤ 실습 예제 파일과 코드 해설 】

그럼, 나노 보드에 업로드할 코드에 대해 설명드릴게요. 먼저, Blynk 라이브러리를 설치하게 되면, Blynk 관련 예제 파일들이 설치되는데요, 화면에 보이는 ‘ESP8266_Shield’ 예제 파일을 열어서 약간만 수정하면 됩니다.

코드의 크기가 한 페이지도 안 되는 코드로 IoT 작품을 만들 수 있다니 정말 놀랍습니다.

중요한 점 몇 가지만 설명드릴 텐데요,
뒤에 나오는 Blynk Cloud에서 설정을 통해 얻게 되는 TEMPLATE ID와 NAME, AUTH TOKEN 값들을 이 부분에 복사, 붙여 넣기 해야 합니다.
그리고 이 값들은 Blynk 관련 라이브러리보다 위쪽에 배치해야 하는데요, 그렇지 않을 경우 Blynk2.0 서버가 아닌 이전(Legacy) 서버로 접속되어 제어되지 않게 됩니다. 하지만 그렇게 배치했음에도 불구하고 “Invalid auth token”에러를 계속 표시하며 서버로 접속되지 않을 때는 기존 예제 코드에서 이 부분, “blynk.cloud”, 80을 추가해 주면 해결됩니다.

이 부분에는 여러분이 접속 가능한 주변 WiFi 혹은 스마트폰의 핫스팟 ID와 패스워드를 입력하세요.

그리고, SoftwareSerial EspSerial(7,6) 이 부분에는
나노에 연결된 ESP01 어댑터 모듈의 소프트웨어 시리얼 통신 핀 번호를 적어줍니다.
그리고, 여러분이 갖고 있는 esp01 모듈의 보-레이트(Boud-rate)를 정확히 적어주세요.
#define ESP8266 BAUD 9600
이 보-레이트가 일치하지 않으면 WiFi 통신이 되지 않습니다.
보-레이트를 알기 어렵다면, 9600 또는 115200 둘 중 하나로 해보세요.
그럼 이제, 조립된 작품에 코드를 업로드하고, Blynk.Cloud에서 웹 대시보드를 만들어 볼게요
코드는 앞서 안내해드린 것처럼, Blynk 라이브러리에 포함된 예제를 기본으로 조금 변경해 주면 되는데요,
아래가 편집된 코드 예시이니 참고하세요.
우선 아래 코드를 다운로드하고 Template ID, Auth Token , WiFi ID, 비번, ESP01 보-레이트 등등을 수정하여 업로드하면 됩니다.

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// *** 라즈이노 IoT Blynk2.0 + Nano+ESP01 실습, 릴레이모듈+전등 제어하기 *** 
// 실습 : Blynk 2.0 시스템에 릴레이 모듈을 연결하고 LED 및 220V용 LED전등을 제어해 보기!
// 사용방법 및 추가 자료 다운로드 
// 게시글    :  https://rasino.tistory.com/  
// 유튜브영상 : https://www.youtube.com/channel/UClO79Cpq72VI63MwGi6VoQw
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define BLYNK_PRINT Serial
#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPLtjtKWif1"
#define BLYNK_DEVICE_NAME "Nano ESP01 LED Control"
#define BLYNK_AUTH_TOKEN "DamL2Z3CQqS4NbU0UAlxbk86uE5VjSlK"

#include <ESP8266_Lib.h>
#include <BlynkSimpleShieldEsp8266.h>

char auth[] = BLYNK_AUTH_TOKEN;
char ssid[] = "myGalaxy";
char pass[] = "12345678";    // 만약 패스워드 없는 WiFi라면,  ""로 입력하세요
#define EspSerial Serial1
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial EspSerial(7, 6); // RX, TX , 나노에 연결된 소프트웨어 시리얼 통신 단자.
// 중요! 여러분이 갖고 있는 ESP01 모듈의 펌웨어에 설정된 보드레이트에 맞추어야 합니다
// 보통의 경우는 9600 이며, 안 되면, 115200으로 해보세요.(esp01 펌웨어 버전에 따라 다름)
// esp01-펌웨어 업뎃 및 AT통신 설정 관련 된 사항 참고 : https://rasino.tistory.com/297
#define ESP8266_BAUD 9600

ESP8266 wifi(&EspSerial);

void setup()
{
// 아두이노 IDE의 시리얼 모니터와의 통신속도입니다. 아무속도나 상관 없음
  Serial.begin(9600);
  delay(10);
  EspSerial.begin(ESP8266_BAUD);
  delay(10);
  Blynk.begin(auth, wifi, ssid, pass, "blynk.cloud",80);
}

void loop()
{
  Blynk.run();
}

Blynk 2.0 서버로 접속되지 않는 에러를 방지하기 위해, “blynk.cloud”, 80을 추가해 주세요.

《 코드 다운로드 》

Blynk2_ESP01_Relay_LED_Lamp.zip

0.00MB

Blynk를 이용하면, 보이는 것처럼, 아두이노 코드가 복잡하지 않아 매우 쉽게 작품을 구현할 수 있습니다.

【 ⑥ Blynk 2.0 웹 대시보드(Web Dashboard) 만들기 (DataStream & Web Dashboard) 】

그럼, 가입된 Blynk.Cloud 사이트에 접속 후 로그인하세요.
아래 이미지처럼, 화면 메뉴 좌측에 보이는 Templates 메뉴를 선택하세요.

중앙에 보이는 + New Template을 클릭하고, 이미지의 내용으로 입력해 주세요.

입력 완료 후, Done을 클릭하면 기본 템플릿이 만들어지는데요, 상단에 보이는 메뉴 중에서 Data Streams과 Web Dashboard 만 작업해주면 됩니다.
그럼 Data Streams 탭을 선택하고, +New Datastream에서 Digital 항목을 클릭하세요.

그리고 아래 이미지를 참고하여 내용을 입력하세요.

LED 2에 대해서도 같은 방법으로 만들어 주세요.

마지막으로 LAMP(전등)에 연결된 Relay 제어를 위해 Data Stream을 추가해 볼게요.

그럼, 이제 Web Dashboard로 가서 컨트롤 화면을 구성해 볼게요.

화면 구성은, LED 1, 2, LAMP에 대해 ON/OFF를 확인할 수 있는 LED 표시와 제어하는 스위치로 구성했습니다.
아래 이미지를 참고하여 설정해 보세요.

LED2에 대해서는 복제(복사)를 해볼 텐데요, 유사한 패턴의 경우 복제 버튼을 이용하면, 좀 더 편하게 작업할 수 있습니다.

그리고 복제된 위젯의 설정으로 들어가서 아래처럼 옵션을 선택, 입력해 주세요.

LED2의 스위치 세팅도 동일한 방법으로 해주시고,

Relay에 연결된 Lamp에 대한 표시등도 LED 위젯을 이용해서 만들어 주세요.
그리고 아래와 같이 Relay Lamp 켜고 끄기를 위한 스위치를 만들어 주세요.

아래 이미지처럼 완성이 되었다면, 이제 Search 탭으로 가서, + New Device를 클릭하고, 조금 전에 만든 Template를 연결해 주세요.

그럼, 이렇게 Autu Token 값 등이 만들어지고, 이 값들을 복사해서 아두이노 코드 상단에 붙여 넣기 합니다.

【 ⑦ 아두이노 코드 토큰(Auth Token) 값 수정 후 업로드 하기 】

이렇게 완성된 코드를 가지고 보드를 연결하고 코드를 업로드하세요.

ESP01 모듈이 연결되어 있는 상태에서 코드를 업로드할 경우 업로드 에러가 종종 발생하니, 잠시 제거하고 업로드해보세요.

’Window’키 + ‘X’ 단축키로 장치 관리자를 열어 Nano보드가 연결된 포트를 정확히 확인해 보세요.

네 26번 포트에 연결되어 있네요. 그럼, 업로드를 위해 보드와 포트를 정확히 선택해 주세요.

대부분의 호환 Nano 보드의 경우 프로세서는 “ATmega128P (Old Bootloader)를 선택해야 업로드됩니다

그럼, 업로드해 보세요.

【 ⑧ WiFi 핫스팟 연결하여 동작시키기 】

이제, ESP-01 모듈을 연결해 주세요. 코드에 입력한 대로, 주변 WiFi 또는 핫스팟을 연결해 주세요.
Nano 보드의 리셋을 눌러주면, 핫스팟에 연결되고 시리얼 모니터를 통해 IP를 할당받는 것을 볼 수 있습니다.
잘 안된다면, 시리얼 모니터를 새로 열거나 ESP01 모듈을 제거 후 다시 연결해 보세요(접촉 불량 가능성)
네, 보이는 것처럼 Ping 테스트까지 완료되어야 연결에 문제가 없습니다

그리고 Search 탭에서(중요!) 동작시켜 보면, 아래처럼, LED가 화면 클릭할 때마다 동작이 잘 되는 것을 볼 수 있습니다.

