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[아두이노] 옷 추천 및 옷장 습도 관리 시스템 만들기

rimo (리모) 2022. 2. 14. 16:12

 

 

학교 프로젝트로 간단한 옷장관련 시스템을 만들었습니다.

첫 아두이누 작품이었고 또 많이 허접하지만 올려봅니다...ㅎ

 

 

 

 

 

 

사용 센서와 시스템의 개요는 위와 같습니다.

 

 

 

 

 

 

 

위와 같이 시나리오를 짜고 코딩을 시작했습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

도트매트릭스(MAX7219)와 LED, 팬의 경우에는 레지스터 코딩을 했고

디지털 온습도 센서, 서보모터는 라이브러리를 사용했습니다.

 

 

 

 

 

 

#include "DHT.h"
#include <Servo.h>

const uint8_t font[128][8] = {
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0000 (nul)
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0001
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0002
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0003
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0004
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0005
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0006
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0007
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0008
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0009
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  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+000E
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  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+001D
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+001E
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+001F
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0020 (space)
  { 0x18, 0x3C, 0x3C, 0x18, 0x18, 0x00, 0x18, 0x00}, // U+0021 (!)
  { 0x36, 0x36, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0022 (")
  { 0x36, 0x36, 0x7F, 0x36, 0x7F, 0x36, 0x36, 0x00}, // U+0023 (#)
  { 0x0C, 0x3E, 0x03, 0x1E, 0x30, 0x1F, 0x0C, 0x00}, // U+0024 ($)
  { 0x00, 0x63, 0x33, 0x18, 0x0C, 0x66, 0x63, 0x00}, // U+0025 (%)
  { 0x1C, 0x36, 0x1C, 0x6E, 0x3B, 0x33, 0x6E, 0x00}, // U+0026 (&)
  { 0x20, 0x50, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0027 (')
  { 0x18, 0x0C, 0x06, 0x06, 0x06, 0x0C, 0x18, 0x00}, // U+0028 (()
  { 0x06, 0x0C, 0x18, 0x18, 0x18, 0x0C, 0x06, 0x00}, // U+0029 ())
  { 0x00, 0x66, 0x3C, 0xFF, 0x3C, 0x66, 0x00, 0x00}, // U+002A (*)
  { 0x00, 0x0C, 0x0C, 0x3F, 0x0C, 0x0C, 0x00, 0x00}, // U+002B (+)
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0C, 0x0C, 0x06}, // U+002C (,)
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x3F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+002D (-)
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0C, 0x0C, 0x00}, // U+002E (.)
  { 0x60, 0x30, 0x18, 0x0C, 0x06, 0x03, 0x01, 0x00}, // U+002F (/)
  { 0x3E, 0x63, 0x73, 0x7B, 0x6F, 0x67, 0x3E, 0x00}, // U+0030 (0)
  { 0x0C, 0x0E, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x3F, 0x00}, // U+0031 (1)
  { 0x1E, 0x33, 0x30, 0x1C, 0x06, 0x33, 0x3F, 0x00}, // U+0032 (2)
