Wakalics technology

2013년 12월 23일 월요일

[Prusa mendel 제작기-14]Prusa mendel에 SMPS 파워서플라이 내장하기

오랜만의 Prusa mendel 제작기군요.

지난번 제작기가 9월 27일이니, 근 3개월만입니다.

사실, 제 프루사 멘델에 SMPS를 내장한 것은 8월 말에 이미 진행한 내용입니다.

그런데, 워낙 학기중에는 바쁘다 보니 여름방학에 적용한 내용을 겨울방학에야 업데이트하네요.

지난 8월, 디바이스마트에서는 SMPS 할인행사를 했습니다.(지금도 하는지는 모르겠습니다.) 저는 이때다 하고 350W SMPS를 3만7천원에 구입했죠. 사실, RAMPS는 사용할 수 잇는 최대 전류가 5A + 11A = 16A이고, 12V의 전압으로 구동되므로 192W, 즉 200W면 충분합니다만, 저는 이 외에도 챔버 구동이나 LED 장착을 염두에 두고 있었기에 넉넉히 350W짜리로 구입했습니다.

<탐스러운 350W SMPS>

SMPS 장착 전에는 PC용 파워서플라이를 개조해서 사용했는데요, (개조 방법은 http://wakalics.blogspot.kr/2013/06/blog-post_12.html 여기) 이게 외부에 전선으로 연결되어잇는 모습이 보기 싫어 프린터 속에 내장해 버렸습니다. 사실, 굳이 SMPS를 사용한 이유도 이 때문입니다.

Thingiverse에 찾아보면, 상당히 좋아보이는 SMPS 마운트들이 많습니다.

저는 그 중에서도 특히 위 사진들처럼 Y축 벨트 아래에 SMPS를 장착하는 방식이 보기도 깔끔하고, 무게중심이 아래로 내려가 안정성도 늘어날 것이라고 생각이 이 방식을 택했습니다.

하지만, Thingiverse에 이미 올라온 방식들은 제 Prusa mendel과 맞지 않거나, SMPS와 호환되지 않았습니다.

그래서, 직접 SMPS 마운트를 스케치업을 이용해 디자인했습니다.

<스케치업을 이용해 마운트 모델링>

모델링할때는, Prusa mendel에 SMPS를 스카치테이프로 대충 고정시키고, 그 사이 간격을 버니어 캘리퍼스로 측정해 그 수치를 그대로 스케치업에 입력해 모델링했습니다.

<3D 프린터로 출력해 SMPS를 장착시킴>

이 모델링 파일들을 stl export 플러그인을 이용해 stl파일로 변환하고, 3D 프린터로 출력하지 이와 같이 완벽한 마운트가 되었습니다. 특히, 전산볼트에 마운트를 끼우자 달칵 하고 끼어들어가 완벽하게 고정되는 순간, 정말 감동적이었습니다.

왜 3D 프린터가 메이커의 혁명인지를 느끼게 되는 순간이었죠. 버니어로 잰 치수대로 모델링해 끼워넣자 그대로 맞아 떨어졌으니까요.

SMPS를 장착한 후에는, 220V 전선을 끼울 커넥터와 스위치, 12V 스위치 등을 제작해 보았습니다.

<디바이스마트에서 구입한 파워소켓>

일단, SMPS와 함께 220V 파워소켓과 스위치가 붙어있는 제품을 구입했습니다.(링크: http://devicemart.co.kr/goods/view.php?seq=21435) 그 다음, 이의 치수를 버니어로 재서 스케치업으로 이를 장착할만한 마운트를 디자인했습니다.

<3D 프린터로 출력한 파워소켓 마운트>

앞서 말한 stl export 플러그인과 3D 프린터를 이용해 이를 출력하자, 이런 마운트가 되었죠.

<파워소켓과 마운트 결합>

그리고 이를 파워소켓에 결합하자 역시나, 완벽하게 결합되었습니다.

이를 다시 Prusa mendel에 케이블 타이를 이용해 결합하자, 완벽하게 결합되었죠. 전선을 이용해 SMPS와 배선하자 아주 잘 작동했습니다.