그럼, 220V LED 램프도 테스트해보기 위해, 220V 전원을 연결하고 테스트해 보세요.

네, 위 이미지처럼, 동작은 잘하는데요, 다만, 스위치가 ON 신호에 램프가 꺼지고, 스위치 OFF 신호에 램프가 켜져서 반대로 동작합니다.
그 이유는 Relay 모듈이 Low신호에 동작하는 Active-Low 모듈이어서 그렇습니다.
이 문제는 DashBoard에서 On/Off 스위치 설정을 반대로 해놓으면 간단히 해결할 수 있습니다.
그럼, Templates 탭의 편집(Edit)으로 들어가서 Lamp 버튼의 설정을 바꾸어 볼게요.

ON과 OFF의 논리 값을 반대로 바꾸어 주세요 ( 1 -> 0 , 0 -> 1 )

컬러도 반대 효과를 주기 위해 검정식으로 바꾸어 볼게요 ( 검정 -> 꺼짐 , 흰색 -> 켜짐 )

저장하고 Search 메뉴에서 다시 실행해 볼게요.

네, 이제 ON OFF가 일치하며 잘 동작됩니다.
그럼, 이제 PC 연결 없이 배터리로도 IP 할당받으며 잘 동작하는지 아래 이미지처럼, 확인해 보세요.

그럼, 이제 앱 화면도 설정하여 제어해 볼게요.
Blynk ioT ( 2.0 버전에 해당되는 앱) 앱을 다운로드하고 로그인하세요.
Blynk Cloud에서 템플릿을 만들면 자동으로 같은 이름의 빈 템플릿이 보이는데요, 터치하세요.

개발자 모드로 진입하고, 바닥의 빈 공간 또는 + 키를 눌러 주세요.

앞서 보았던 동일한 모양의 위젯들이 보입니다.
LED 위젯을 터치하세요.

위젯을 2~3초간 누르고 있으면 위치를 옮길 수 있고 사이즈 변경도 가능합니다.

LED 1에 대한 설정을 영상처럼 해주세요.

이어서, LED 2에 대한 설정도 동일하게 합니다.

이제, LED 1에 대한 스위치를 만들어 볼게요

PUSH 옵션은 계속 누르고 있을 때만 On 되는 옵션이며, SWITCH는 터치할 때마다 번갈아 On/Off 됩니다.

마지막으로 LAMP는 스위치만 만들어 볼게요.

역시 여기서도 LAMP 스위치는 Low 신호에 On 표시되도록 1과 0의 위치를 바꾸어 줍니다.

이제 개발자(설정) 모드에서 빠저나가기를 누르면 실행 모드가 됩니다.

【 ⑨ APP(앱) 제어 화면 만들기 & 동작 】

네, 아주 잘 작동되며, 웹과의 연동도 잘 됩니다.

【 ⑩ Outlet 콘센트로 가전기기(선풍기 예시) 제어해 보기】

그럼, 이전 영상에서 만들었던 Outlet 콘센트도 테스트해 보겠습니다.

Outlet 콘센트의 상세한 제작 영상은 더보기 링크를 참고해 주세요.
여기에도 똑같은 코드를 올려주면 되는데요, Esp01 모듈을 탈거하고 업로드해 볼게요.

ID와 Auth Token 값들이 일치하면 같은 화면에서 제어할 수 있습니다.

Outlet 작품도 배터리를 이용해서 동작시켜 볼게요.

현재 두 개의 WiFi 모듈이 접속(IP 할당) 되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

그럼, Outlet에 대한 Data Stream을 템플릿 탭에서 추가해 볼게요.

Teamplate 탭에 있는 Edit(편집)를 누르고 영상을 따라 설정해 주세요.

Outlet에서도 켜고 끄는 스위치 버튼 하나만 추가해 볼게요.

네, 이제 모든 준비는 끝났고, 두 개의 다른 작품을 하나의 폰에서 제어해 볼게요.

미니 선풍기라 하더라도 220V 콘센트로 제어하기 때문에 220V 전기를 사용하는 거의 대부분의 가전기기도 제어된다고 보면 됩니다.

그럼, Outlet 콘센트 전원을 연결해 볼게요.

릴레이가 Low(꺼짐) 신호에 동작하니, Outlet 스위치 역시 반대로 설정해 볼게요.

네, 잘 동작되는데요, 폰에서도 스위치를 추가하여 제어해 볼게요.

여기서도 On / Off 설정을 반대로 바꾸어 놓을게요.

【 ⑪ 최종 완성된 작품 두 가지를 하나의 앱과 웹에서 함께 동작시켜 보기 】

그럼 실행시켜 볼게요.

네, 이렇게 해서 Blynk2.0을 이용해서 웹과 폰에서 LED, 전등, 가전기기 등을 제어해 보았습니다.

릴레이를 이용하면 220V와 같은 가전기기들의 On/Off를 제어할 수 있어, 응용하기 매우 좋습니다.

그럼, 지금 나오는 관련 영상들을 함께 참고해서 활용하기 좋은 작품들을 만들어 보세요.

감사합니다~

【 모든 작업과정 동영상으로 보기 】

저작자표시 비영리 변경금지

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【Blynk2.0 #2】Nano33ioT DHT11 온도/습도값 웹과 앱 출력하기!

아두이노/5. 아두이노-프렌즈 2022. 6. 28. 17:24 Posted by 엑소더스팩토리

※ 본 게시물의 모든 이미지는 클릭하면 확대되어 선명하게 확인 가능합니다!

【 How to Display temperature& humidity of DHT11 on a smart phone! 】

# Blynk2.0 은 WiFi 컨트롤 기능을 App뿐 아니라, Blynk Cloud라 하여 웹에서도 제어할 수 있는 기능을 제공하고 있습니다.
또한,  복잡하고 어려운 코딩이나 함수 사용 없이 매우 쉽게 IoT 시스템을 구축해 주는 멋진 시스템입니다.

여기에서는 WiFi기능을 가진 나노 33 IoT 보드를 사용하고 있으며, ESP8266 보드류 혹은 ESP32 보드 등으로도 바로 적용 가능합니다.

이 강의는 시리즈로 제작되며,  전체 학습 내용은 아래와 같습니다.
======================================================
시리즈 전체 실습 내용(예정)
1. Nano33 ioT & Blynk2.0으로 LED On/Off 하기. (업로드 완료)
2. Nano33 ioT & Blynk2.0 으로 DHT11 센서 온도/습도 출력하기.(본 게시글)
3. ESP01 & Blynk2.0 으로 LED와 LAMP(220V) 제어하기. (예정)
4. ESP8266 & Blynk2.0 으로 LED와 LAMP(220V) 제어하기.(예정)
5. ESP32 & Blynk2.0 으로 LED와 LAMP(220V) 제어하기.(예정)
======================================================

【 실습을 위한 사전 학습 자료 】
① Nano33 IoT 처음 사용설명서 1편
    - 유튜브 자료 : https://youtu.be/QwrgDjs4qBc
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/301
② Nano33 IoT 처음 사용설명서 2편
   -  유튜브 자료 : https://youtu.be/IODHpewucU4
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/310
③ 【 Blynk 2.0 사용법 #1】 Nano33 ioT으로 LED On/Off  제어하기
   -  유튜브 자료 : https://youtu.be/4GZox37rXwg
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/353

【 Blynk Cloud  Off Line & "Invalid auth token" error 에러 해결방법 】
  - https://rasino.tistory.com/350

【  블링크 2.0에서 기존 프로젝트(템플릿) 삭제하는 방법 /Delete Templates】
  - https://rasino.tistory.com/352

【 주요 목차 】
① Blynk 2.0 서비스 소개 & 사용 이유
② 회로 연결 도면 및 실습 준비
③ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치(4가지)
④ 기존 템플릿(Templates) 삭제 방법
⑤ 데이터 스트림(Data Stream) 핀을 GPIO Pin으로 설정하기 설명
⑥ Blynk Cloud (blynk.cc) 설정 & 웹 대시보드 만들기(Dash Board)
⑦ 버추얼 핀(Virtual Pin) 개념 설명 & 온도/습도 가상 핀 설정하기
⑧ 웹 대시보드(Web Dashboard) 핀 설정하기 설명
⑨ 새 디바이스(New Device) 추가하기 설명
⑩ 실습을 위한 Nano33 & DHT11용 Blynk 예제 파일 만들기
⑪ Nano33 ioT 보드에 코드 업로드 하기 & 핫 스팟 연결하기
⑫ 동작 확인하기 (Arduino IDE Value & Web Dashboard)
⑬ Blynk IoT App에서 Dash Board(대시보드) 설정하기

【 ① Blynk 2.0 서비스 소개 & 사용 이유 】

최근 Blynk 서비스가 2.0으로 바뀜에 따라, 현재 가입하려는 분들은 반드시 2.0 시스템으로 사용법을 익히셔야 합니다.
기존에 사용하던 Blynk앱 시스템은 이용자의 폭주와 웹 연동 서비스를 제공하기 위해 Blynk 2.0 시스템을 오픈하였습니다.

