아두이노 나노 번들: 크레이지서킷, DFRobot 센서 및 도구 – 자신 있게 프로젝트 제작하기

프로젝트 개요

이 프로젝트는 직접 그린 꽃무늬 원단, 아두이노 나노 마이크로컨트롤러, 크레이지서킷(CrazyCircuits) 부품, DFRobot 심박수 센서를 활용해 심박수에 반응해 LED가 깜빡이는 인터랙티브 드레스를 제작하는 과정을 다룹니다. 제작 과정은 해커데이(Hackaday.io)에 처음 기록되었으며, 피트니스 및 헬스케어 제품이 손목밴드 형태에 국한되지 않고 아름다운 드레스나 일상복에 센서를 내장할 수 있음을 보여주고자 합니다.

주요 구성품

• 아두이노 우노 (Arduino UNO) × 1
• 아두이노 나노 R3 (Arduino Nano R3) × 1
• 브라운 독 가젯 크레이지 서킷 로보틱스 보드 (Brown Dog Gadgets Crazy Circuits Robotics Board) × 1
• 브라운 독 가젯 크레이지 서킷 소잉 디럭스 키트 (Brown Dog Gadgets Crazy Circuits Sewing Deluxe Kit) × 1
• DFRobot 그래비티: 아날로그 심박수 모니터 센서 (ECG) × 1
• DFRobot 그래비티: 심박수 모니터 센서 × 1
• 브라운 독 가젯 전도성 테이프 (Conductive tape) × 1

필요 도구 및 소프트웨어

• 재봉틀 (일반)
• 아두이노 IDE

제작 과정 상세

1. 베이스 레이어 제작

아파트 단지 밖에 핀 좋아하는 꽃을 그려 민키(Minki) 원단에 프린트했습니다. 이 원단은 매우 부드럽고 매끄러워 드레스 제작에 적합했습니다. 먼저 툴(Tulle) 원단을 패턴에 맞춰 잘라 홀터넥 드레스 형태의 베이스 레이어를 만들었습니다. 툴과 리본의 투명한 질감을 특히 좋아합니다.

2. 그래픽 배치 및 봉제

꽃과 인물 형상을 따라 잘라 툴 레이어 위에 하나씩 꿰매어 올렸습니다. 상당한 수작업이 필요했지만, 그래픽이 원단 위에 자연스럽게 어우러지도록 세심하게 배치했습니다.

3. LED 테스트

크레이지서킷에서 제공하는 대형 LED와 봉제용 큰 구멍이 있는 코인 셀 홀더, 전도성 테이프, 테스트 보드를 사용해 회로를 쉽게 테스트했습니다. 다른 프로젝트의 외부 전원 공급 테스트에도 활용했으며, 실제 봉제 전 LED가 원단을 투과해 어떻게 보이는지 확인했습니다.

4. 심박수 센서 선정 및 적용

초에는 귀걸이 형태로 귓불에 부착할 수 있는 소형 펄스 센서를 시도했으나, 신호가 불안정하고 파형이 비정상적이었습니다. 이를 아날로그 ECG 심박수 모니터로 교체한 후 안정적인 신호를 얻을 수 있었습니다. 전극을 신체 세 지점에 부착하고, 펄스 센서 코드를 기반으로 시리얼 플로터에 표시되는 EKG 출력에 맞춰 임계값을 조정했습니다. 코드의 임계값(Threshold)을 조정해 날카로운 제1 피크에만 반응하거나 제1, 제2 피크 모두에 반응하도록 LED 점멸 패턴을 제어할 수 있습니다. 참고로 크레이지서킷의 아두이노 나노 보드를 사용할 경우 'Old ATmega328P Bootloader' 옵션이 필요합니다.

5. 소프트 서킷(Soft Circuit) 구성

회로 테스트가 완료되면 전도성 실로 봉제해야 합니다. 부품 위치를 정하기 위해 LED를 그래픽 위치에 맞춰 테이프로 고정한 뒤, 종이에 위치를 표시했습니다. 툴 원단을 인터페이싱 레이어로 사용해 투명한 특성을 이용해 종이와 함께 LED를 봉제함으로써 위치 정보를 전사했습니다. 이 기법은 '트윙클 네일(Twinkle Nail)' 프로젝트에서도 활용했습니다. 툴은 얇아서 종이가 지지대 역할을 해주고, 종이를 벗겨내면 유연한 회로가 완성됩니다. 툴과 베이스 레이어 모두 다공성이라 전도성 실이 피부에 닿아 쇼트 날 수 있어, 피부와 회로 사이에 절연 원단을 한 겹 더 추가했습니다. 이렇게 완성된 소프트 서킷을 그림 레이어와 베이스 레이어 사이에 삽입했습니다.