<예쁜 스위치 장착>

같은 방식으로, 디바이스마트에서 판매중인 예쁜 스위치(http://devicemart.co.kr/goods/view.php?seq=31593)를 12V 출력단에 연결하였습니다. 큰 기능은 없지만, 이후의 확장이나 심미성을 고려해 장착해 주었습니다.

이렇게, 다시금 제 Prusa mendel이 한결 나아졌습니다.

2013년 12월 7일 토요일

[BeagleBone Black]비글본 블랙 후기

1편(개봉기): http://wakalics.blogspot.kr/2013/10/beaglebone-black.html
2편(프로젝트 실패기): http://wakalics.blogspot.kr/2013/11/beaglebone-black-3d.html
3편(후기): http://wakalics.blogspot.kr/2013/12/beaglebone-black.html

한달여에 거친 비글본 블랙 체험단 활동이 끝이 났습니다.
사실, 한달 전에 이미 끝난 활동입니다만, 제가 하려던 프로젝트를 실패한 이후로 몇가지 시도를 더 해보느라 후기가 좀 많이 늦어졌습니다.
하지만, 안타깝게도 원래의 프로젝트를 완성시키지는 못했습니다.

비글본 블랙은 상당히 좋은 장치입니다.

I/O포트가 92개나 되어서(실제로 사용 가능한 포트는 67개 뿐이지만) 확장성이 굉장히 뛰어납니다. 저 말고 다른 체험단 분(http://pmice.tistory.com/248)은 이 I/O 프트를 활용해 CNC 라우터를 구동했습니다.

저는 3D 프린터를 구동할 때 USB를 이용해 시리얼 통신을 하려고 했습니다. 물론 직접 코드를 짜서 비글본 블랙이 자체적으로 g코드를 해석하여 스테핑모터를 직접 구동할 수도 있겠죠. 이렇게 하면 효율도 높겟지만 아직 저는 코딩을 잘 못해서 이미 나와있는 어플리케이션인 PrintRun(PronterFace)를 사용할 계획이었습니다.

메인보드가 노출되어 있어 조금 불안정해 보이긴 합니다.(모 라즈베리파이 유저는 메인보드 뒷면을 만지다 보면 파이가 혼자 재부팅되는 경우가 있었다고 보고하기도 있습니다. 비글본 블랙도 비슷한 구조인 이상 같은 현상이 일어날 것으로 보입니다.)

저렴한 가격이 모든 것을 용서하긴 하지만, 아무래도 비글본 블랙에 쓰인 것과 같은 고성능 mcu는 AVR같은 저사양 mcu에 비해 정전기에 약할 것으로 보입니다.

저는 이와 같은 부족한 점을 해결하기 위해 실리콘 코팅제를 사용했습니다. PCB에 뿌린 후 모두 경화된 이후에는 얇아서 잘 보이지 않지만, 데이터쉬트에는 절연성능이 높다 하니 웬만한 정전기에는 걱정이 없을 듯 합니다.

일단 기본적으로 이더넷 포트와 USB 2.0 포트 2개(풀사이즈 하나와 OTG 하나)를 지원합니다. 제 프로젝트에선 키보드와 마우스, 그리고 프린터를 연결해야 하다 보니 USB허브가 필요합니다.

라즈베리 파이와 달리 USB가 아닌 외장전원 포트로 전원을 공급받을 수 있는 점도 이점 중 하나입니다. (라즈베리 파이의 경우에는 GPIO의 핀에 직접 전원을 넣어주어야 합니다.) 이와 같이 외장 전원 포트를 지원하기에 USB포트를 OTG로 사용 가능합니다.

비글본 블랙은 micro-HDMI 포트, 그리고 외장 전원을 지원합니다. 전원 버튼과 리셋 버튼도 따로 있구요.