물론 기존 Blynk 시스템도 유료 서비스를 이용하던 사용자가 있기 때문에 서비스가 유지되고 있지만, Blynk 신규 가입자는 반드시 Blynk2.0을 이용해야 합니다.
다만, Blynk2.0의 경우 국내 자료가 아직 부족하고 사용법이 기존과 달라 접근하기가 쉽지 않습니다.
그래서, 기본 사용법을 익히실 수 있도록 본 게시글을 준비했으니 차근차근 따라 해 보시기 바랍니다.
현재 Nano33 ioT 보드로 기본 실습들을 구성했지만, esp8266 보드나 esp32 보드 들도 이 글을 참고하면, 동일하게 활용 가능합니다.

Blynk 앱을 검색해 보면, 기존(legacy) 앱과 Blynk2.0인 Blynk IoT앱 두 가지를 볼 수 있습니다.
Blynk 2.0에서는 Blynk Cloud라 하여 웹에서도 아래처럼 컨트롤 버튼을 만들어 제어할 수 있고,

Blynk의 가장 큰 장점은 어려운 앱 개발 코딩이 필요 없다는 것과 쉬운 클라우드 서버 툴을 제공하기 때문에 웹코딩이 필요 없으며, 센서 및 회로 제어에 필요한 복잡한 아두이노 함수들을 자체적으로 처리해 주기 때문에 매우 쉽고 빠르게 IoT 응용 작품들을 구축할 수 있습니다. 다만, 동시에 2개의 프로젝트(템플릿)까지만 무료로 제공되며, 추가적인 프로젝트나 고급 위젯 Box를 이용하고자 한다면, 일정 비용을 지불해야 합니다.
( 단, 먼저 만들어진 프로젝트를 삭제하면 새 프로젝트를 계속 만들 수 있어요)
물론, 월 이용료 등의 일정 비용을 지불하면 상업용으로도 손색없는 IoT 시스템을 구축할 수 있을 것으로 생각됩니다.

【 ② 회로 연결 도면 및 실습 준비 】

먼저, 화면과 같은 부품을 준비하여 회로를 연결해 주세요.

[ 연결도면 다운로드 ]

nanoIoT33_DHT11_Blynk2.0연결도.png

0.39MB

Nano33 ioT는 핀 배열이 Nano 보드와 거의 동일한데요, Nano 보드처럼 사용하기 쉽고 WiFi 모듈까지 내장되어 있어 활용하기 좋은 보드입니다. Nano33 ioT 보드의 상세 설명과 사용법은 위에 링크해 드린, “처음 사용설명서 #1~#2”편을 참고해 보세요.

【 ③ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치(4가지) 】

그럼, 아두이노 IDE에 필요한 필수 라이브러리 3가지 및 DHT11 센서 사용을 위한 라이브러리 추가로 해서 4가지를 설치해 주세요.
1. ‘보드 매니저’에서 SAMD 또는 NANO 33으로 검색해서 보드 인식을 위한 라이브러리를 설치합니다.
nano 33으로 검색할 때는 중간에 공백을 주어야 합니다.
그리고, 라이브러리 매니저가 아니라 보드 매니저입니다. Nano 33 ioT는 SAMD21G18A 칩을 MCU로 사용하고 있는 보드입니다.

2. ‘라이브러리 매니저’에서 NINA 또는 WIFININA로 검색하여 WiFi 통신을 위한 라이브러리를 설치합니다.

3. ‘라이브러리 매니저’에서 blynk로 검색하여 BLYNK 라이브러리를 설치합니다.

4. ‘라이브러리 매니저’에서 'DHT'로 검색하여 Adafruit 사에서 제공하는 DHT 센서용 라이브러리를 설치합니다.

그럼, 이제 모든 준비 사항은 끝났으며, LED1과 2를 웹과 앱을 통해 직접 제어해 볼게요.

아래는 실제 연결된 회로 모습입니다. 점퍼선을 이용해도 좋지만, 이렇게 굵은 단선으로 길이에 맞추어 연결하면 훨씬 간결하고 튼튼하게 오랫동안 유지됩니다.

《 DHT11 센서 스펙 》

만약, 좀 더 정밀한 데이터를 원한다면, 아래 이미지와 같은 소수 첫 째 자리까지 출력되는 DHT22 센서를 사용하면 됩니다.

【 ④ 기존 템플릿(Templates) 삭제 방법 】

Blynk 서비스는 템플릿(프로젝트) 2개까지는 무료로 이용할 수 있습니다. 따라서, 여러 가지 다양한 프로젝트 연습을 위해서는 기존 만들었던 템플릿을 삭제하면서 진행하면 되는데요, 삭제하는 방법에 대해 간단히 설명드립니다.
만약 현재 만들어 놓은 템플릿이 없더라도, 추후에 삭제 과정이 필요하니 미리 봐 두면 도움 될 것입니다.
템플릿 삭제하는 내용은 아래 게시글에 별도로 올려놓았으니 참고해 보세요.

▶ 템플릿 삭제하는 방법 : https://rasino.tistory.com/352

【 ⑤ Blynk Cloud (blynk.cc) 설정 & 웹 대시보드 만들기(Dash Board) 】

먼저, 아래 이미지처럼 좌측의 템플릿 탭을 클릭하고 이미지 우측 상단에 보이는 + New Template를 클릭하세요.

이어서 나타나는 아래 이미지처럼 각각의 항목을 선택하고, DESCRIPTION에는 간단한 설명을 입력하면 되는데요, 제목과 디스크립션에는 특수 문자나 기호는 입력하면 에러가 나고 다음으로 넘어가지 않으니 특수문자 및 기호는 입력하지 마세요.

【 ⑥ 데이터 스트림(Data Stream) 핀을 GPIO Pin으로 설정하기 설명 】

이제, 데이터 스트림(DataStreams)과 웹 대시보드(Web Dashboard)만 설정해 주면 되는데요, 그전에 먼저, Digital 핀으로 로 사용 설정 시 선택해야 하는 핀 번호에 대해, 중요하니 짚고 넘어가 볼게요.
아래 이미지에 보이는 Digital Pin과 Analog Pin의 경우는 아두이노 보드의 물리적인 핀을 그대로 연결 사용한다는 의미를 가지는 데요,

직접 아두이노를 제어하듯 보드에 있는 핀 번호를 선택하면 블링크 서버(함수)를 통해 제어됩니다.
한 가지 주의해야 할 것은 DataStream의 Digital 핀 숫자는 보드 표면에 적힌 핀 번호가 아니라 GPIO 핀 번호와 일치되어 있습니다. 따라서 GPIO를 사용하는 nodeMCU와 같은 보드에서는 D0, D1, D2 등의 핀번호가 아니라, 입출력을 기준으로 매겨진 GPIO 핀 번호와 일치되어 있습니다.
즉, D1핀에 연결된 LED 같은 것을 제어하려 한다면, DataStream에서 숫자 1을 선택하는 것이 아니라, GPIO 핀 번호인 숫자 5(GPIO5)를 선택해야 제어가 되니 주의하세요.
( ※ 단, 우노와 나노 보드류는 GPIO 구분 없이 핀 번호 그대로 사용합니다 )

다음은 가상 핀(Virtual Pin)에 대한 설명입니다.

Virtual Pin의 경우 물리적 핀의 경우처럼 사용이 가능하지만, 주로 센서와 같은 값들을 WiFi를 통해 전달받아 앱 혹은 웹의 대시보드에서 쉽게 모니터링할 수 있도록 만든 가상 핀입니다.
마치 아두이노 IDE의 시리얼 모니터에서 센서 값을 확인하는 것처럼, WiFi 무선을 통해 확인하기 편하도록 한 것입니다.
또한, 가상 핀을 최대 256개까지(V0~V255) 사용할 수 있도록 되어 있어 확장성이 좋습니다. 따라서, 이번 실습에서는 이 가상핀을 이용해 DHT11의 온도와 습도 데이터를 전달받아, 앱과 웹의 대시보드에서 확인할 수 있도록 실습을 진행합니다.

【 ⑦ Blynk Cloud (blynk.cc) 설정 & 웹 대시보드 만들기(Dash Board) 】

아래 이미지를 따라, 각각의 내용을 입력해 주세요.

