[본 강좌는 서울 IoT 센터에서 진행할 교육을 위해 작성된 한글 문서입니다.] [This document is currently written in Korean only for the purpose of being presented in the Seoul IoT tutorial.] Tizen IoT 보드에서 Infrared Motion Sensor를 통해 주변의 움직임을 감지한 후, 상황에 따라 LED Light를 켜고 끄는 간단한 앱을 만들어보는 강좌입니다. # 준비물 실습을 위하여 아래 물품들을 준비해주세요. :::hw Board|Raspberry Pi 3 B+|1| Sensor|Motion Sensor|1|HC-SR501 Sensor|LED Light|1| Chip|Resistor|1|330 ohm ::: :::sw OS|Tizen IoT | Headless / Headed 5.5| SDK|Tizen Studio| ::: ## Raspberry Pi 3 B+ Board  Raspberry Pi 3 B+ 보드의 핀은 아래와 같이 구성되어있습니다.  ## LED Light & Resistor * 5파이 LED 전구 (전압 2.2V / 전류 50mA)  * 330~1kΩ 저항  ## Infrared Motion Sensor (HC-SR501) Infrared Motion Sensor는 물체의 적외선 정보를 감지하여 주변의 움직임을 파악하는 센서입니다.    [HC-SR501 사용자 매뉴얼](https://www.mpja.com/download/31227sc.pdf) 우리가 사용할 HC-SR501은 아래와 같이 구성되어 있습니다.  ### Sensitivity Adjust HC-SR501은 정해진 측정 거리 내의 적외선을 감지할 수 있으며, 3~7m의 범위 내에서 측정 거리를 설정할 수 있습니다. 측정 거리가 증가하면 멀리 있는 물체의 움직임도 감지할 수 있기 때문에 움직임에 더 민감하게 반응합니다. * Clockwise: 시계 방향으로 돌리면 측정 거리를 감소시켜 센서의 민감도가 줄어듭니다. 즉, 시계 방향 끝까지 돌리면 3m 범위 내에서만 적외선을 감지합니다. * Counter-Clockwise: 시계 반대 방향으로 돌리면 측정 거리를 증가시켜 센서의 민감도 또한 높아집니다. 즉, 시계 반대 방향 끝까지 돌리면 7m 범위 내에서 적외선을 감지합니다. ### Time Delay Adjust 움직임이 감지된 후, 얼마의 시간 동안 다음 움직임 감지를 지연시킬 지 결정합니다. 3초~5분의 범위 내에서 지연 시간을 설정할 수 있습니다. * Clockwise: 시계 방향으로 돌리면 지연 시간이 증가합니다. 즉, 시계 방향 끝까지 돌리면 5분동안 센서 값을 유지합니다. * Counter-Clockwise: 시계 반대 방향으로 돌리면 지연 시간이 감소합니다. 즉, 시계 반대 방향 끝까지 돌리면 3초동안만 센서 값을 유지합니다. ### Trigger Setting 움직임을 감지하는 방식을 설정합니다. * Single Trigger: 처음 움직임이 감지된 후로부터 지연 시간동안은 새로운 움직임이 감지되어도 무시합니다. 즉, 움직임이 있는 상태(ON)가 처음부터 정해진 지연 시간만큼만 유지된 후, 움직임이 없는 상태(OFF)가 또 지연 시간만큼 유지된 다음, 새로운 움직임을 감지할 준비를 합니다. * Repeat Trigger: 처음 움직임이 감지된 후로부터 지연 시간동안 또 새로운 움직임이 감지된다면 지연 시간을 갱신시킵니다. 즉, 움직임이 있는 상태(ON)가 움직임이 멈추지 않는 동안 계속해서 이어질 수 있으며 마지막 움직임이 멈춘 후, 움직임이 없는 상태(OFF)가 또 지연 시간만큼 유지된 다음, 새로운 움직임을 감지할 준비를 합니다. 본 강좌를 위해서는 아래와 같이 설정을 해주세요. * 지연 시간: 약 5초 / Single Trigger 모드 * 감지 거리: 약 3m  ## Motion Sensor / LED Light 연결  *** # General Purpose Input/Output (GPIO) Binary input peripheral 상태 읽기/쓰기 가능한 Interface를 지원합니다. ## GPIO Pins 아래 Pin map에서 초록색으로 표시된 Pin들이 GPIO 입력 또는 출력을 위해 사용 가능합니다.  코딩 시 Pin number는 GPIO XX에 해당하는 숫자를 넣어주시면 됩니다. 즉, 'Motion Sensor / LED Light 연결' 부분에서 설명된대로 센서들을 꽂았다면 * Motion Sensor는 18번 Pin을 통해 데이터를 전달할 것이고 * LED Light는 24번 Pin을 통해 데이터를 전달받을 것입니다. ## GPIO APIs [Tizen Peripheral IO Native APIs - GPIO 가이드](https://developer.tizen.org/development/iot-extension-sdk/api-guides/tizen-peripheral-io-native-api/gpio) Tizen 에서 제공되는 Peripheral IO API를 사용하여 GPIO Pin 관련 작업을 수행할 수 있습니다. ### Opening and Closing a Handle GPIO 핀에 연결된 센서를 제어하기 위해서는 먼저 GPIO 핸들을 열어 접근해야합니다. **peripheral_gpio_open()** 특정 pin 넘버의 Peripheral GPIO 핸들을 열어줍니다. ```c int peripheral_gpio_open(int gpio_pin, peripheral_gpio_h *gpio); ``` **peripheral_gpio_close()** 사용이 끝난 후, Peripheral