메인 CPU로는 TI의 AM335x 1GHz ARM® Cortex-A8 를 사용합니다. 메모리는 512MB DDR3 RAM이 장착되어 있습니다.
이외에도 2GB 8-bit eMMC on-board flash storage가 장착되어 기본적인 os를 설치할 수 있고, 이외에도 PRU 32-bit microcontrollers가 두 개 장착되어있어 I/O 포트를 관리합니다.

비글본 블랙을 사용해 본 결과, 정말 그 확장성이 무궁무진하다는 생각이 들었습니다.
아두이노의 경우, 성능 면에선 AVR에 비해 그다지 나을 곳이 없지만, AVR에 비해 매우 높은 편의성과 여러가지 호한 쉴드로 인해 현재 마이크로프로세서의 왕으로 군림하고 있습니다. 심지어, 오픈소스 3D 프린터의 제어보드도 아두이노를 메인 제어 기판으로 사용합니다. 대표적으로 RAMPS만 해도 아두이노 메가 2560에 올리는 쉴드의 형태입니다.
비글본 블랙은 확실히 아두이노에 비해 어렵고, 정보가 적습니다. 하지만, 비글본 블랙의 경우에는 처음 시작하는 사람이 사용법을 익히는 과정이 정말 쉽게 되어있습니다. 비글본 블랙이 이 점을 잘 살린다면, 아두이노처럼 널리 사용될 수 있을 것 같습니다.

본 제품은 ICbanQ에서 후원하고 ICbanQ 무상 체험단 10기 활동의 일환으로 체험 제품을 제공받아 작성되었습니다.

2013년 11월 17일 일요일

[3D 프린터] 3D 프린터 연구회 3Diots가 학교 축제에 참가했습니다.

안녕하세요? 한국과학영재학교에 재학중인 조정민입니다.

제가 다니는 학교에서는 1년에 3번의 축제가 열립니다. 봄 축제인 SAF, 여름축제인 KSASF, 그리고 가을 축제인 SAC입니다.
SAF는 학문적인 느낌이 강한 축제이고, KSASF는 외부인들을 위한, 일종의 학술대회와 같은 축제지만, SAC은 실제로 학생들이 즐기는, 가장 큰 축제입니다.

<운동장에 차려진 부스들의 모습>

SAC 기간에는 각종 동아리들과 연구회에서 운동장에 부스를 차리는데요, 3D 프린터 연구회인 3Diots도 부스를 차렸습니다.
사실, 제가 3D 프린터를 만들고, 학교에 연구회를 만들었는데도 불구하고 학교에 3D 프린터가 있는지 모르는 사람들이 많아서 연구회 홍보 차원에서 부스를 신청한 것이었는데, 생각보다 많은 사람들이 관심을 가져 주었고, 외부인들도 많이 찾아와서 나름 3D 프린터를 알리는데에 기여했다고 생각합니다. ㅋㅋ

<3Dots 부스 자리>

원래는 다른 곳이었지만, 앙상블 연구회와 자리를 바꾸게 되어 이 자리에서 연구회 활동을 하게 되었습니다.

<홍보용 출력물>

3D 프린터 출력물로 계속 다른 것들을 만들다 보니까 홍보용으로 쓸 만한 출력물이 얼마 없네요...

<3D 프린터로 출력한 자동차>

그래도 연구회원 중 한 명이 이것저것 뽑아놓은게 많아 도움이 되었습니다. 특히 저 자동차는 남자아이들에게 엄청난 인기를 끌었죠.

<3Diots 부스>

어느정도 구색이 갖추어진 부스의 모습입니다.

딱히 만족스럽진 않지만, 그래도 Prusa mendel만으로 상당한 포스를 풍깁니다.

그러고 보니 간판이라도 만들걸 그랬네요.

<출력물과 원료>

부스를 어느정도 정리하고 나니 슬슬 사람들이 들어오기 시작합니다.

저는 이때 써클 부스와 3D 프린터 연구회 부스를 동시에 관리하느라 상당히 힘들었습니다.

