1. UWB( Ultra Wide Band) 

 

UWB( Ultra Wide Band : 초광대역 )통신은 기존 통신에 비해 저전력이지만 매우 넓은 대역을 사용함으로써 대용량의 정보를 전송하는 통신방식이다.   개발된지는 오래되었으나 미국에서 지뢰탐지 레이더 등 군사적인 용도로만 사용되고 상용 목적으로는 거의 사용되지 않았으나 최근에는 UWB만의 고유한 특성을 활용하는 용도로 기대되고 있으며 특히 최신갤럭시나 아이폰에서 UWB 통신 전용칩을 내장함므로서 주목을 받고 있다.   

UWB 스펙트럼

 

2. UWB 특징 

 

UWB의 가장 큰 차이는 반송파을 사용하는 다른 통신 방법과는 달리 임펄스라는 나노초 또는 피코초 단위의 매우 짧은 펄스를 발생시켜 전송하고 수신 처리하는 방식이라는 것이다. 

 

가. 방해전파에 강하고 투과성이 좋다. 

 

이런 이유로 초기 지하에 매설되어 있는 지뢰를 탐지하는 레이더 등의 용도로 활용되었다. 

 

나. 검출 위치 해상도가 매우 높다. 

 

GPS가 안되는 실내 위치 추적용으로 비콘을 활용하였으나 비콘은 단순히 신호의 세기만으로 거리를 추산하는 방식으로 여러 한계가 있었다. 하지만 BWB방식은 신호의 세기 뿐만 아니라 시간단위 계산으로 비교적 정확한 거리를 측정할 수 있다는 이유로 실내 위치 추적용으로 용도가 주목받고 있다. 

 

다. 소비전력이 적다. 

 

측정 주파수대에 강한 전파를 송출하는 것이 아니고 넓은 주파수대에서 약한 전파를 송출하는 방식이므로 소비전력이 매무 적어 코인셀 배터리로도 몇달을 사용할 수도 있다. 

 

 

3. UWB 활용용도

 

 위 세가지 특징을 활용한 것이 갤럭시 스마트폰이나 아이폰의 스마트 태그 물건 찾기이다. 즉, 눈에 보이지 않는 위치의  소형 스마트 태그에서 송출되는 미미한 UWB 신호를 인식하여 떨어진 거리를 계산함으로써 태그가 부착된 물건의 위치를 찾아가는 서비스이다.  이외에도 UWB의 특징을 활용하는 다음과 서비스들이 예시되고 있다. 

 

3-1. 실내측위 

    - 공항에서 게이트 찾아가기

    - 슈퍼마켓에서 특정 물건 진열위치 찾아가기 

    - 쇼핑몰에서 특정가게 위치찾기

    - 박물관에서 원하는 작품 찾아가기

    -주차장에서 내차 위치 찾기 

 

3-2 스마트폰과 결합된 서비스 

    - 주변사람 찾기 

    - 군중속에서 특정인 찾아가기 

 

3-2 보안접속 

     - 해킹방지 스마트 열쇠 및 원격조정( 가까이 다다가면 자동으로 문열리고 앉으면 자동으로 시동 걸리는 등)  

     - 주머니에서 꺼낼 필요 없는 전자결제 ( NFC카드 처럼 카드를 가까이 접촉시킬 필요 없이) 

 

3-3 기타 

     -운동경기 중계시 볼의 위치를 자동으로 추적하는 카메라  

     -비접촉 의료 모니터링( 호흡,낙성 등 환자의 움직임을 정밀 모니터링) 

 

참으로 다양한 서비스들이 개발될 것으로 보인다.   

      

 

 

1. 2.4인치 TFT LCD쉴드  

 

2.4인치 TFT LCD쉴드는 아드이노 우노, 메가 2560 등에 꽂아서 사용가능한 2.4인치 LCD 디스플레이로서 320 x 240 pixel 해상도에 RGB컬러가 지원되고 터치 기능까지 지원되기 떄문에 아두이노 환경에서 사용하기 충분한 기능을 가지고 있다.   

 

 

 

보드의 크기가 아두이노 우노와 동일하고 핀 구조도 동일하기 때문에 아두이노 우노에 꽂으면 하나처럼 합체되고 메가 2560위에 꽂으면 약간의 공간이 남는 모양이 된다. 

 

2. 2.4인치 TFT LCD쉴드 사양  

 

-화면크기 : 48.96mm×36.72mm(2.4inch)
-전체크기 : 72.20mm×52.70mm
-해상도 : 320×240 pixel (QVGA)
-지원색상 : 18bit RGB color ( 262,000 컬러 )
-지원보드 : Arduino Uno,Arduino Due,Arduino Mega2560,Arduino Mega ADK,Arduino Leonardo
-드라이버IC : ILI9341
-화면 인터페이스 : 8bit parallel data bus

-부가장치 : microSD 소켓 , 터치 voem 

 쉴드는 수많는 핀들이 아두이노와 결합되는데 각각의 용도는 다음과 같다.