ALIAS는 NAME을 영문으로만 입력하면 자동으로 입력됩니다. 한글과 혼용 입력 시는, 직접 영문으로 Temp라고 입력해주면 됩니다.
가상 핀은 어떤 핀이든 사용하면 되고, Data type은 정수형(integer)을 선택하세요.
만약, DHT22와 같은 소수점 값 처리가 필요한 센서를 사용할 경우, Double을 선택하면 되고, 아두이노 코드에서는 Double 또는 float형을 사용하면 됩니다.
단위는 섭씨온도일 경우 Celsius(℃) , 화씨는 Fahrenheit(℉)를 검색하세요.
온도 값을 표시할 게이지의 전체 범위를 지정할 텐데요, 0℃ ~ 60℃의 범위로 지정해 볼게요.

마지막으로 Create를 클릭하면 온도 값 처리를 위한 DataStream이 하나 만들어집니다.

그럼, 습도에 대한 DataStream을 생성하기 위해 +New Datastream을 클릭하세요.

아래 이미지를 참고하여 역시 동일한 방법으로 습도에 대해 입력해 주세요.

습도는 퍼센트(Percentage, %)로 표시하므로 Per...로 검색해 보세요.
표시될 게이지의 범위는 0~100%로 합니다.

이렇게 해서 DataStream이 준비되었고, 아래처럼, 되어 있는지 보세요.

⑧ 웹 대시보드(Web Dashboard) 핀 설정하기 설명

그럼, 이제 웹 Dash Board를 만들어 볼게요.
웹 Dashboard는 웹에서 컨트롤할 수 있는 제어 보드를 의미하고, 추가적으로 앱에서도 연동하여 제어할 수 있는 대시보드를 폰에서 만들 수 있습니다. 그럼, DHT11 센서의 온도와 습도를 표시해 줄 Gauge를 각각 만들어 볼게요.
아래 이미지에서 1번, 2번, 3번 순서대로 클릭하여 진행합니다.

왼쪽 위젯 박스 메뉴에서 Guage를 끌어다 놓으세요.

Guage의 제목은 ‘온도 Temp.’로 입력합니다. 그리고, Data Stream에서 설정해 놓았던 온도 Temp(V0) 항목을 선택하세요.

그리고 같은 방법으로 Guage를 끌어다 놓고, 습도에 대한 Guage를 만들어 줍니다.
Guage의 제목은 ‘습도 Humi.’로 입력할게요. 그리고, Data Stream에서 설정해 놓았던 습도 Humi(V1) 항목을 선택하세요.

아래는 온도와 습도 게이지가 완성된 모습입니다.

그리고 위젯 박스에서 Label을 끌어다 놓고, 동일한 값을 Label로도 표시해 볼게요.

내용 입력과 선택은 Guage와 동일하게 해 볼게요(달라도 됨).

습도 Label도 아래처럼, 동일하게 만들어 주세요.

아래처럼 되어 있으면 Dash board 설정은 끝났으며, 최종 Save 버튼을 클릭하면, 완료됩니다.

그리고 언제든 화면 우측 상단에 있는, Edit를 눌러 Dash-Board나 Data-Stream을 다시 수정할 수 있습니다.

【 ⑨ 새 디바이스(New Device) 추가하기 설명 】

그럼, Search 탭을 눌러 +New Device를 추가해 볼게요.

화살표 순서에 따라 템플릿을 선택해 주세요. 이어서 나타나는 아래와 같은 창에서 위에서 만들어 놓은 'Nano33 ioT DHT11' 이름의 템플릿을 선택하고 Create를 클릭하세요.

그럼, 아래처럼, 템플릿 ID와 Auth Token 값들이 생성됩니다 (클릭해서 복사하세요).

그리고 아두이노 코드의 이 부분에 붙여 넣기 하면 됩니다.
코드의 이 세 가지 값이 blynk.cloud 값과 일치하지 않으면 에러가 나고 서버에 연결되지 않습니다.
여기서 주의할 것은 BLYNK_TEMPLATE_ID는 BLYNK 2.0 Cloud 서비스를 위해 생긴 것으로 <Blynk...> 라이브러리보다 상위에 배치되어야 합니다.

만약 그렇지 않을 경우 지금 보이는 것처럼 token 에러가 나며, Blynk2.0 서버로 접속되지 않아 제어할 수 없게 됩니다.

이 에러 관련된 추가적인 해결 방법은 더보기에 있는 링크를 참고해 주세요~!

'Invalid auth token' 에러 해결 링크: https://rasino.tistory.com350/

【 ⑩ 실습을 위한 Nano33 & DHT11용 Blynk 예제 파일 만들기 】

이 아두이노 코드는 Blynk 라이브러리에서 제공하는 코드를 기본으로 하여 수정한 것인데요.
코드의 위치는 ‘파일 》 예제 》 Blynk’ 메뉴에서 → ‘Boards_WiFi’ 항목으로 가서 Nano33 ioT의 경우 → ‘Arduino_MKR1010’ 예제를 열어 편집하여 사용하면 됩니다.

편집한 코드는 아래와 같습니다.

//*** 라즈이노 IoT Blynk2.0 + Nano IoT33 실습 2 ,  DHT11 센서로 온도/습도 출력하기***
// 실습 : Blynk 2.0 시스템에 DHT11 센서 연결하여 온도와 습도 값 디스플레이 하기!

#define BLYNK_PRINT Serial

// Blynk.Cloud 사이트에서 Nano33 IoT + DHT11에 대한 템플릿을 만든 후 
// 나타나는 대시보드에서 아래 3줄의 내용을 복붙복 하세요 */
#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPLMRt6yA8Z"
#define BLYNK_DEVICE_NAME "Nano33 ioT DHT11"
#define BLYNK_AUTH_TOKEN "ZM-i3ALE2fMFsUZ5V5kh2JZg_X4LDFVi"

#include <SPI.h>
#include <WiFiNINA.h>     // 라이브러리 매니저창에서 WiFiNINA로 검색 후 설치할 것
#include <BlynkSimpleWiFiNINA.h>  // 라이브러리 매니저창에서 blynk로 검색 후 설치할 것
#include <DHT.h>       // 라이브러리 매니저창에서 DHT로 검색 후 설치할 것(by Adafruit 버전)

char auth[] = BLYNK_AUTH_TOKEN;   
// 접속 가능한 WiFi ID와 패스워드를 입력하세요
char ssid[] = "myGalaxy";
char pass[] = "12345678";

BlynkTimer timer;
#define DHTPIN 13            //  DHT11 센서가 연결 된 핀 번호
#define DHTTYPE DHT11        //  DHT11 센서 사용   (DHT22 센서는 DHT22로 수정)
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void sendSensor() {
  int t = dht.readTemperature(); // 섭씨 온도, 화씨는 readTemperature(true), 만약 DHT22센서 사용시 float형으로 바꿀 것
  int h = dht.readHumidity();  

  if (isnan(t) || isnan(h)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
  }
  Serial.print("Temp:");
  Serial.print(t);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("Hum:");
  Serial.print(h);
  Serial.print("\n");
  delay(300);
  Blynk.virtualWrite(V0, t);  // 온도값 전달을 위한 V1 가상포트 지정
  Blynk.virtualWrite(V1, h);  // 습도값 전달을 위한 V2 가상포트 지정
}

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Blynk.begin(auth, ssid, pass);
  dht.begin();
  // 일반적으로 Blynk에서 ESP32 보드(혹은 아두이노와 같은 보드)에게 매 1초마다 
  // 데이터를 요구하는 방식이지만, 아래와 같은 타이머(timer) 코드를 사용하면 
  // ESP32 보드에서 Blynk로 일방적으로 데이터를 보낼 수 있음.
  timer.setInterval(1000L, sendSensor);  
}

void loop()
{
  Blynk.run();
  sendSensor();
  timer.run();    
}

편집된 코드는 여기를 클릭하여 다운로드하세요.

Nano33ioT_DHT11_ok.zip

0.00MB

링크해 드리는 코드에서, 여러분의 ID, NAME, Token값과, WiFi 정보만 교체하면 됩니다.

【 ⑪ Nano33 ioT 보드에 코드 업로드 하기 & 핫 스팟 연결하기 】

코드가 준비되면, Nano33 ioT가 연결된 포트를 확인하고 업로드하세요.

아두이노 IDE에서 보드가 연결된 포트와 올바른 보드 종류가 선택되었는지? 확인하세요.

그럼, 연결시킬 WiFi 핫스팟을 준비해 주세요. (주변 연결 가능한 WiFi 또는, 스마트폰 핫스팟 등등 가능)

핫스팟에 여러분의 Nano33 ioT 보드가 IP를 할당받고 연결 된 것을 볼 수 있으며, 만약 연결이 안 된다면, 리셋키를 한 두번 눌러주면, 이렇게 핫스팟에 연결되는 것을 볼 수 있습니다.