<호루라기 10개 동시 출력중>

전에 호루라기를 몇개 출력해 놓았는데, 그걸 나눠주니 상당히 좋아하시더라구요. 그래서 10개를 동시에 출력했습니다. 출력 도중에 많은 사람들이 호루라기를 예약했는데, 제가 잠시 자리를 비운 사이 다른 연구회원이 호루라기를 모두 나눠줘서 참 곤란한 상황이 연출됐었습니다. ㅋㅋ

<첫 손님?>

부스를 지키면서 3D 프린터를 구경하는 사람들에게 간단한 설명을~~(돌이켜보니 어떻게 하면 한국과학영재학교에 입학할 수 있는지 알려준 시간이 더 긴 것 가ㅌ....)~~ 하던 중, 제 어머니뻘 되시는 분이 괴물모양 필통을 팔라고 하시더라구요. 자녀분이 정말 가지고 싶어 한다고. 그런데 딱히 돈을 받고 팔기는 뭐해서(그래도 학교 지원금으로 운영중입니다.)그냥 드렸습니다. 연구회의 첫 손님일까요? ㅋㅋㅋ

<졸업하신 선배님들>

잠시 후에는 한국과학영재학교를 졸업하고 카이스트에 재학중인 선배님들도 오셨습니다. 3D 프린터를 보면서 학교에 상당한 자부심을 가지시는 것 같았습니다.

재미있는건, 같은 3D 프린터를 봤을때의 반응입니다.

일반인: "와! 신기하다" 내지는 "와! 예쁘다!"

KAIST 선배님: "우와! 이런 정밀도가 나오는구나! ~~에도 써먹을 수 있겠다. 이거 Resolution이 어느정도 되니? 출력 시간은?"

역시 공돌이는 뼛속까지 공돌공돌 합니다. 제 미래도 비슷하겠죠? ㅋㅋ(이미 저럴지도)

<3D 프린터 연구회 부스를 찾은 사람들(사진 흔들려서 죄송합니다)>

나중에는 상당히 많은 사람들이 방문했습니다. 이 때에는 정말 설명한다고 정신이 하나도 없었죠.

3D 프린터에 대해 미리 어느정도 알고 계신 분도 있었고, 잘못 알고 계신 분도 있어 다시 설명해 드리기도 했습니다.

<3D 프린터에 관심을 가지는 아이들>

이건 예상치 못했던 것인데, 어린 아이들이 3D 프린터에 상당히 많은 관심을 가져줬습니다. 특유의 복잡한 모양새 때문인지, 계속 구경을 하고 있었습니다. 그 집중력을 보자니 경이로울 것도였습니다.

<출력을 구경하고 있는 정XX군>

저 사람은 제 동기입니다.

이와 같이, 재학생들에게도 3D 프린터에 대해 알리는데 큰 효과를 보였습니다.

선생님들께도 좋은 인상을 남겼구요.

<저녁때의 부스 모습>

3D 프린터 부스는 밤에도 계속됩니다.

연구회원 중 한명인 박모군이 안드로이드 마스코트르 출력중입니다.

~~그러고 보니 호루라기를 전부 나눠준 주범....~~

<저녁때의 부스 모습 2>

해가 져도 신기술에 대한 사람들의 관심은 여전합니다.

이렇게, 3일에 걸친 학교 축제는 끝이 났습니다.

저에게는 매우 힘들고 바쁜 시간이었지만, 그래도 상당히 보람찬 3일이었다고 생각합니다.

특히, 외부인들에게 3D 프린터에 대해 알릴 수 잇는 아주 좋은 기회였습니다.

이제 중간고사도 끝났고, 축제도 끝났으니 연구회 활동을 열심히 해야겠죠.

~~그리고 수학시험이 일주일 뒤로....~~

그럼, 다음에 뵙겠습니다.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.

[BeagleBone Black]비글본 블랙 + 3D 프린터? (부제: 프로젝트 실패기)

제가 다니는 학교는 전교생이 모두 기숙사를 사용해야 합니다.

그리고, 학생들이 밤 새도록 게임하는것을 막기 위해 밤 11시 20분에 노트북을 입고해야 하고, 다음날 오전 5시 30분에 노트북이 들어있는 책꽂이의 자물쇠가 풀립니다.

