이번 프로젝트 주제는 러너들을 대상으로 한 달리기 자세 탐지이기 때문에 디바이스를 반드시 제작해야 했다.
완성본이 아니기 때문에 센서의 추가, 교체, 제거를 쉽게 할 수 있도록 점퍼선을 사용하였고, 브레드보드를 활용해 연결하였다.
가장 처음 한 생각은 깔창에 FSR을 달고 IMU 센서의 경우 신발의 밑창을 파서 장착하는 것.
이를 위해 1차 프로토타입을 제작하였다.
1차 프로토타입 - 깔창
사진을 보면 알 수 있듯이 굉장히 불안정하다. 깔창으로 일단 만들긴 했는데 슬리퍼에 장착하는 것조차 힘들었다.
어쨌든 달리기를 할 때 여러 센서의 값을 한 번에 전송해야 하기 때문에 이를 위한 테스트 정도로만 사용하였다.
데이터가 정상적으로 들어오는 것을 확인하였다!
2차 프로토타입 - 슬리퍼
1차 프로토타입의 가장 큰 문제는 신을수 없다는 것.
바닥에 둔 상태로 밟을 수는 있지만 신고 달리기는 커녕 걸을 수 조차 없었다.
적어도 걸을 수는 있어야...테스트를 해볼텐데...센서도 아직 안왔고...
결국 생각해 낸 대안은 저 위의 사진에서 내가 신고 있던 슬리퍼를 활용 하는 것.
러닝화에 바로 장착하기에는 센서 수도 부족하고, 불안하고...
일단 슬리퍼에 FSR과 IMU를 함께 붙여보고 테스트를 해보기로 했다.
그렇게 만들어 진게 다음과 같은 2차 프로토타입.
여전히 선 연결은 점퍼선을 이용하였고 절연 테이프로 고정을 시켰다. 3.7V의 LiPo 배터리를 사용하여 컴퓨터와의 연결 없이도 이동 할 수 있었다.
문제점
브레드보드 크기가 신발에 장착하기엔 꽤 크다는 생각을 했다. IMU 센서도 신발 밑창을 파서 넣기에는 무게 때문에 손상이 갈까봐 신발 위쪽으로 올리는 것으로 변경하였다.
점퍼선이 헐거운 것이 문제인지 아니면 어쩔 수 없는 문제인지 수시로 빠져서 '값이 안들어오는데?' 싶으면 선이 빠져있었다.
해결방안
런닝화로의 변경
가장 먼저 바꿔야 할 것은 신발의 종류.
러너들을 대상으로 하니 런닝화로 변경하는 것이 맞다고 생각했다. 애초에 저렇게 주렁주렁 달린 슬리퍼를 신고는 달릴 수 없다.
신발을 사러 나가야 하나 했는데 도움을 주시던 조교님이 원래 사두셨던 런닝화를 하나 주셔서 시간을 아낄 수 있었다.
브레드보드? 만능기판!
기존에 사용하던 브레드보드는 신발에 부착하기에 너무 크고 두꺼웠다. 발 사이즈가 300쯤 된다면 모를까 245의 런닝화에 달기엔 부피가 너무 크고 그렇다 보니 달리기를 시작하면 전부 떨어질 것 같았다.
뭔가 좋은 방법이 없을까 고민하다가 Adafruit사에서 나온 Quarter size의 얇은 breadboard를 사용하기로 했다.
해당 브레드보드는 기존의 브레드보드와는 달리 핀을 꽂아서가 아니라 전선과 기판을 납땜해서 사용하는 방식이다. 납땜이 필요없다는 브레드보드의 장점은 사라졌지만 브레드보드에서 테스트했던 회로를 그대로 옮겨올 수 있다는 장점이 있고 납땜 그거야 하면 되겠지 라고 생각했던 것 같다. 어쨌든 납땜이 망할 것 까지 고려해서 여러 개 주문 완료.
IMU 센서의 추가 주문...
IMU센서의 경우 핀들이 납땜이 되지 않은 상태로 와서 직접 납땜을 해야 했는데 신발 밑창에 넣을 생각이었기 때문에 위와 같이 ㄱ자 모양의 핀을 납땜하였다. 하지만 신발 밑창에 넣는 것이 무리라고 생각이 들었고 결국 보드에 직접 납땜하는 방식으로 고정하는 것으로 변경하였다. 이를 위해 납땜을 제거하고 일자핀으로 교체해야 했는데 이 과정에서 IMU 센서가 사망했다. 결국 추가 주문.
최종 결과물 - 런닝화
기다리던 추가 주문 물품들이 도착하고 바로 작업에 들어갔다.
FSR의 경우 납땜은 정말정말정말 잘하는 사람들만 하라고 경고문이 써있었기 때문에 어쩔 수 없이 점퍼선을 이용하기로 했다. 어쨌든 보드에 붙이려면 납땜은 해야하니 female 부분만 남기고 male부분은 Stripper로 제거해서 보드에 납땜하였다.
센서가 도착하고 며칠동안은 서서 납땜하기의 연속...
납땜을 거의 10년만에 해봤는데 어설프긴해도 어찌저찌 잘 해냈다. 더 깔끔하게 선을 정리하고 싶었는데 우선 새로 배치할 시간도 부족했고 워낙 연결해야 하는 선이 많다보니 동작만 제대로 해달라는 생각으로 열심히 했던 것 같다.
배터리의 경우 출력이 부족해서 교체했다.
ESP32의 경우 신발 뒤쪽으로 보내서 찍찍이로 부착했고 FSR의 경우 신발 윗 부분에 칼집을 내서 빼냈다.
FSR의 위치도 처음 깔창에 장착했던 것과는 조금 달라졌는데 발의 안쪽과 바깥쪽 중 어디를 더 많이 디디는 지를 확인 할 수 있어서 이 방법이 좀 더 나은 것 같다.
문제점
점퍼선을 억지로 벗겨서 연결한 것이 문제인지, 달리기라는 것이 충격을 많이 줘서 그런건지 아니면 과전류의 문제인지 전선들이 자꾸 끊어졌다. 정말 많이 끊어졌다. 한 번 테스트 하고 나면 다시 납땜을 해야 하는 정도.
더 나은 방법을 찾고 싶었는데 마감이 일주일도 안남아 있어서 어쩔 수 없이 계속 납땜해가면서 했다.
우여곡절이 많았지만 어쨌든 테스트 할 환경은 만들어졌다. 이제 진짜 달리기만 하면 될...까?