【 ⑫ 동작 확인하기 (Arduino IDE Value & Web Dashboard) 】

그리고 아래 이미지처럼 아두이노 IDE의 시리얼 모니터를 열어, 출력되는 데이터를 바로 확인할 수 있도록 하였습니다.

아래 이미지처럼, Blynk의 Search탭에 있는 Dash-Board에 가보면 동일한 데이터가 표시되는 것을 볼 수 있어요.

【 ⑬ Blynk IoT App에서 Dash Board(대시보드) 설정하기 】

그럼, Blynk ioT App에서도 Dash-Board를 만들어 볼게요.
먼저 스마트폰에서 다운로드하고 설치한 Blynk ioT를 실행시키고 로그인합니다.
웹에서 Nano33 DHT11이라는 이름으로 대시보드를 이미 만들었기 때문에, 앱에서도 Nano33 DHT11라는 이름의 템플릿이 생성되어 있을 거예요( 내용은 비어 있으며, 위젯 배치는 폰에서 새로 만들어야 함) 그럼, 그 템플릿을 선택하세요.
아래 공구 모양의 이미지(개발 모드 전환)를 터치해서 위젯들을 배치해 볼게요.

이어서 앱의 바닥 빈 곳을 터치하거나 화면 우측 상단에 있는 '+' 표시를 터치하면,
우측에 위젯 메뉴들이 나타나는데요, Guage 위젯을 찾아 선택해 주세요.

이번엔 습도용 게이지를 만들기 위해 Guange 위젯을 하나 더 선택하세요.

먼저, 왼쪽 위젯을 선택해서 설정을 해 볼게요. 아래 이미지들을 참고하여, 온도와 습도에 대해 설정해 보세요.

그럼, 아래와 같은 형태가 되며, 아래 화살표를 터치하여 화면을 빠져나오면, 데이터가 연동되는 실행 모드가 됩니다.

현재, Arduino IDE Serial Value = Web Cloud Value = App Value 값들이 모두 연동되어 일치되는 것을 볼 수 있습니다.

그럼, 주변 온도 및 습도 변화에 제대로 반응하는지 빠르게 확인해 보기 위해, 아이스팩과 히터를 이용해 볼게요.

아이스팩을 센서 주변에 붙여보니, 온도가 상온보다 빠르게 떨어지고, 습도 또한 냉각으로 인하여 낮아지는 것을 볼 수 있습니다.

이번엔, 아래 이미지처럼, 미니 히터를 대어 보았는데요, 히터의 경우 온도가 빠르게 올라가며, 습도 또한 건조해져 떨어지는 것을 볼 수 있었습니다.

네, 이렇게 아주 잘 작동하고 있습니다.
오늘 이렇게 DHT11이라는 온습도 센서를 WiFi 기능이 기본 지원되는 나노ioT33 보드에 연결하고, Blynk 2.0(블링크) 서비스를 이용해서 웹과 앱에서 데이터를 실시간으로 확인(출력) 해보는 실습을 진행해 보았습니다.
블링크 서비스의 장점은, 어렵고 복잡한 코딩 과정 없이 실생활에 바로 응용할 수 있는 ioT 작품들을 매우 쉽고 빠르게 구축해 주는 것이라 생각됩니다.

그럼, 본 게시글이나 아래 링크해드리는 유튜브 영상을 함께 참고하여, 직접 여러 형태로 재미있게 활용해 보세요~ ^^&

위 동영상 이미지를 클릭하면 재생이 됩니다

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【 Blynk 2.0 】 블링크2.0 기존 프로젝트(템플릿) 삭제 방법 How to delete Blink2.0 existing project (template)

아두이노/5. 아두이노-프렌즈 2022. 6. 17. 14:09 Posted by 엑소더스팩토리

블링크 2.0에서 기존 만들어 놓은 프로젝트(템플릿)나 혹은 잘못 만든 프로젝트를 삭제하는 방법입니다.

1. 먼저, blynk 2.0 클라우드로 로그인하세요. (long-in blynk cloud ) http://blynk.cloud

2. Search 탭으로 가서 offline 옆의 ... 을 클릭 후 Delete 키 누르세요.

3. Templates 탭을 클릭 후 우측에 있는 Edit 편집을 클릭합니다.

4. 화면 우측 상단의 Cancel 버튼 옆에 있는 ... 을 클릭하면 나타나는 Delete를 클릭하세요.

5. 아래와 같은 창이 뜨면, 입력칸에 대문자로 정확하게 DELETE 라고 입력 후, 그 아래줄의 체크항목 ☑에 체크한 다음,
Delete 버튼을 클릭하면, 템플릿이 최종적으로 삭제되는 것을 볼 수 있습니다.

※ Search 탭에서 먼저 삭제하지 않아도 Templates 탭에서 삭제를 하면 모두 삭제 되니 참고하세요.

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【 Blynk 2.0 #1】 Nano33 ioT & Blynk2.0으로 LED On/Off WiFi 제어하기! / How to use Blynk2.0 & Cloud ?

아두이노/5. 아두이노-프렌즈 2022. 6. 16. 21:20 Posted by 엑소더스팩토리

Blynk2.0 은 WiFi 컨트롤 기능을 App뿐 아니라, Blynk Cloud라 하여 웹에서도 제어할 수 있는 기능을 제공하고 있습니다.
또한, 복잡하고 어려운 코딩이나 함수 사용 없이 매우 쉽게 IoT 시스템을 구축해 주는 멋진 시스템입니다.

이런 Blynk 2.0을 이용하여 휴대폰과 웹에서 Nano33 IoT 보드에 연결된 LED를 WiFi 무선으로 제어해 보는 실습을 준비했습니다.

여기서는 나노 33 IoT 보드를 사용하고 있지만, ESP8266 보드류 혹은 ESP32 보드 등으로도 바로 적용 가능합니다.

이번 학습은 시리즈로 제작되며, 전체 학습 내용은 아래와 같습니다.
======================================================
시리즈 전체 실습 내용(예정)
1. Nano33 ioT & Blynk2.0 으로 LED On/Off 하기. (본 영상)
2. Nano33 ioT & Blynk2.0 으로 DHT11 센서 온도/습도 출력하기.
3. ESP01 & Blynk2.0 으로 LED와 LAMP(220V) 제어하기.
4. ESP8266 & Blynk2.0 으로 LED와 LAMP(220V) 제어하기.
5. ESP32 & Blynk2.0 으로 LED와 LAMP(220V) 제어하기.
======================================================

【 실습을 위한 사전 학습 자료 】
① Nano33 IoT 처음 사용설명서 1편
    - 유튜브 자료 : https://youtu.be/QwrgDjs4qBc
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/301
② Nano33 IoT 처음 사용설명서 2편
   -  유튜브 자료 : https://youtu.be/IODHpewucU4
    - 블로그 자료 : https://rasino.tistory.com/310

【  이 실습에 필요한  Download 및 학습 자료 】
( 연결 도면 및 아두이노 코드 등 제공,  Arduino IDE Code etc...  )
  - https://rasino.tistory.com/351

【 Blynk Cloud  Off Line & "Invalid auth token" error 에러 해결방법 】
  - https://rasino.tistory.com/350

【 블링크2.0에서 기존 프로젝트(템플릿) 삭제하는 방법 】
- https://rasino.tistory.com/352

【 이 실습에서의 주요 목차 】
▶ ① Blynk 2.0 서비스 소개
▶ ② 회로 연결도면 및 실습 준비
▶ ③ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치
▶ ④ 실습을 위한 Nano33용 Blynk 예제 파일 열기
▶ ⑤ Blynk Cloud (blynk.cc) 설정 & 웹 대시보드 만들기(Dash Board)
▶ ⑥ 아두이노 IDE에 Auth Token & TEMPLATE ID & WiFi정보 입력하기
▶ ⑦ Nano33 IoT WiFi 접속시키고 IP 할당 받음 확인하기
▶ ⑧ Blynk IoT App에서 Dash Board(대시보드) 설정하기
▶ ⑨ Blynk App & Cloud , 앱과 클라우드에서 LED 컨트롤 하기!

【 ① Blynk 2.0 서비스 소개 】

최근 Blynk 서비스가 2.0으로 바뀜에 따라, 현재 가입하려는 분들은 반드시 2.0 시스템으로 사용법을 익히셔야 합니다.
기존에 사용하던 Blynk앱 시스템은 이용자의 폭주와 웹 연동 서비스를 제공하기 위해 Blynk 2.0 시스템을 오픈하였습니다.