여기까지는 좋습니다만, 현재 저는 직접 만든 3D 프린터, Prusa mendel을 운용중입니다.

아시다시피, 3D 프린터는 출력하는데 시간이 상당히 오래 걸립니다. 작은것은 괜찮지만, 큰 것은 출력하는데만 하룻밤을 훌쩍 넘기죠. 그렇기에 일반적인 3D 프린터 유저들은 밤에 출력을 걸어놓고 아침에 일어나서 확인합니다.

저의 문제는 여기서부터 시작됩니다. 3D 프린터를 구동하려면 컴퓨터가 필요한데, 밤에는 노트북을 입고해야 하기 때문에 밤새도록 3D 프린터를 구동할 수 없는 것입니다.

물론, SD카드에 G코드(3D 프린터를 움직이기 위한 명령어)파일을 넣고 출력하면 밤새도록 출력하는 것이 가능합니다만, 이 경우 노트북을 연결해 Z축 영점과 베드 수평을 잡아주고, SD카드의 파일을 출력하도록 G코드로 명령어를 넣어주어야 하므로 여간 귀찮은 것이 아닙니다.

여기서 잠시, 3D 프린터의 툴체인에 대해 말씀드리겠습니다 3D 모델로 3D 프린터를 구동시킬때는,

1. Slicer 을 이용해 3D 모델은 G code(3D 프린터용 명령어)로 전환한다.

2. G code를 Printer Host를 이용해 시리얼 통신으로 3D 프린터 제어보드에 전송한다.

3. 3D 프린터 제어보드의 펌웨어가 각 축(X,Y,Z)의 스텝모터를 구동시켜 출력한다.

의 과정을 따릅니다.

여기서, 밤새도록 걸리는 과정은 2번입니다.

또한, 많은 연산이 필요해 컴퓨터의 성능이 중요시되는 과정은 1번 뿐입니다.

그러면, 노트북으로 슬라이싱을 한 Gcode를 ARM 기반의 소형 컴퓨터를 이용해 Hosting한다면 어떨까요?

이 경우, Host 프로그램을 이용해 베드의 수평이나 노즐/베드 예열, Z축 염점 세팅이 가능하므로 노트북을 연결할 필요가 없고,

FTP서버를 구축하면 USB메모리 등을 이용해 G code를 이동시킬 필요 없이 서버에 업로드만 하면 됩니다.

이런 아이디어를 가지고, 라즈베리파이로 삽질을 시도하려던 중, ICbanQ의 체험단 모집 공지가 눈에 들어왔고, 위의 아이디어로 신청을 해 체험단에 선정되게 되었습니다.

본격적인 프로젝트 진행입니다.
비글본 블랙을 IO 보드로 쓸 때는 동봉된 케이블만으로도 충분하지만, 저는 비글본 블랙을 독립된 컴퓨터로 사용할 것이기에 모니터, 마우스, 키보드가 필요합니다.

키보드와 마우스는 어렵지 않게 구할 수 잇었고, 문제는 모니터입니다.
비글본 블랙은 HDMI Out만을 지원합니다.(라즈베리파이는 HDMI와 RCA를 지원합니다.)
하지만, HDMI를 지원하는 모니터는 상당히 고가입니다.
그렇기에 DVI젠더를 사용해야 합니다.

하지만, 이 경우에도 DVI를 지원하는 모니터가 필요합니다.
안타깝게도, 제게는 DVI를 지원하는 모니터가 없습니다.

집에 잇는 모니터는 상당히 오래되어 VGA만을 지원하구요, 심지어 제가 사는 곳은 학교 기숙사(부산)인데 집은 서울이라 이 모니터를 사용하기도 힘듧니다.

학교에서 모니터를 빌려보려고 했지만 DVI를 지원하는 모니터들은 최근에 구입한 것이라 빌려줄 수 없다는 답변을 들었습니다.

결국 남은 것인
1. 연구실에 있는 CRT 모니터(VGA Input 지원)
2. 교실마다 설치되어 잇는 빔프로젝터(VGA Input 지원)

뿐입니다.

