저렴한 아두이노 데이터 안경 - 멀티미터 판독값 표시

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스파크펀 아두이노 프로 미니 328 - 3.3V/8MHz	1

필요한 도구 및 기계

3D 프린터 (일반)

프로젝트 소개

작동 장치 영상

누구나 만들 수 있는 저렴한 아두이노 데이터 안경을 만들어 보았습니다. 그냥 하나 가지고 싶었거든요.

작동하며, 이제 사고 예방에도 도움이 됩니다. 최초 아이디어부터 작동 프로토타입까지 4개월이 걸렸습니다.

도전 과제는 쉽게 구할 수 있는 일반적인 재료로 제작하는 것이었습니다. 이 프로젝트는 HMD(헤드 마운트 디스플레이)용 광학 시스템을 만드는 방법에 더 초점을 둡니다. 한 가지 분명한 건 화면을 그냥 눈 앞에 둔다고 초점을 맞출 수 없다는 것입니다.

로그에서 최초 테스트부터 현재까지의 과정을 볼 수 있습니다.

광학 설계가 가장 어려웠지만, 해결책을 찾았다고 생각합니다. 프로토타입 비용은 약 70유로 정도 들었습니다.

이제 고전압 작업용 HUD(헤드업 디스플레이)가 생겼습니다.

1단계: 내부 구성과 작동 원리

수신된 블루투스 데이터가 OLED 디스플레이에 표시되고, 거울에서 반사되어 렌즈를 통과한 뒤 작은 투명 아크릴 유리에서 화면을 볼 수 있습니다.

2단계: 렌즈 - 가장 까다로운 부분

데이터 안경을 작동시키긴 했지만 시행착오가 많았습니다. 그래서 광학 입문 강의를 들었습니다.

먼저 렌즈로 실상과 허상의 차이를 이해해야 했습니다. 매우 중요한 건 사람 눈이 최소 25cm 거리에서만 물체에 초점을 맞출 수 있다는 점입니다. 필요한 공식은 (1/f) = (1/o) + (1/i)로, f는 초점 거리, o는 물체-렌즈 거리, i는 허상 거리입니다.

사용한 값:

f = 10cm, o = 7.3cm
i = -27.03cm (허상은 항상 음수)
배율 M = 3.7

렌즈 계산 웹사이트: https://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/geoopt/image4.html

3단계: 대체 렌즈

렌즈 구하기가 어렵습니다. 저는 초점 거리 100mm인 저렴한 골판지(구글 카드보드 45mm 아님) 렌즈를 사용했습니다.

업데이트

좋은 해결책을 찾은 것 같습니다. 프레넬 렌즈를 사용하면 됩니다. 물리적 데이터(FL ≈ 110mm)를 확인했고 완벽할 것 같습니다. 지금은 테스트할 시간이 없지만, 누군가 테스트해 피드백 주면 좋겠습니다. 작은 프레넬 렌즈면 충분하고, 인터넷에서 싸게 구할 수 있으며 커터로 자르기 쉽습니다.

예: 아마존 프레넬 렌즈

다른 대안은 헤드 마운트 돋보기 렌즈입니다. 보통 3-5개 렌즈가 포함되며, 그중 하나가 FL 110-120mm 사이로 잘 작동합니다. 다만 약간 무겁고 자르기 어렵습니다.

4단계: 전자 회로

데이터 안경용 모든 전자 부품입니다.

최종 버전에서는 더 작은 배터리를 사용했습니다.

280mA 배터리를 사용하기 위해 원래 보드의 3k 저항을 5.6k 저항으로 교체했습니다. 충전 전류가 약 200mA로 줄어듭니다.

5단계: 인클로저

초기 테스트에는 골판지 인클로저를 사용했습니다. 저렴하고 잘 작동했습니다.

최종 버전은 3D 프린터로 제작했습니다. 123Design으로 STL 파일을 만들었습니다. 첫 시도치곤 나쁘지 않지만 몇 가지 수정할 부분이 있습니다.

STL 파일: FLDXAHDIWMQXWRP.stl, FI9NE6GIWMQXWRV.stl, F72OH47IWMQXWRW.stl, FSAHDV3IWMQXWS2.stl, F7DF5AJIWMQXWSA.stl

6단계: 오원(Owon) B35T 멀티미터와 안경 연결

이 멀티미터는 내부 블루투스 4.0 통신 기능이 있어 폰이나 태블릿과 연결 가능합니다.

시리얼 프로토콜을 리버스 엔지니어링해야 했습니다.

BT 모듈 설정. 아두이노 간단 프로그램으로 모듈과 데이터 송수신. 먼저 모듈을 센트럴로 설정:

AT+ROLE1    // 모듈 = 센트럴
AT+RESET    // 리셋
AT+SHOW1    // 응답에 블루투스 이름 표시
AT+IMME0    // 자동 연결
AT+FILT0    // 장치 스캔
AT+DISC?    // 장치 표시
AT+CONE0    // 오원 B35T 연결 (맥 주소)

소프트웨어는 GitHub에 있습니다: https://github.com/awall9999/Arduino-Glass

블루투스 테스트 영상 링크