GPIO 핸들을 닫아줍니다. ```c int peripheral_gpio_close(peripheral_gpio_h gpio); ``` ### Setting the Data Direction GPIO 핀은 데이터를 쓸 때와 읽을 때 구분 없이 같은 핀을 쓸 수 있기 때문에 API를 통해 하려는 작업이 데이터를 쓰는 것인지 데이터를 읽는 것인지 설정해주어야 합니다. **peripheral_gpio_set_direction()** 데이터 전송 방향을 설정합니다. * PERIPHERAL_GPIO_DIRECTION_IN : 데이터 읽기 모드 * PERIPHERAL_GPIO_DIRECTION_OUT_INITIALLY_HIGH : 데이터 쓰기 모드, 초기값을 high(1)로 설정 * PERIPHERAL_GPIO_DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW : 데이터 쓰기 모드, 초기값을 low(0)로 설정 ```c int peripheral_gpio_set_direction(peripheral_gpio_h gpio, peripheral_gpio_direction_e direction); ``` ### Reading and Writing Binary Data 방금 정해준 데이터 전송 방향에 따라 데이터를 읽거나 쓸 수 있습니다. **peripheral_gpio_read()** GPIO 핸들로부터 binary 데이터 값을 읽어옵니다. ```c int peripheral_gpio_read(peripheral_gpio_h gpio, uint32_t *value); ``` **peripheral_gpio_write()** GPIO 핸들에 binary 데이터 값을 입력합니다. ```c int peripheral_gpio_write(peripheral_gpio_h gpio, uint32_t value); ``` ### Setting the Interrupted Callback 특정 GPIO 핸들의 데이터 값에 변화가 생기면 특정 작업을 수행하도록 callback 함수를 등록할 수 있습니다. **peripheral_gpio_set_edge_mode()** peripheral_gpio_set_interrupted_cb()를 부르기 전, 항상 어떤 종류의 변화에 대해 callback을 등록할 지 정해야합니다. GPIO 데이터 값의 변화는 아래와 같이 3가지로 분류됩니다.  ```c int peripheral_gpio_set_edge_mode(peripheral_gpio_h gpio, peripheral_gpio_edge_e edge); ``` **peripheral_gpio_interrupted_cb** 변화가 감지되면 어떤 작업을 수행할 지 callback 함수 안에서 정의해줍니다. ```c typedef void(*peripheral_gpio_interrupted_cb)(peripheral_gpio_h gpio, peripheral_error_e error, void *user_data); ``` **peripheral_gpio_set_interrupted_cb()** interrupted callback 함수를 set 해줍니다. ```c int peripheral_gpio_set_interrupted_cb(peripheral_gpio_h gpio, peripheral_gpio_interrupted_cb callback, void *user_data); ``` **peripheral_gpio_unset_interrupted_cb()** 사용이 끝난 후, interrupted callback 함수를 unset 해줍니다. ```c int peripheral_gpio_unset_interrupted_cb(peripheral_gpio_h gpio); ``` # Code Implementation ## 샘플 코드 준비 **1. Git Bash에서 rcc/smart-motion-light 코드 clone 받기** ```C git clone https://git.tizen.org/cgit/apps/native/st-things-light -b basic st-things-light-basic ``` **2. Tizen Studio에서 smart-light 프로젝트 불러오기** * File > Import >> Tizen > TIzen Project >> Root directory > Browse  * clone 받은 st-things-light-basic 폴더 선택  * Project Name: smart-light / Profile: iot-headless / Version: 5.0 선택 (이미 열려있는 프로젝트와 프로젝트명이 동일하면 안 열리니 주의)  ## Privilege 추가 Peripheral IO API 사용을 위해 peripheralio privilege 추가해주어야합니다. 미리 준비된 smart-light 코드에는 privilege가 추가되어 있지만, 새로운 프로젝트부터 시작하는 상황이라면 아래와 같이 privilege를 등록해주세요. * tizen-manifest.xml 파일 선택 * Privileges 탭 > 추가(+) 버튼 >  * Custom Privileges 추가 ``` http://tizen.org/privilege/peripheralio ```  * 파일 저장 후 Source 탭에서 privilege 추가된 것을 재확인 > tizen-manifest.xml ```xml <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?