  { 0x1E, 0x33, 0x30, 0x1C, 0x30, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+0033 (3)
  { 0x38, 0x3C, 0x36, 0x33, 0x7F, 0x30, 0x78, 0x00}, // U+0034 (4)
  { 0x3F, 0x03, 0x1F, 0x30, 0x30, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+0035 (5)
  { 0x1C, 0x06, 0x03, 0x1F, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+0036 (6)
  { 0x3F, 0x33, 0x30, 0x18, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x00}, // U+0037 (7)
  { 0x1E, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+0038 (8)
  { 0x1E, 0x33, 0x33, 0x3E, 0x30, 0x18, 0x0E, 0x00}, // U+0039 (9)
  { 0x00, 0x0C, 0x0C, 0x00, 0x00, 0x0C, 0x0C, 0x00}, // U+003A (:)
  { 0x00, 0x0C, 0x0C, 0x00, 0x00, 0x0C, 0x0C, 0x06}, // U+003B (//)
  { 0x18, 0x0C, 0x06, 0x03, 0x06, 0x0C, 0x18, 0x00}, // U+003C (<)
  { 0x00, 0x00, 0x3F, 0x00, 0x00, 0x3F, 0x00, 0x00}, // U+003D (=)
  { 0x06, 0x0C, 0x18, 0x30, 0x18, 0x0C, 0x06, 0x00}, // U+003E (>)
  { 0x1E, 0x33, 0x30, 0x18, 0x0C, 0x00, 0x0C, 0x00}, // U+003F (?)
  { 0x3E, 0x63, 0x7B, 0x7B, 0x7B, 0x03, 0x1E, 0x00}, // U+0040 (@)
  { 0x0C, 0x1E, 0x33, 0x33, 0x3F, 0x33, 0x33, 0x00}, // U+0041 (A)
  { 0x3F, 0x66, 0x66, 0x3E, 0x66, 0x66, 0x3F, 0x00}, // U+0042 (B)
  { 0x3C, 0x66, 0x03, 0x03, 0x03, 0x66, 0x3C, 0x00}, // U+0043 (C)
  { 0x1F, 0x36, 0x66, 0x66, 0x66, 0x36, 0x1F, 0x00}, // U+0044 (D)
  { 0x7F, 0x46, 0x16, 0x1E, 0x16, 0x46, 0x7F, 0x00}, // U+0045 (E)
  { 0x7F, 0x46, 0x16, 0x1E, 0x16, 0x06, 0x0F, 0x00}, // U+0046 (F)
  { 0x3C, 0x66, 0x03, 0x03, 0x73, 0x66, 0x7C, 0x00}, // U+0047 (G)
  { 0x33, 0x33, 0x33, 0x3F, 0x33, 0x33, 0x33, 0x00}, // U+0048 (H)
  { 0x1E, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x1E, 0x00}, // U+0049 (I)
  { 0x78, 0x30, 0x30, 0x30, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+004A (J)
  { 0x67, 0x66, 0x36, 0x1E, 0x36, 0x66, 0x67, 0x00}, // U+004B (K)
  { 0x0F, 0x06, 0x06, 0x06, 0x46, 0x66, 0x7F, 0x00}, // U+004C (L)
  { 0x63, 0x77, 0x7F, 0x7F, 0x6B, 0x63, 0x63, 0x00}, // U+004D (M)
  { 0x63, 0x67, 0x6F, 0x7B, 0x73, 0x63, 0x63, 0x00}, // U+004E (N)
  { 0x1C, 0x36, 0x63, 0x63, 0x63, 0x36, 0x1C, 0x00}, // U+004F (O)
  { 0x3F, 0x66, 0x66, 0x3E, 0x06, 0x06, 0x0F, 0x00}, // U+0050 (P)
  { 0x1E, 0x33, 0x33, 0x33, 0x3B, 0x1E, 0x38, 0x00}, // U+0051 (Q)
  { 0x3F, 0x66, 0x66, 0x3E, 0x36, 0x66, 0x67, 0x00}, // U+0052 (R)
  { 0x1E, 0x33, 0x07, 0x0E, 0x38, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+0053 (S)
  { 0x3F, 0x2D, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x1E, 0x00}, // U+0054 (T)
  { 0x33, 0x33, 0x33, 0x33, 0x33, 0x33, 0x3F, 0x00}, // U+0055 (U)
  { 0x33, 0x33, 0x33, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x0C, 0x00}, // U+0056 (V)
  { 0x63, 0x63, 0x63, 0x6B, 0x7F, 0x77, 0x63, 0x00}, // U+0057 (W)
  { 0x63, 0x63, 0x36, 0x1C, 0x1C, 0x36, 0x63, 0x00}, // U+0058 (X)