물론 기존 Blynk 시스템도 유료 서비스를 이용하던 사용자가 있기 때문에 서비스가 유지되고 있지만, Blynk 신규 가입자는 반드시 Blynk2.0을 이용해야 합니다.
다만, Blynk2.0의 경우 국내 자료가 아직 부족하고 사용법이 기존과 달라 접근하기가 쉽지 않습니다.
그래서, 기본 사용법을 익히실 수 있도록 본 게시글을 준비했으니 차근차근 따라 해 보시기 바랍니다.
현재 Nano33 ioT 보드로 기본 실습들을 구성했지만, esp8266 보드나 esp32 보드 들도 이 글을 참고하면, 동일하게 활용 가능합니다.

Blynk 앱을 검색해 보면, 기존(legacy) 앱과 Blynk2.0인 Blynk IoT앱 두 가지를 볼 수 있습니다.
Blynk 2.0에서는 Blynk Cloud라 하여 웹에서도 아래처럼 컨트롤 버튼을 만들어 제어할 수 있고,

Blynk의 가장 큰 장점은 어려운 앱 개발 코딩이 필요 없다는 것과 쉬운 클라우드 서버 툴을 제공하기 때문에 웹코딩이 필요 없으며, 센서 및 회로 제어에 필요한 복잡한 아두이노 함수들을 자체적으로 처리해 주기 때문에 매우 쉽고 빠르게 IoT 응용 작품들을 구축할 수 있습니다. 다만, 동시에 2개의 프로젝트(템플릿)까지만 무료로 제공되며, 추가적인 프로젝트나 고급 위젯 Box를 이용하고자 한다면, 일정 비용을 지불해야 합니다.
( 단, 먼저 만들어진 프로젝트를 삭제하면 새 프로젝트를 계속 만들 수 있어요)
물론, 월 이용료 등의 일정 비용을 지불하면 상업용으로도 손색없는 IoT 시스템을 구축할 수 있을 것으로 생각됩니다.

【 ② 회로 연결 도면 및 실습 준비 】

먼저, 화면과 같은 부품을 준비하여 회로를 연결해 주세요.

Nano33 ioT는 핀 배열이 Nano 보드와 거의 동일한데요, Nano 보드처럼 사용하기 쉽고 WiFi 모듈까지 내장되어 있어 활용하기 좋은 보드입니다. Nano33 ioT 보드의 상세 설명과 사용법은 위에 링크해 드린, “처음 사용설명서 #1~#2”편을 참고해 보세요.

【 ③ 실습을 위한 아두이노 IDE 필수 라이브러리 설치 】

그럼, 아두이노 IDE에 필요한 필수 라이브러리 3가지를 설치해 주세요.
1. ‘보드 매니저’에서 SAMD 또는 NANO 33으로 검색해서 보드 인식을 위한 라이브러리를 설치합니다.
nano 33으로 검색할 때는 중간에 공백을 주어야 합니다.
그리고, 라이브러리 매니저가 아니라 보드 매니저입니다. Nano 33 ioT는 SAMD21G18A 칩을 MCU로 사용하고 있는 보드입니다.

2. ‘라이브러리 매니저’에서 NINA 또는 WIFININA로 검색하여 WiFi 통신을 위한 라이브러리를 설치합니다.

3. ‘라이브러리 매니저’에서 blynk로 검색하여 BLYNK 라이브러리를 설치합니다.

그럼, 이제 모든 준비 사항은 끝났으며, LED1과 2를 웹과 앱을 통해 직접 제어해 볼게요.

아래는 실제 연결된 회로 모습입니다. 점퍼선을 이용해도 좋지만, 이렇게 굵은 단선으로 길이에 맞추어 연결하면 훨씬 간결하고 튼튼하게 오랫동안 유지됩니다.

【 ④ 실습을 위한 Nano33용 Blynk 예제 파일 열기 】

이제 ‘파일 》 예제 》 Blynk’ 메뉴에서 → ‘Boards_WiFi’항목으로 가서, Nano 33 ioT와 동일하게 사용할 수 있는 → ‘Arduino_MKR1010’ 예제를 열어 사용합니다.

ESP32 보드 및 ESP8266 보드들은 여기 예제들을 사용하면 됩니다.

기본 내용에 있는 것을 그대로 두고, 주석문 등을 확인해 본 후 필요 없는 부분을 정리해 보세요.
그리고 적당한 이름으로 저장합니다.
지금 아래 화살표 부분에 Blynk Cloud에서 템플릿 ID 등을 복붙복해올 예정입니다. (뒤에 다시 자세히 내용이 나옵니다)

【 ⑤ Blynk Cloud (blynk.cc) 설정 & 웹 대시보드 만들기(Dash Board) 】

1. 그럼, Blynk.CC 사이트에서 메일 주소로 간단히 회원 가입을 하세요.

그리고, Blynk.cloud로 접속하면 영상과 같은 모습을 볼 수 있습니다.
작업 순서는
1. 템플릿 탭에서 먼저 탬플릿을 만들고.
2. 찾기(Search) 탭에서 만들어진 템플릿에 보드 장치를 추가해주는 식으로 진행됩니다.

그럼, 템플릿(Templates) 탭을 클릭한 후 +New Template를 클릭하세요.

NAME에는 특수문자를 제외한 적당한 템플릿 이름을 입력하세요.
여기서는 Nano33 ioT LED로 이름을 적었습니다.
HARDWARE 항목에는 Arduino를 선택하고, Connection Type에는 WiFi를 선택하세요.
마지막으로 Description에는 적당한 설명을 입력하고 Done을 클릭합니다.

설명란에도 특수 문자가 입력되면 이렇게 에러가 나니, 특수 문자를 빼고 작성하세요.

그럼 아래처럼, 여러 가지 탭으로 나누어진 메뉴가 보입니다.

여기서 주로 사용하는 탭은 Info / Data Streams / Web Dashboard 정도입니다.

그럼, Data Streams 탭으로 가서 +New Data Streams을 클릭하세요.
그리고, Digital 항목을 클릭합니다.

화면에 보이는 회로 연결을 참고하여 선택하세요.
마찬가지로 D5(GPIO 5)에 연결된 LED도 설정해 줍니다.

이제 Web Dashboard에서 컨트롤 패널을 만들어 주면 됩니다.

Display 항목에 있는 LED를 보드에 끌어다 놓고 크기를 정당히 조절해 줍니다.

기어 모양의 설정을 클릭하세요.

TITLE에 LED 1로 적고, Data Stream에는 2번 Pin으로 지정된 LED 1(2)을 선택해 주세요

두 번째 LED에 대해서도 동일하게 진행하면 됩니다.
TITLE에 LED 2로 적고, Data Stream에는 5번 Pin으로 지정된 LED 2(5)를 선택해 주세요.

그럼 이제, 컨트롤(Control) 항목에 있는 스위치(Switch)를 끌어다 놓으세요.

마찬가지로, 설정을 눌러 스위치 이름을 정하고, 스위치를 누를 때 작동(연결되는) 시킬 LED를 선택해 줍니다 → LED 1 (2번 Pin)

필요한 경우, 스위치가 작동될 때, ON / OFF 글자를 표시하게 할 수도 있습니다.
Save를 눌러 저장하고, 2번째 스위치에 대해서도 동일하게 진행하면 되는데요, 이번에는 좀 더 간편하게, 이미 만들어진 스위치 위젯을 복사하여 사용해 볼게요.

Switch 2 이름과 DataStream을 → LED 2 (5번 Pin)로 바꾸어 주면 됩니다.

그리고 반드시 저장(Save)을 눌러 주세요!

추후에 연결이 잘못되거나 변경을 원할 경우, 다시 Edit 버튼을 눌러 변경해 주면 됩니다.

이제 Search 탭으로 갑니다. 기존에 ESP32 보드를 추가해서 사용하던 장치가 보이는데요.

지금은 Nano33 보드를 추가하기 위해 + New Device를 클릭하고, From Template를 클릭하세요.

TEMPLATE 항목에 Nano33 ioT LED가 보일 텐데요, 선택하고 Create를 클릭하세요.

그럼, 바로 이 프로젝트에 대한 템플릿 ID와 이름, Auth Token 값들이 생성됩니다. 클립보드로 복사하기를 눌러 주세요.

방금 복사된 내용을 아두이노 IDE 코드에 붙여 넣으면 대부분의 작업은 끝이 납니다.

이제 코드에 수정해 주어야 할 부분들만 바꾸어주면 되는데요,
char auth [ ] = BLYNK_ATTH_TOKEN으로 바꾸어 주세요.
접속 가능한 WiFi(핫스팟)의 char ssid [ ] = “-----” 와 비번(ssid [])을 바꾸어 주세요.

아두이노 코드입니다.