> <manifest xmlns="http://tizen.org/ns/packages" api-version="4.0" package="org.tizen.motionlight" version="1.0.0"> <profile name="iot-headless"/> <service-application appid="org.tizen.motionlight" auto-restart="false" exec="motionlight" multiple="false" nodisplay="true" on-boot="false" taskmanage="false" type="capp"> <label>motionlight</label> <icon>motion-light.png</icon> </service-application> <privileges> <privilege>http://tizen.org/privilege/peripheralio</privilege> </privileges> </manifest> ``` ## Resource 코드 내 GPIO 설정 확인 > src/resource/resource_infrared_motion_sensor.c ```c #include <peripheral_io.h> #include "log.h" static peripheral_gpio_h g_sensor_h = NULL; static int g_pin_num = -1; void resource_close_infrared_motion_sensor(void) { if (!g_sensor_h) return; _I("Infrared Motion Sensor is finishing..."); peripheral_gpio_close(g_sensor_h); g_sensor_h = NULL; g_pin_num = -1; } int resource_read_infrared_motion_sensor(int pin_num, uint32_t *out_value) { int ret = PERIPHERAL_ERROR_NONE; if (!g_sensor_h) { peripheral_gpio_h temp = NULL; ret = peripheral_gpio_open(pin_num, &temp); retv_if(ret, -1); ret = peripheral_gpio_set_direction(temp, PERIPHERAL_GPIO_DIRECTION_IN); if (ret) { peripheral_gpio_close(temp); _E("peripheral_gpio_set_direction failed."); return -1; } g_sensor_h = temp; g_pin_num = pin_num; } if (g_pin_num != pin_num) { _E("Invalid pin number."); return -1; } ret = peripheral_gpio_read(g_sensor_h, out_value); retv_if(ret < 0, -1); return 0; } ``` > src/resource/resource_led.c ```c #include <peripheral_io.h> #include "log.h" static peripheral_gpio_h g_sensor_h = NULL; static int g_pin_num = -1; void resource_close_led(void) { if (!g_sensor_h) return; _I("LED is finishing..."); peripheral_gpio_close(g_sensor_h); g_sensor_h = NULL; g_pin_num = -1; } int resource_write_led(int pin_num, int write_value) { int ret = PERIPHERAL_ERROR_NONE; if (!g_sensor_h) { peripheral_gpio_h temp = NULL; ret = peripheral_gpio_open(pin_num, &temp); retv_if(ret, -1); ret = peripheral_gpio_set_direction(temp, PERIPHERAL_GPIO_DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW); if (ret) { peripheral_gpio_close(temp); _E("peripheral_gpio_set_direction failed."); return -1; } g_sensor_h = temp; g_pin_num = pin_num; } if (g_pin_num != pin_num) { _E("Invalid pin number."); return -1; } ret = peripheral_gpio_write(g_sensor_h, write_value); retv_if(ret < 0, -1); _I("LED Value : %s", write_value ? "ON":"OFF"); return 0; } ``` ## Motion Sensor 값 읽어오기 Motion Sensor가 연결된 핀에 접근하여 Motion Sensor 값을 읽어옴 > src/controller.c ```c #include <unistd.h> #include <Ecore.h> #include <tizen.h> #include <service_app.h> #include "log.h" #include "resource/resource_infrared_motion_sensor.h" #include "resource/resource_led.h" static Eina_Bool _get_motion_sensor_data() { int ret = 0; uint32_t value = 0; if (!ad) { _E("failed