6. 회로 숨기기 및 마무리

배터리 홀더가 다소 크고 무거워 드레스에 주머니를 만들어 고정했습니다. 그림 레이어와 베이스 레이어 사이에 간격을 두어 전자 부품과 배선을 모두 그림 레이어 아래로 숨겼습니다. 마지막으로 치마 부분 툴 레이어에 정적 조명을 추가해 심박수 연동 LED를 끄고 싶을 때도 드레스 일부가 빛나도록 했습니다. 전도성 테이프를 툴에 붙이고 전도성 실로 LED와 연결하는 방식은 봉제보다 빠르고 유연한 소프트 서킷을 만듭니다. 꽃 장식과 지퍼를 달아 완성했습니다.

심화 고찰: 테크-패션의 현재와 미래

중국의 아트&컬처 미디어 '이티(YiT)'와의 인터뷰에서 이 작품이 소개되었습니다. 1시간 30분 인터뷰 중 약 4분만 방영되었으며, 오픈소스, 기술 민주화, 과학·공학 교육 등 핵심 메시지는 '너무 기술적'이라는 이유로 편집되었습니다. 중국의 소비주의 문화 탓에 메이커 문화('살 수 있는데 왜 직접 만드나?', '아이들 방과후 장난감 또는 대회용 혁신')가 대중에게 제대로 전달되지 않는 현실을 느꼈습니다. 위챗 기사 조회 수가 10만 회를 넘겼지만, 많은 독자가 수제 시제품을 '제품'으로 오해하며 메이킹, 오픈소스, 지식 공유, 취미로서의 산업 기여라는 본질을 놓쳤습니다.

테크-패션 산업의 혁명은 여전히 요원합니다. 우리가 상상하는 기술은 과학적 연구가 더 필요하고, 기존 기술은 모두에게 개방되지 않았으며, 민주화된 기술은 대중 교육을 통해 크리에이터에게 힘을 실어줘야 합니다. 이는 생태계 전반의 협력을 요구합니다. 전통 의류 기업과 하이테크 기업이 서로 배워야 하며, 교육·오픈소스·창의성 분야의 더 많은 노력이 필요합니다. LED는 가장 눈에 띄지만, 대중은 사소한 것에 집중하곤 합니다. 테크-패션은 IoT, AI, 엣지 컴퓨팅, 클라우드로 진입하는 관문입니다(이 버즈워드들엔 진실이 담겨 있습니다). 이 모든 것 위에 린 제조(Lean Manufacturing)를 추구해 폐기물과 오염을 줄여야 합니다.

인터뷰와 보도를 해준 이티, 직원 주도 혁신 플랫폼을 제공한 마이크로소프트 #MSFTGarage에 감사드립니다.

재미있는 에피소드

프로젝트 중반, 메이크(Make:)가 마이크로소프트 더 개러지에서 '웨어러블 테크 101' 워크숍을 열었고, 제가 강사로 참여해 이 드레스를 워크숍 기술이 실제 의류로 확장되는 사례로 소개했습니다. 며칠 뒤 매트릭스 랩(Matrix Labs) 인터뷰에서도 드레스를 시연했고, 알렉스(Hackster.io)가 올린 메이커 서니베일 투어 영상에도 등장했습니다.

소스 코드

/* PulseSensor Starter Project and Signal Tester
 * The Best Way to Get Started With, or See the Raw Signal of, your PulseSensor & Arduino.
 * Tutorial: https://pulsesensor.com/pages/code-and-guide
 * Video: https://www.youtube.com/watch?v=82T_zBZQkOE
 */
int PulseSensorPurplePin = 0;
int LED13 = 13;
int Signal;
int Threshold = 550;

void setup() {
  pinMode(LED13, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  Signal = analogRead(PulseSensorPurplePin);
  Serial.println(Signal);
  if (Signal > Threshold) {
    digitalWrite(LED13, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(LED13, LOW);
  }
  delay(10);
}

회로도

DFRobot 제품 페이지 참조: https://www.dfrobot.com/product-1510.html