결국, 비싼 돈을 지불하고 HDMI to VGA 젠더를 구입했습니다.
물론, Micro HDMI포트를 가지고 있는 비글본 블랙을 위해 Micro HDMI to HDMI 젠더도 구입했습니다.

며칠 후, ICBanQ에서 주문한 젠더 두 개가 도착했습니다.

VGA 젠더는 노트북에 연결해 사용해 본 결과 아주 잘 작동합니다.

그런데 아뿔싸! HDMI젠더가 Micro HDMI가 아닌 Mini HDMI 젠더입니다.

결국, 아까운 배송비 2,500원을 다시 내고 Micro HDMI 젠더를 주문했습니다.(제 리뷰가 늦어지게 된 주원인입니다.

이제, 이 녀석과 비글본 블랙, VGA 젠더를 연결해 사용할 차례입니다.

대략 이와 같이 연결됩니다.

그 다음은 모니터와의 연결입니다.

비글본 블랙에 전원을 인가하고 모니터의 VGA 케이블을 연결하였습니다. 하지만!

모니터에는 연결되지 않는다고 표시됩니다.

두번째 방안인 빔프로젝터에도 연결해 보았으나, 마찬가지로 입력 신호가 없다는 문구가 표기되었습니다.

반면, 노트북을 HDMI to VGA 젠더로 연결했을 때는 모니터와 빔프로젝터 모두에서 정상적으로 작동했습니다.

(모니터에서 신호없음이 뜬 이후로는 제정신이 아닌 상태로 삽질을 하는 바람에 사진이 남아있지 않습니다....)

이유를 찾아보니, HDMI와 DVI는 디지털 방식이지만 VGA는 아날로그 방식이라 HDMI to VGA는 내부에 신호를 바꿔주는 칩이 필요한데, 이 칩이 특정 운영체제와 호환되는 듯 합니다.

결국, "모니터가 없어서"라는 어이없는 이유로 프로젝트는 무기한 연기되었습니다;;;;

학교에 모니터를 요청해 놨으니, 이후에 DVI를 지원하는 모니터를 빌리게 된다면 그 때 다시 재개할 수 있을 것 같습니다.

후에, 다시 하게 된다면, 다시 올리도록 하겠습니다.

감사합니다.

본 제품은 ICbanQ에서 후원하고 ICbanQ 무상 체험단 10기 활동의 일환으로 체험 제품을 제공받아 작성되었습니다.

2013년 10월 14일 월요일

[BeagleBone Black]비글본 블랙 개봉기

1편(개봉기): http://wakalics.blogspot.kr/2013/10/beaglebone-black.html
2편(프로젝트 실패기): http://wakalics.blogspot.kr/2013/11/beaglebone-black-3d.html
3편(후기): http://wakalics.blogspot.kr/2013/12/beaglebone-black.html

오늘 점심, ICBanQ에서 발송한 비글본 블랙이 도착했습니다.

비글본 블랙은 ARM 기반의 소형 CPU를 이용한 컴퓨터입니다.
일반적으로 이런 계열의 제품으로는 라즈베리 파이가 유명합니다만, 비글본 블랙은 CPU의 클럭이 1GHz로 더 높고, 2Gb의 온보드 eMMC 저장공간을 제공하는 것이 특징입니다.

하드웨어적인 차이점은 이 정도이지만, 비글본 블랙은 라즈베리파이와 기획 자체가 다릅니다.
라즈베리파이는 그 자체가 '저가형 PC"를 목표로 하고 기획된 것입니다.
반면, 비글본 블랙은 PC의 기능을 할 수 있고, 하드웨어도 상딩히 높은데, 아두이노와 같이 마이크로컴퓨터처럼 사용하는 것이 가능하도록 기획되었습니다.

쉽게 설명하자면, "라즈베리파이 성능의 아두이노"정도가 될까요?

더 자세한 설명은 차차 하기로 하고 일단 개봉기를 보도록 하겠습니다.