  { 0x33, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x0C, 0x0C, 0x1E, 0x00}, // U+0059 (Y)
  { 0x7F, 0x63, 0x31, 0x18, 0x4C, 0x66, 0x7F, 0x00}, // U+005A (Z)
  { 0x1E, 0x06, 0x06, 0x06, 0x06, 0x06, 0x1E, 0x00}, // U+005B ([)
  { 0x03, 0x06, 0x0C, 0x18, 0x30, 0x60, 0x40, 0x00}, // U+005C (\)
  { 0x1E, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x1E, 0x00}, // U+005D (])
  { 0x08, 0x1C, 0x36, 0x63, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+005E (^)
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF}, // U+005F (_)
  { 0x0C, 0x0C, 0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+0060 (`)
  { 0x00, 0x00, 0x1E, 0x30, 0x3E, 0x33, 0x6E, 0x00}, // U+0061 (a)
  { 0x07, 0x06, 0x06, 0x3E, 0x66, 0x66, 0x3B, 0x00}, // U+0062 (b)
  { 0x00, 0x00, 0x1E, 0x33, 0x03, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+0063 (c)
  { 0x38, 0x30, 0x30, 0x3e, 0x33, 0x33, 0x6E, 0x00}, // U+0064 (d)
  { 0x00, 0x00, 0x1E, 0x33, 0x3f, 0x03, 0x1E, 0x00}, // U+0065 (e)
  { 0x1C, 0x36, 0x06, 0x0f, 0x06, 0x06, 0x0F, 0x00}, // U+0066 (f)
  { 0x00, 0x00, 0x6E, 0x33, 0x33, 0x3E, 0x30, 0x1F}, // U+0067 (g)
  { 0x07, 0x06, 0x36, 0x6E, 0x66, 0x66, 0x67, 0x00}, // U+0068 (h)
  { 0x0C, 0x00, 0x0E, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x1E, 0x00}, // U+0069 (i)
  { 0x30, 0x00, 0x30, 0x30, 0x30, 0x33, 0x33, 0x1E}, // U+006A (j)
  { 0x07, 0x06, 0x66, 0x36, 0x1E, 0x36, 0x67, 0x00}, // U+006B (k)
  { 0x0E, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x0C, 0x1E, 0x00}, // U+006C (l)
  { 0x00, 0x00, 0x33, 0x7F, 0x7F, 0x6B, 0x63, 0x00}, // U+006D (m)
  { 0x00, 0x00, 0x1F, 0x33, 0x33, 0x33, 0x33, 0x00}, // U+006E (n)
  { 0x00, 0x00, 0x1E, 0x33, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x00}, // U+006F (o)
  { 0x00, 0x00, 0x3B, 0x66, 0x66, 0x3E, 0x06, 0x0F}, // U+0070 (p)
  { 0x00, 0x00, 0x6E, 0x33, 0x33, 0x3E, 0x30, 0x78}, // U+0071 (q)
  { 0x00, 0x00, 0x3B, 0x6E, 0x66, 0x06, 0x0F, 0x00}, // U+0072 (r)
  { 0x00, 0x00, 0x3E, 0x03, 0x1E, 0x30, 0x1F, 0x00}, // U+0073 (s)
  { 0x08, 0x0C, 0x3E, 0x0C, 0x0C, 0x2C, 0x18, 0x00}, // U+0074 (t)
  { 0x00, 0x00, 0x33, 0x33, 0x33, 0x33, 0x6E, 0x00}, // U+0075 (u)
  { 0x00, 0x00, 0x33, 0x33, 0x33, 0x1E, 0x0C, 0x00}, // U+0076 (v)
  { 0x00, 0x00, 0x63, 0x6B, 0x7F, 0x7F, 0x36, 0x00}, // U+0077 (w)
  { 0x00, 0x00, 0x63, 0x36, 0x1C, 0x36, 0x63, 0x00}, // U+0078 (x)
  { 0x00, 0x00, 0x33, 0x33, 0x33, 0x3E, 0x30, 0x1F}, // U+0079 (y)
  { 0x00, 0x00, 0x3F, 0x19, 0x0C, 0x26, 0x3F, 0x00}, // U+007A (z)
  { 0x38, 0x0C, 0x0C, 0x07, 0x0C, 0x0C, 0x38, 0x00}, // U+007B ({)
  { 0x18, 0x18, 0x18, 0x00, 0x18, 0x18, 0x18, 0x00}, // U+007C (|)
  { 0x07, 0x0C, 0x0C, 0x38, 0x0C, 0x0C, 0x07, 0x00}, // U+007D (})
  { 0x6E, 0x3B, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // U+007E (~)
  { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00} // U+007F
};


