아두이노 나노로 구동하는 자동 슬라이딩 차고문 제어기

부품 및 소모품

프로젝트 배경

기존 차고문 리모컨이 작동하지 않아 모터 커버를 열어보니, 도마뱀이 220V 단자 사이에서 감전돼 제어 보드가 완전히 타버린 것을 발견했습니다. 이를 계기로 아두이노 기반으로 제어 유닛을 완전히 재설계했습니다.

⚠️ 안전 경고

이 프로젝트는 220V(또는 110V) 고전압을 직접 다룹니다. 숙련되지 않은 경우 위험할 수 있습니다. 반드시 시뮬레이션 후 실제 모터 회로에 연결하세요.

시스템 구성

아두이노 나노 기반 메인 제어 유닛이 다음을 담당합니다:

• 모터 정/역 회전 제어 (열림/닫힘)
• 신호등(램프) 제어
• 리미트 스위치(완전 열림/닫힘) 감지
• 안전 포토셀(장애물 감지) 감지
• 무선 리시버의 "열림" 명령 수신
• OLED 디스플레이로 상태 모니터링

핀아웃 요약

OLED 디스플레이 표시 정보

• 현재 실행 단계 (메인 루프, 열림 시퀀스, 닫힘 시퀀스, 대기 중...)
• 주요 동작 경과 시간 (열림, 대기, 닫힘)
• 포토셀 상태, 리미트 스위치 상태, 열림 명령 수신 여부
• 고장(AVARIA) 플래그 상태

플로우차트 기반 로직

세 개의 주요 상태 시퀀스로 구성:

1. BUCLE_PRINCIPAL (메인 루프): "열림" 명령 대기, 센서 상태 표시, 고장 시 신호등 점멸
2. SEQUENCIA_OBERTURA (열림 시퀀스): 모터 정회전, 열림 리미트 감지 시 PORTA_OBERTA로, 최대 시간 초과 시 고장 플래그 설정, 신호등 느린 점멸
3. PORTA_OBERTA (완전 열림 대기): 30초 대기 후 자동 닫힘 시퀀스 진입, 열림 명령 재수신 시 즉시 닫힘, 신호등 특수 패턴 점멸
4. SEQUENCIA_TANCAMENT (닫힘 시퀀스): 모터 역회전, 닫힘 리미트 감지 시 메인 루프로, 포토셀 감지 시 즉시 열림 시퀀스로 복귀, 열림 명령 수신 시 열림 시퀀스로, 최대 시간 초과 시 고장, 신호등 빠른 점멸

코드 (영문 주석 버전)

/*********************************************************************
 * 자동 슬라이딩 도어 제어기 - English Version
 *********************************************************************/
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

// 제어 핀 정의
int FOTOCELULA = 2;      // 포토셀
int BOMBETA = 5;         // 릴레이 1: 신호등
int TANCAT = 7;          // 닫힘 리미트
int OBERT = 3;           // 열림 리미트
int MOTOR_OBRIR = 6;     // 릴레이 2: 모터 열림
int MOTOR_TANCAR = 12;   // 릴레이 3: 모터 닫힘
int OBRIR = 4;           // 무선 리시버 열림 명령

// OLED 핀 (SPI)
#define OLED_MOSI 11
#define OLED_CLK 13
#define OLED_DC 9
#define OLED_CS 10
#define OLED_RESET 8

Adafruit_SSD1306 display(OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);

// 타이밍 변수
unsigned long TEMPS_PORTA_OBERTA = 20000;   // 열림 유지 시간
unsigned long TEMPS_MAXIM_RECORREGUT = 15000; // 최대 이동 시간
int interval = 1000;
int TEMPS_DISPLAY = 1;
int DURADA = 300;
unsigned long previousMillis = 0;
unsigned long currentMillis = 0;
unsigned long TEMPS_LLUM = 1000;
boolean LLUM = false;
boolean AVARIA = false;

void setup() {
  // 모터/램프 OFF (릴레이 HIGH = OFF)
  digitalWrite(MOTOR_OBRIR, HIGH);
  digitalWrite(MOTOR_TANCAR, HIGH);
  digitalWrite(BOMBETA, HIGH);
  
  // 핀 모드 설정
  pinMode(FOTOCELULA, INPUT_PULLUP);
  pinMode(TANCAT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(OBERT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(OBRIR, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BOMBETA, OUTPUT);
  pinMode(MOTOR_OBRIR, OUTPUT);
  pinMode(MOTOR_TANCAR, OUTPUT);
  
  // OLED 초기화
  Serial.begin(9600);
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC);
  display.display(); delay(1000);
  display.clearDisplay(); display.display();
  display.setTextSize(1); display.setTextColor(WHITE);
}

void loop() {
  BUCLE_PRINCIPAL:
  delay(2000);
  previousMillis = millis();
  
  // 열림 명령 대기 중 센서 상태 표시
  while (digitalRead(OBRIR) == HIGH) {
    updateDisplay("BUCLE PRINCIPAL");
    if (AVARIA && (millis() - previousMillis < 60000)) digitalWrite(BOMBETA, LOW);
    else digitalWrite(BOMBETA, HIGH);
  }
  goto SEQUENCIA_OBERTURA;

  SEQUENCIA_OBERTURA:
  interval = 28000;  // 최대 열림 시간 (28초)
  previousMillis = millis();
  digitalWrite(MOTOR_OBRIR, LOW);  // 모터 열림 ON
  digitalWrite(BOMBETA, LOW);      // 신호등 ON
  delay(1000);
  