/* Nano33 IoT + Blynk 2.0 LED On/Off 실습 */

#define BLYNK_PRINT Serial
/* Blynk.Cloud 사이트에서 Nano33 IoT + LED에 대한 템플릿을 만든 후 대시보드에서 아래 3줄의 내용을 복붙복 하세요 */
#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPL8FZBJtS4"
#define BLYNK_DEVICE_NAME "Nano33 ioT LED"
#define BLYNK_AUTH_TOKEN "3_no_kJo46jNhiMRzlpfPRlMELvHU-g4"

#include <WiFiNINA.h>     // 라이브러리 매니저창에서 WiFiNINA로 검색 후 설치할 것
#include <BlynkSimpleWiFiNINA.h>  // 라이브러리 매니저창에서 blynk로 검색 후 설치할 것
#include <DHT.h>       // 라이브러리 매니저창에서 DHT로 검색 후 설치할 것(by Adafruit 버전)

char auth[] = BLYNK_AUTH_TOKEN;
// 접속 가능한 WiFi ID와 패스워드를 입력하세요
char ssid[] = "myGalaxy";
char pass[] = "12345678";

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Blynk.begin(auth, ssid, pass);
}

void loop()
{
  Blynk.run();
}

[ 아두이노 코드 다운로드 ]

Nano33_Blynk_LED.zip

0.00MB

필요한 아두이노 코드는 이것이 전부입니다. 코드가 정말 간단하죠?
네, 모든 작업은 끝났으며, 저장하고 코드를 아두이노에 업로드하면 됩니다.

만약, 컴파일(업로드) 과정에서 에러가 난다면, 툴 》 보드 》 Nano ioT 33 보드를 선택, 연결된 Com 포트를 제대로 선택했는지? 확인하세요.

이제 폰 핫스팟으로 WiFi 연결을 지원하고, Web Dashboard와 앱으로 제어가 되는지? 볼게요.

먼저, Nano33 보드의 리셋 버튼을 한 두 번 눌러 주세요.

그럼, 이 부분에 여러분의 Nano33 보드가 연결되는지? 확인할 수 있습니다.

터치해 보면, 핫스팟으로부터 할당받은 IP 주소도 확인할 수 있습니다.

이 상태에서는 이미 Web Dashboard에서는 Online 연결되어 있어 제어가 가능합니다.

그럼, 미리 설치하고 로그인되어 있는 Blynk ioT 앱을 실행시켜 볼게요.
아래처럼, Nano33 ioT 템플릿을 터치하면,

앱에서는 아래처럼 대시보드를 만들지 않았기에 만들 수 있는 메뉴가 나옵니다.

그럼, 이미지를 보고 위젯을 배치하며 대시보드를 만들어 보세요.
아래 이미지에서 화살표로 가리키고 있는 줄 세 개의 포인트를 터치하면, 위젯이라고 하는 박스들이 나옵니다.

아래 UPGRADE라고 표시되어 있는 위젯들은 일정 비용을 지불해야 이용 가능합니다.

하지만, 무료 위젯 만으로도 기본적인 프로젝트들은 어느 정도 만들어 볼 수 있습니다.
아래쪽으로 내려서, LED 위젯이 보이면 선택하세요.

터치를 좀 길게 하면 위젯의 위치를 옮길 수 있습니다.

크기를 조절하고, LED 위젯을 하나 더 불러오세요.

첫 번째 LED 위젯을 터치하면, 설정 화면이 보이는데요,
제목 : LED 1 / 색 : 블루 / DataStream : LED 1로 선택하세요.

뒤로 가기를 눌러 줍니다.

다음, 두 번째 LED 위젯을 터치하세요.
제목 : LED 2 / 색 : 그린 / DataStream : LED 2로 선택하세요.

LED 위젯은 LED의 On/Off 상태만 보여주기 때문에, LED를 켜고 끄기 위해서는 버튼(스위치)과 같은 위젯이 필요합니다.

같은 방법으로 위젯 박스 중에서 스위치 위젯을 꺼내어 배치하고 설정으로 들어가세요.

PUSH 버튼과 스위치의 차이는 PUSH 버튼은 누르고 있는 동안만 ON(1)이 되며, 떼면 OFF(0) 되는 방식입니다.
스위치는 한 번 터치할 때마다 ON(1)과 OFF(0)가 번갈아 바뀌는 방식입니다. 여기서는 SWITCH로 선택하세요.

버튼의 색상을 자유롭게 선택해 주세요. 여기서는 연결한 LED 색을 기준으로 동일하게 했습니다.
LED1 은 파란색, LED2는 녹색을 사용했어요.

두 번째 버튼에 대해서도 설정해 주세요.

이제 위젯 설정도 끝이 났으며, 여기서 한 번 더 뒤로 가기를 터치하면 실행 모드가 됩니다.
아래 이미지는 대시보드에 배치가 완료된 최종적으로 완료된 모습입니다.

【 ⑨ Blynk App & Cloud , 앱과 클라우드에서 LED 컨트롤 하기! 】

자 그럼, App에서 스위치를 작동시켜 볼게요.
※ 참고 : 스위치 위에 있는 LED는 현재의 LED On/Off 상태를 알려주는 역할입니다.
이번에는, 웹의 Dash Board에서 스위치를 작동시켜 볼게요.

네, 아주 잘 작동되는 것을 볼 수 있습니다.

또한, 웹 대시보드에 있는 버튼(스위치)도 마우스로 클릭해 보세요. 스마트폰과 실제 LED가 동일하게 연동되어 작동됩니다.

여기서 중요한 것은, 아래처럼, 분홍색 체크 부분이 Online으로 되어 있어야 합니다.

아두이노 IDE 시리얼 모니터에서도 아래처럼, Ping 테스트 시간까지 표시되어야 합니다.

만약, 대시보드에 표시가 Off line 이거나, 아래처럼 아두이노 시리얼 모니터에 “Invalid auth token”에러 메시지를 띄우며 실행되지 않는다면, 작동되지 않습니다.

만약, 이런 에러가 난다면, 아래 링크 게시글을 참고하여 해결해 보세요.

게시글 링크 :
【 Blynk Cloud Off Line & "Invalid auth token" error 에러 해결방법 】
- https://rasino.tistory.com/350

자 이렇게 Blynk 2.0 시스템을 이용해서 Nano33 ioT 보드에 연결된 LED를 제어해 보았습니다.
Blynk 서비스가 한 번에 무료로 만들 수 있는 프로젝트는 2개 까지지만 기존 프로젝트를 삭제하면 계속해서 다시 만들 수 있기 때문에 ioT 테스트나 학습용으로 활용하기 아주 좋습니다.
또한 어렵고 복잡한 코딩 없이 매우 쉽게 IoT 시스템을 구축할 수 있는 장점이 큽니다.

【영상으로 학습 하기】

그럼, 다음 영상에서 센서 혹은 릴레이를 사용하여 좀 더 실용적인 제어를 해 보도록 할게요.

감사합니다.
좋은 하루 보내세요~!

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【에러 해결!】내 아두이노 WiFi 보드가 Blynk Cloud(2.0)에서 계속 Offline 일때! ( why? Is my board offline with Blynk cloud? )

아두이노/6. 아두이노에러 2022. 6. 10. 11:29 Posted by 엑소더스팩토리

WiFi 기능을 기본 탑재하여 사용하기 쉽고 간편한 WiFi 전용 보드를 이용하여 블링크 클라우드(Blynk Cloud) 에 접속하여, 제어하려는 과정 중에서, 아두이노 IDE를 통해 코드를 전송하기 위해 코드를 컴파일했을 때 코드상 에러 없고, 라이브러리 문제도 없었으나, "http:＼＼Blynk.Cloud" 클라우드 화면에서 자신의 WiFi 보드가 연결(Online) 되지 못하는 에러를 겪는 것에 대한 에러 해결 자료입니다.
(물론, 보드가 WiFi 네트워크에 잘 접속되어 있는 상태 임)

(WiFi 전용보드 : 주로 esp8266 칩셋을 이용한 D1, D1 mini, ESP8266, nodeMCU, 혹은 ESP32 , Nano33 ioT 보드 등)

아래 온습도 프로젝트를 ESP32를 이용하여 만든, 블링크 클라우드(Blynk Cloud)의 화면을 보면 Off Line으로 나와 있는 것을 볼 수 있습니다. 물론 ESP32 보드는 스마트폰 핫 스팟이나 기타 WiFi 라우터 등에 잘 연결되어 있는 상태입니다.

[ 에러 증상 ]

또한, 아두이노 IDE의 시리얼 모니터 창을 열었을 때 Blynk Cloud와 잘 연결 되었다면 정상적인 연결 화면은 아래와 같습니다. ( ESP32, ESP8266, Arduino Nano 33 IoT 등등 모두 동일 )

나의 WiFi보드가 Blynk Cloud 2.0에 정상적으로 접속되어 있는 모습

하지만 어떤 이유로 Blynk Cloud에 접속 되지 못하고 아래와 같은 "Invalid auth token" error 에러 메시지를 계속 표시하게 됩니다.