//DIN : PB0 : 53
//CS  : PB2 : 51
//CLK : PB1 : 52
//fan : PB4 : 10

#define TRIG 6 //TRIG 핀 설정 (초음파 보내는 핀)
#define ECHO 7 //ECHO 핀 설정 (초음파 받는 핀)
#define DHTPIN 8        // DHT11이 연결된 핀
#define SERVOPIN 9      // 서모보터가 연결된 핀
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11, DHT시리즈중 11을 선택합니다.

Servo servo;                // 서보 제어변수
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);   // DHT 설정
unsigned long Time = 0.0;  // 시간 저장
float Matrix_tem = 0.0;
bool Open = false;
long distance = 0;
int cnt = 0;


uint8_t Buffer[100][8];
uint8_t Display[4][8];
uint8_t Buffer_len = 0;
uint8_t a = 0, b = 0;
String str = " ";




void setup() {

  // 시리얼 통신 활성화
  Serial.begin(9600);

  // 포트 활성화
  DDRB = 0xff;  // 출력모드
  DDRD = 0xff;  // 입력모드

  PORTB = 0x00;
  PORTD = 0x00;

  Time = millis();     // 실행시간 저장
  dht.begin();          // 온습도 측정시작

  servo.attach(SERVOPIN); // 서보 모터 초기화

  // 초음파 센서 초기화
  pinMode(TRIG, OUTPUT);
  pinMode(ECHO, INPUT);


  /**********************MAX 7219********************/

  ADMUX = B01000000;
  ADCSRA = B10001100;
  set_Max7219(0x09, 0x00); // Decode Mode - No decode for digits
  set_Max7219(0x0a, 0x01); // Intensity - 3/32
  set_Max7219(0x0b, 0x07); // Scan Limit - All Output Port Enable
  set_Max7219(0x0c, 0x01); // Shutdown - Normal Operation
  set_Max7219(0x0f, 0x00); // Display Test

  set_Max7219(0x00, 0x00);
  set_Max7219(0x00, 0x00);
  set_Max7219(0x00, 0x00);



  create_Buffer();

}

void loop() {
  uint8_t i, j;

  if (millis() - Time >= 2000) {
    Time = millis();
    dht_();
    wave_();
  }

  for (i = 1 ; i < 9 ; i++) {
    PORTB &= ~(1 << 2); // CS를 Low로 설정
    for (j = 0 ; j < 4 ; j++) {
      write_byte(i);
      write_reverse_byte(Display[j][i - 1]);
    }
    PORTB |= (1 << 2); // CS를 High로 설정
  }

  create_Display();
  delay(50);

}


/**********************MAX 7219********************/



// 버퍼에 데이터 삽입
void create_Buffer() {
  uint8_t i, j;
  Buffer_len = str.length();
  for (i = 0 ; i < str.length(); i++) {
    for (j = 0 ; j < 8 ; j++) {
      Buffer[i][j] = font[str[i]][j];
    }
  }
}


// 디스플레이에 데이터 삽입
void create_Display() {
  uint8_t i, j;
  for (i = 0 ; i < 4 ; i++) {
    for (j = 0 ; j < 8 ; j++)
      Display[i][j] = (Buffer[(a + i) % Buffer_len][j] >> b) | (Buffer[(a + i + 1) % Buffer_len][j] << (8 - b));
  }
  b++;  // 쉬프트 연산 누적
  if (b == 8) { // 8번 쉬프트 : 시작하는 문자가 바뀐다.
    a++;     // 시작하는 문자 갱신
    b = 0;  // 쉬프트 연산 초기화
    if (a == Buffer_len) { // 마지막 문자를 출력했을 경우
      a = 0;  // 첫글자의 인덱스로 초기화
    }
  }
}


// 옵션 세팅
void set_Max7219(uint8_t address, uint8_t data) {

  PORTB &= ~(1 << 2); // CS를 Low로 설정
  write_byte(address);
  write_byte(data);
  PORTB |= (1 << 2); // CS를 High로 설정