to get app_data"); return ECORE_CALLBACK_CANCEL; } // Get value from motion sensor ret = resource_read_infrared_motion_sensor(SENSOR_MOTION_GPIO_NUMBER, &value); if (ret != 0) { _E("cannot read data from the infrared motion sensor"); return ECORE_CALLBACK_CANCEL; } _D("Detected motion value is: %u", value); return ECORE_CALLBACK_RENEW; } ``` ## LED 값 변경하기 LED가 연결된 핀에 접근하여 LED Light 값을 변경함 > src/controller.c ```c static int _set_led_data(int state) { int ret = 0; // Write state to LED light ret = resource_write_led(SENSOR_LED_GPIO_NUMBER, state); if (ret != 0) { _E("cannot write led data"); return -1; } _I("LED : %d",state); return 0; } ``` ```c static Eina_Bool _get_motion_sensor_data() { int ret = 0; uint32_t value = 0; if (!ad) { _E("failed to get app_data"); return ECORE_CALLBACK_CANCEL; } // Get value from motion sensor ret = resource_read_infrared_motion_sensor(SENSOR_MOTION_GPIO_NUMBER, &value); if (ret != 0) { _E("cannot read data from the infrared motion sensor"); return ECORE_CALLBACK_CANCEL; } _D("Detected motion value is: %u", value); // Set LED light with value _set_led_data(value); return ECORE_CALLBACK_RENEW; } ``` ## 타이머 설정하기 (app_control) 특정 주기(TIMER_GATHER_INTERVAL)마다 모션 센서 값을 불러오고 LED 값을 설정해주는 __read_motion_write_led 함수 호출 > src/controller.c ```c typedef struct app_data_s { Ecore_Timer *getter_timer; } app_data; static void service_app_control(app_control_h app_control, void *user_data) { app_data *ad = user_data; // Delete old timer if there is one if (ad->getter_timer) ecore_timer_del(ad->getter_timer); // Create a timer to call the given function in given period of time ad->getter_timer = ecore_timer_add(TIMER_GATHER_INTERVAL, _get_motion_sensor_data, ad); if (!ad->getter_timer) { _E("Failed to add getter timer"); return; } } ``` ## interrupt_cb 설정하기 (app_control) > src/controller.c ```c static void service_app_control(app_control_h app_control, void *user_data) { int ret = 0; // Set an interrupted callback to be invoked when interrupt is triggered on motion sensor ret = resource_set_interrupted_cb_infrared_motion_sensor(SENSOR_MOTION_GPIO_NUMBER, _motion_interrupted_cb); if (ret != 0) { _E("cannot set interrupted callback for motion sensor"); return; } } ``` ## 리소스 정리하기 (app_terminate) App 종료 시 App에서 사용하던 리소스를 전부 정리해주어야 합니다. > src/controller.c ```c static void service_app_terminate(void *user_data) { app_data *ad = user_data; // Delete timer if (ad->getter_timer) ecore_timer_del(ad->getter_timer); // Turn off LED light with __set_led() _set_led_data(0); // Close Motion and LED resources resource_close_infrared_motion_sensor(); resource_close_led(); // Free app data free(ad); FN_END; } ``` ## Tizen App 실행 Project Explorer 내 프로젝트 우클릭 > Run As > Tizen Native App  *** # 최종 확인 Motion sensor 값에 따른 LED Light 변화를 확인할 수 있습니다.