  A:
  if (digitalRead(OBERT) == HIGH) goto PORTA_OBERTA;  // 열림 완료
  
  // 열림 명령 재수신 시 즉시 닫힘 시퀀스로
  if (digitalRead(OBRIR) == LOW) {
    digitalWrite(MOTOR_OBRIR, HIGH); digitalWrite(BOMBETA, HIGH);
    delay(1000);
    while (digitalRead(OBRIR) == HIGH) {};  // 명령 해제 대기
    goto SEQUENCIA_TANCAMENT;
  }
  
  // 시간/디스플레이 업데이트
  currentMillis = millis();
  TEMPS_DISPLAY = (currentMillis - previousMillis) / 1000;
  updateDisplay("Obrint porta", TEMPS_DISPLAY);
  
  // 타임아웃 → 고장
  if ((currentMillis - previousMillis) >= interval) {
    digitalWrite(MOTOR_OBRIR, HIGH); AVARIA = true;
  }
  
  // 신호등 느린 점멸 (1초 주기)
  if ((currentMillis - TEMPS_LLUM) >= 1000) {
    LLUM = !LLUM; digitalWrite(BOMBETA, LLUM); TEMPS_LLUM = currentMillis;
  }
  goto A;

  SEQUENCIA_TANCAMENT:
  interval = 28000;  // 최대 닫힘 시간
  previousMillis = millis();
  digitalWrite(MOTOR_TANCAR, LOW); digitalWrite(BOMBETA, LOW);
  if (digitalRead(TANCAT) == LOW) delay(1000);
  
  B:
  if (digitalRead(TANCAT) == HIGH) {  // 닫힘 완료
    digitalWrite(MOTOR_TANCAR, HIGH); digitalWrite(BOMBETA, HIGH);
    goto BUCLE_PRINCIPAL;
  }
  
  // 열림 명령 수신 → 열림 시퀀스
  if (digitalRead(OBRIR) == LOW) {
    digitalWrite(MOTOR_TANCAR, HIGH); digitalWrite(BOMBETA, HIGH);
    delay(1000);
    while (digitalRead(OBRIR) == HIGH) {};
    goto SEQUENCIA_OBERTURA;
  }
  
  // 포토셀 감지 → 즉시 열림 시퀀스 (안전)
  if (digitalRead(FOTOCELULA) == HIGH) {
    digitalWrite(MOTOR_TANCAR, HIGH); delay(1000);
    goto SEQUENCIA_OBERTURA;
  }
  
  // 시간/디스플레이 업데이트
  currentMillis = millis();
  TEMPS_DISPLAY = (currentMillis - previousMillis) / 1000;
  updateDisplay("Tancant porta", TEMPS_DISPLAY);
  
  // 타임아웃 → 고장
  if ((currentMillis - previousMillis) >= interval) {
    digitalWrite(MOTOR_TANCAR, HIGH); AVARIA = true; goto BUCLE_PRINCIPAL;
  }
  
  // 신호등 빠른 점멸 (300ms 주기)
  if ((currentMillis - TEMPS_LLUM) >= 300) {
    LLUM = !LLUM; digitalWrite(BOMBETA, LLUM); TEMPS_LLUM = currentMillis;
  }
  goto B;

  PORTA_OBERTA:
  interval = 30000;  // 열림 유지 30초
  previousMillis = millis();
  digitalWrite(MOTOR_OBRIR, HIGH); delay(500);
  
  C:
  if (digitalRead(OBRIR) == LOW) goto SEQUENCIA_TANCAMENT;  // 즉시 닫힘
  
  // 시간/디스플레이 업데이트
  currentMillis = millis();
  TEMPS_DISPLAY = (currentMillis - previousMillis) / 1000;
  updateDisplay("Porta Oberta completament", TEMPS_DISPLAY);
  
  // 30초 경과 → 자동 닫힘
  if ((currentMillis - previousMillis) >= interval) goto SEQUENCIA_TANCAMENT;
  
  // 특수 점멸 패턴 (짧은 ON 100ms, 긴 OFF 2초)
  if (!LLUM) DURADA = 100; else DURADA = 2000;
  if ((currentMillis - TEMPS_LLUM) >= DURADA) {
    LLUM = !LLUM; digitalWrite(BOMBETA, LLUM); TEMPS_LLUM = currentMillis;
  }
  goto C;
}

// 디스플레이 업데이트 헬퍼 함수 (실제 코드에선 인라인으로 전개됨)
void updateDisplay(const char* status, int seconds) {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1); display.setCursor(0, 0); display.println(status);
  display.setTextSize(2); display.setCursor(90, 0); display.println(seconds);
  display.setTextSize(1); display.setCursor(0, 20);
  display.print("Fotocel.lula: "); display.println(digitalRead(FOTOCELULA));
  display.print("Sensor TANCAT: "); display.println(digitalRead(TANCAT));
  display.print("Sensor OBERT: "); display.println(digitalRead(OBERT));
  display.print("Ordre OBRIR: "); display.println(!digitalRead(OBRIR));
  display.display();
}

회로도 및 참고자료

• 프리칭(Fritzing) 회로도 파일 제공
• 핀아웃 상세 텍스트 파일
• 하드웨어 추가 회로도 (릴레이 드라이버 보강 등)

개선 포인트: 원본 상용 제어기에 없던 안전 기능(포토셀 기반 즉시 역주행, 이동 타임아웃 감지, 상태 표시)을 추가했습니다. OLED는 내부 커버 안에 장착돼 평소엔 보이지 않으며, 설정/튜닝 시에만 활용됩니다.