}

// 바이트 삽입
void write_byte(uint8_t data) {

  uint8_t i;

  for (i = 0 ; i < 8 ; i++) {
    if ((1 << (7 - i)) & data)
      PORTB |= (1 << 0); // 데이터 삽입
    else
      PORTB &= ~(1 << 0);  // 데이터 삽입
    PORTB |= (1 << 1);    // CLK를 High로 설정
    PORTB &= ~(1 << 1);  // CLK를 Low로 설정
  }
}


// 역방향으로 바이트 삽입
void write_reverse_byte(uint8_t data) {

  uint8_t i;

  for (i = 0 ; i < 8 ; i++) {
    if ((1 << i) & data)
      PORTB |= (1 << 0); // 데이터 삽입
    else
      PORTB &= ~(1 << 0);   // 데이터 삽입
    PORTB |= (1 << 1);    // CLK를 High로 설정
    PORTB &= ~(1 << 1); // CLK를 Low로 설정
  }
}



/**********************다른 센서********************/


//초음파 측정함수
void wave_() {

  digitalWrite(TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  long duration = pulseIn (ECHO, HIGH); //물체에 반사되어돌아온 초음파의 시간을 변수에 저장합니다.
  distance = duration * 17 / 1000;

  //Serial.println(distance);

  if (distance < 20)
  {
    LED_on();
    str.replace(str, " " + String(Matrix_tem) + "'C");
    create_Buffer();
  }
  else {
    cnt++;
    if (cnt == 6) {
      LED_off();
      str.replace(str, " ");
      create_Buffer();
      cnt = 0;
    }
  }

}



// LED 키기
void LED_on() {
  LED_off();
  if (Matrix_tem > 27)
    PORTD |= (1 << 0);  // 빨간색 LED 출력

  else if (Matrix_tem > 24)
    PORTD |= (1 << 1);  // 노란색 위 LED 출력

  else if (Matrix_tem > 17)
    PORTD |= (1 << 2);  // 노란색 아래 LED 출력

  else
    PORTD |= (1 << 3);  // 초록색 LED 출력
}



// LED 끄기
void LED_off() {
  for (int i = 0; i <= 4; i++)
    PORTD &= ~(1 << i); // LED출력 중지

}



// 온습도 측정 함수
void dht_() {


  float h = dht.readHumidity();         // 습도 측정
  float t = dht.readTemperature();      // 온도 측정

  // 측정 오류시 리턴
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return;
  }

  // 값 보정
  float c = dht.computeHeatIndex(t, h, false);
  Matrix_tem = c;

  // 습도가 50이상이면 환기 실행
  if (h > 55) {
    Ventilation();
  }
  else {
    Ventilation_over();
  }


  //출력
  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(h);
  Serial.print(" %\t");

  //Serial.print("Temperature: ");
  //Serial.print(t);
  //Serial.print(" *C ");

  Serial.print("Heat index: ");
  Serial.print(c);
  Serial.println(" *C ");

}


// 환기
void Ventilation()
{

  PORTB |= (1 << 4);  // 팬작동

  //환기 구가 닫혀있다면 열음
  if (!Open) {
    for (int angle = 100; angle < 180; angle++)
    {
      servo.write(angle);
      delay(10);
    }
    Open = true;

  }
}

// 환기 종료
void Ventilation_over()
{
  PORTB &= ~(1 << 4); // 팬 정지

  //환기 구가 열려있다면 닫음
  if (Open) {
    for (int angle = 180; angle > 100; angle--)
    {
      servo.write(angle);
      delay(10);
    }
    Open = false;
  }
}

 

 

 

 

 

 

 

[참고자료]

 

 

아두이노 #51 MAX7219 8x8 LED Matrix - MAX7219 동작 원리

Arduino : MAX7219 8x8 LED Matrix 동작 원리 이전 포스트에서 8x8 LED Matrix 동작원리와 사용법에 대한 포스트를 작성하였습니다. 이번 포스트는 MAX7219 LED Dot Matrix를 사용하기 전에 MAX7219의 동작 원리..

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wiki.vctec.co.kr

 

 

 

 

감사합니다.

 

 

공부한 내용을 복습/기록하기 위해 작성한 글이므로 내용에 오류가 있을 수 있습니다.

 

 

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