아두이노 나노에 연결하면 DIgital 2,3번과 Analog 4,5번 핀만 다른 용도로 사용할 수 있다. 

 

 

3. 라이브러리 설치 

 

라이브러리 메니저에서 macufriend_kbv를 찾아 설치해주어야 한다.  

또한 Adafruit_GFX 라이브러리가 설치되어 있지 않다면 함께 설치해 준다. 그리고 컴파일시  "dafruit_I2CDevice.h: No such file or directory" 라는 에러 메세지가 나오는 경우 Adafruit BusIO 라이브러리도 설치해 준다. 

 

 

4. 샘플프로그램 

#include "Adafruit_GFX.h"
#include "MCUFRIEND_kbv.h" // Hardware-specific library
MCUFRIEND_kbv tft;

void setup()
{
    uint16_t ID = tft.readID();
    tft.reset();
    tft.begin(ID);
    tft.setRotation(0);
    tft.fillScreen(TFT_WHITE);
    tft.setTextColor(TFT_BLUE);
    tft.setTextSize(2);
    tft.println("Hello TFT Monitor!");
}
void loop()
{

}

3 line : MCUFRIEND_kbv tft (CD,RS,A1,RD,RST) 형식의 핀번호를 지정해야 하지만 아두이노 표준 핀일 경우 이렇게만 지정해도 된다. 

 

7, 9 line : 제조사별로 각기 다른 ID를 가질 수 있으므로 보드에서 ID값을 읽어와서 BIgin에서 사용한다.     

 

10 line : 화면의 방향을 설정한다. 0=0도, 1=90도, 2=180도, 3=270도 기울어진 방향으로 Display한다.   

 

10 ~ 13 line : 바탕색과 글자색 그리고 글자 사이즈를 미리 지정하고 plintln으로 출력할 문자를 지정하면 Text 문자열을 화면 출력할 수 있다. 

 

 

5. 구매좌표 

 

 

 

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1. SSD1306 OLED Display소개 

 

SSD1306 OLED Display는 1인치 이하의 소형 Display장치로서 사용하는 방법이 간단하고 가격도 저렴하기 때문에 아두이노 환경에서 간단한 사항을 표시하는 용도로 인기가 많은 장치이다.  OLED 방식이므로 반응속도도 빠르고  백라이트가 필요없어 얇은 두께가 가능하고 명암비가 높아 선명하다는 장점이 있는데도 2~3000원 정도면 구입할 수 있을 정도로 저렴하기도 하다.  

 

2. 1.SSD1306 OLED Display 주요 사양 

 

  • 공급 전압 : 3.3V / 5V
  • 온도 범위 : -30 ℃ ~ 70 ℃
  • 해상도 : 128 x 64 또는 128 x 32 pixel이 많이 사용됨 
  • 시각 : 160 ° 이상
  • 캐릭터 색상 : 단색 (흰색,청색, 또는 노란색 등)  
  • 초 저전력 소비 :  0.06w
  • 통신 인터페이스 : IIC / SPI
  • 밝기와 명암비는 프로그램 명령으로 제어 가능
  • 드라이버 IC : SSD1306

 

3. 아두이노와의 연결 

 

연결단자가 I2C연결방식인 경우 다음과 같이 연결하면 된다. 

 

VCC -> 5V, GND->GND 단자를 연결하고 SCL단자는 아두이노 Analog 5번에, SDA 단자는 A4핀에 연결하면 된다   

 

4. 라이브러리 설치 

 

SSD1306 장치를 지원하기 위한 라이브러리는 여러 종류가 있으나  Adafruit_SSD1306 라이브러리를 많이 사용한다. 

 

아두이노 IDE 라이브러리 메니저에서 SSD1306f를 검색하여 설치해 준다. 

컴파일을 하게 되면 이에 관련된 또다른 라이브러리를 찾을 수 없다는 에러 메세지가 나오는 경우가 있는데 에러 메세지에 따라  Adafruit_GFX 또는 Adafruit_busIO 라이브러리를 추가로 설치해 주어야 하는 경우도 있다. 

 

 

5. 샘플프로그램 

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels

// Declaration for an SSD1306 display connected to I2C (SDA, SCL pins)
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // Address 0x3D for 128x64
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for(;;);
  }
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 10);
  // Display static text
  display.println("Hello, world!");
  display.display(); 
}

void loop() {
  
}

9 line에서 정의한 display장치를 14 line에서 시작한다. 

19 ~26 Line : display장치를 초기화한 후 Text Size와 위치를 지정한 후 println 명령으로 출력하고 하면 된다.  

 

만약 display가 표시되지 않을 경우 14 LIne의 주소를 0x3D로 수정하여 테스트해 본다.  

 

단순한 문자열 출력이외의 다양한 그래픽 처리 예제는 예제 -> Adafruit SSD1306메뉴에서 찾아볼 수 있다 

 

6. 구매좌표 

 

 

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