나의 WiFi보드가 Blynk Cloud 2.0에 연결 되지 못하고 에러를 출력하는 모습

[ 에러 원인 #1 ]

이러한 에러가 나타나는 원인을 살펴보자면, 현재 Blynk 서비스의 경우 과거 Blynk 초기 시절에 제공하던 Blynk 서버의 포화로 인해 더 이상 신규 회원을 받아들일 수 없었고, 이와 함께 Web으로 접속하여 제어할 수 있는 클라우드 서버 서비스라는 새로운 기능까지 추가한다는 계획으로 인해, Blynk 2.0 이라는 새로운 서버 시스템을 구축하게 된 것입니다.

그런데, 기존 Blynk 1.0 서비스 이용자들이 존재하고 있기 때문에, 기존 서비스도 유지하면서 새로운 Blynk 2.0 서비스를 함께 운영하는 상황에서 WiFi 보드 들이 Blynk 서버에 접속하려 할 때 , Blynk 1.0 과 Blynk 2.0 서버를 구분해서 연결시켜야 하는 이슈가 있었던 거죠.

Blynk에서는 이를 해결하는 방법으로 BLYNK_TEMPLATE_ID (블링크 템플릿 ID) 라는 것을 착안하게 됩니다.
즉, WiFi 보드에 입력되는 블링크 코드에서 Blynk 2.0 클라우드에 접속되는 대상들은 이 템플릿 ID를 부여하고, 이 ID가 확인이 되면 블링크 2.0 서버로 연결시키게 되며, 만약 이 템플릿 ID가 확인되지 않으면, 기존 Blynk 서버(legacy server)로 연결시키게 됩니다.

그런데 만약 이 과정에서 , Blynk 코드에 이 템플릿 ID(BLYNK_TEMPLATE_ID) 가 코드상에서 Blynk Library (블링크 라이브러리) 보다 아래에 위치하게 되면, 템플릿 ID를 체크하지 못하게 되어 기존 blynk 서버로 연결시켜 버리게 되어, Blynk 2.0 클라우드로 접속되지 못하니 Off Line이 되어 버리는 것입니다.

아래, 문제 없는 정상적인 코드 예시와, 문제가 발생한 코드 예시를 참조해 보세요.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

[ 에러 해결 ]

따라서, 문제 해결을 위해서는,

반드시 Blynk 2.0 클라우드 서버 서비스에 제대로 접속(Online) 시키기 위해서는 템플릿 ID(BLYNK_TEMPLATE_ID)를 다른 코드(특히, Blynk 라이브러리) 보다 상위에 배치시키는 것을 잊지 말아야 합니다.

물론 기존 Blynk (legacy) 서비스에 이미 가입되어 있고 이를 사용 중인 상황이라면 이 템플릿 ID는 없는 상태로 코드 작성이 이루어 집니다.

[ 에러 원인 #2 및 해결]

에러 원인 1에 대해 조치를 하여도, "Invalid auth token" error 에러를 표시하며, 해결이 안 되는 경우가 발생 할 수 있는데요,
이럴 때는, 강제적으로 blynk.cloud 서버에 접속하도록 하면 해결 됩니다.

아래가 지난 번 올린 Nano33 ioT에서의 동작을 위한 코드인데요,
아래 코드 중에
Blynk.begin(auth, ssid, pass); 이 부분을 → Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk.cloud", 80); 로 변경해 보세요.

/* Nano33 IoT + Blynk 2.0 LED On/Off 실습 */

#define BLYNK_PRINT Serial
/* Blynk.Cloud 사이트에서 Nano33 IoT + LED에 대한 템플릿을 만든 후 대시보드에서 아래 3줄의 내용을 복붙복 하세요 */
#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPL8FZBJtS4"
#define BLYNK_DEVICE_NAME "Nano33 ioT LED"
#define BLYNK_AUTH_TOKEN "3_no_kJo46jNhiMRzlpfPRlMELvHU-g4"

#include <WiFiNINA.h>     // 라이브러리 매니저창에서 WiFiNINA로 검색 후 설치할 것
#include <BlynkSimpleWiFiNINA.h>  // 라이브러리 매니저창에서 blynk로 검색 후 설치할 것
#include <DHT.h>       // 라이브러리 매니저창에서 DHT로 검색 후 설치할 것(by Adafruit 버전)

char auth[] = BLYNK_AUTH_TOKEN;
// 접속 가능한 WiFi ID와 패스워드를 입력하세요
char ssid[] = "myGalaxy";
char pass[] = "12345678";

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Blynk.begin(auth, ssid, pass);
}

void loop()
{
  Blynk.run();
}

아래 코드는 수정 된 코드입니다.

/* Nano33 IoT + Blynk 2.0 LED On/Off 실습 */

#define BLYNK_PRINT Serial
/* Blynk.Cloud 사이트에서 Nano33 IoT + LED에 대한 템플릿을 만든 후 대시보드에서 아래 3줄의 내용을 복붙복 하세요 */
#define BLYNK_TEMPLATE_ID "TMPL2f0fgFk5"
#define BLYNK_DEVICE_NAME "Nano 33 ioT"
#define BLYNK_AUTH_TOKEN "7nL0OYYxNqzAqnGno10d2RRuRgAz3oYi"

#include <WiFiNINA.h>     // 라이브러리 매니저창에서 WiFiNINA로 검색 후 설치할 것
#include <BlynkSimpleWiFiNINA.h>  // 라이브러리 매니저창에서 blynk로 검색 후 설치할 것

char auth[] = BLYNK_AUTH_TOKEN;
// 접속 가능한 WiFi ID와 패스워드를 입력하세요
char ssid[] = "myGalaxy";
char pass[] = "12345678";

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
//  Blynk.begin(auth, ssid, pass);    // Invalid auth token" error 에러가 날 경우 아래처럼 변경
  Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk.cloud",80);
}

void loop()
{
  Blynk.run();
}

수정된 코드 다운로드 받기

Nano33_Blynk_LED.zip

0.00MB

[ 에러 원인 #3 ]

세 번째의 경우는 그 두 번째 원인은 바로 회사나 특정 기관의 방화벽으로 인한 것으로 판단됩니다. 하지만 정확히 방화벽이 원인이라고 판단되는 명확한 근거는 없기 때문에, 방화벽을 포함한 연결 되는 곳의 WiFi네트웍 환경의 특정 원인으로 생각이 되는데요,
이 또한, Blynk2.0 시스템인 Blynk.Cloud에 접속되지 못해 발생 되는 에러로 보입니다.
다시말해, 스마트폰 핫스폿으로 연결까지는 되지만, Blynk Cloud와는 연결이 되지 않아 "Invalid auth token" error 에러 메시지를 계속 표시하게 됩니다.

↓아래는 코드의 변화 없는 동일한 코드를 방화벽 셋팅이 강화된 회사에서 업로드 하였을 때, "Invalid auth token" error 에러 메시지를 표시하며 연결이 안되는 모습입니다.

방화벽으로 인해 "Invalid auth token" error 에러 메시지를 계속 표시하는 모습

그리고 ↓아래는 일반 가정집에서 인터넷 환경에서 동일한 코드를 업로드 하였을 때, 바로 연결이 되는 모습입니다.

현상을 정리하자면, 특정 영역의 방화벽 설정이 된 상태하에 있는 회사 PC에서 코드를 업로드한 보드 회로를 가지고, 특별한 방화벽 설정이 안 된 집에서 연결을 시도해 보아도 "Invalid auth token" error 에러 메시지를 표시하게 되는데요,
만약, 집에서 코드가 업로드 되어 연결이 잘 되는 보드 회로를 회사에 가지고 가서 코드 재업로드 없이 그대로 WiFi 연결시키고 하였을 때는 Blynk Cloud 사이트와 연결이 잘 되는 것을 볼 수 있었습니다. 물론 잘 동작 되는 그 회로에 동일한 코드를 회사에서 재업로드 하면 역시나 "Invalid auth token" error 에러 메시지를 표시합니다.
그리고 "Invalid auth token" error가 나는 상태에서는, Blynk cloud 사이트 자체는 웹브라우저에서 접속 잘 되지만 보드회로와 Blynk Cloud 서버와 사이에는 Off Line으로 표시 되고 연결 및 제어가 되지 않게 되죠 .)

따라서, 코드 업로드 되는 네트웍 환경에 따라 Blynk.cloud에 접속되지 못해 발생 될 수도 있는 원인으로도 보입니다.
하지만, 대부분의 경우, 1번과 2번의 해결 방법을 사용하면 해결 될 것으로 판단됩니다.

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