# **1. Overview** 최근 AI assistant, IoT 기술이 발달하면서 가정용 로봇이 현실화되고 있습니다. 하지만, 가격이 비싸고 어린이, 노년층과 같은 특정 사용자에게 특화된가정용 로봇이 대부분이라, 상용화 하는데 어려움이 있습니다. 본 문서는 사용자의 스마트폰, 로봇청소기, 그리고 사용자가 제작한 TIZEN IoT를 활용하고, SmartThings App을 통해 사용자가 원하는 기능을 부여할 수 있는 DIY 가정용 로봇을 소개하며, 이를 제작하는 과정을 소개합니다.  > 제작 결과물: DIY 가정용 로봇 @[youtube](https://youtu.be/qjLCnOoIqNM) > 작동 영상: 로봇청소기가 DIY 가정용 로봇으로 탈바꿈되는 모습 (SmartThings 모드 기능 활용) SmartThings App 내 기능인 모드, 자동실행 규칙을 적절히 활용하여 사용자가 원하는 가정용 로봇의 기능을 맞춤 설정할 수 있습니다. **DIY 가정용 로봇 활용 예시** - "사용자의 기상시간에 맞춰서 잠을 깨워주는 가정용 로봇" SmartThings App에서 자동 규칙을 생성하여 기상 시간이 되면, DIY 가정용로봇이 침대 옆으로 와서 사용자를 깨울 수 있습니다. - "가족 구성원이 올 때 현관에서 반겨주는 가정용 로봇" SmartThings App에서 자동 규칙을 생성하여 가족 구성원의 위치가 집과 가까워지면, DIY 가정용로봇이 현관 앞으로 와서 구성원을 반길 수 있습니다. # 2. 준비물 하드웨어 준비물 - 라즈베리파이3 - (TIZEN 설치된) Micro SD 카드 8GB *설치 방법: https://developer.tizen.org/development/iot-preview* - Arduino Uno – [구매 링크](http://mechasolution.com/shop/goods/goods_view.php?goodsno=194&category=) - High-toque 서보 모터 2개 - [구매 링크](http://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1324845) - Micro 서보 모터 2개 – [구매 링크](http://mechasolution.com/shop/goods/goods_view.php?&goodsno=9155) - 보조 배터리 – [구매 링크](https://www.coupang.com/vp/products/122754141?itemId=364095098&vendorItemId=4201768746&q=%EC%83%A4%EC%98%A4%EB%AF%B8+%EB%B3%B4%EC%A1%B0%EB%B0%B0%ED%84%B0%EB%A6%AC&itemsCount=36&searchId=a3f5278147364acb8b870cf3d3ac7747&rank=0) - 무선충전패드 (선택 사항) **와이어링 준비물** - M/M 점퍼 케이블 (2.54mm 헤더 용) - M/F 점퍼 케이블 (2.54mm 헤더 용) - Micro-5핀 USB 케이블 - 와이어 스트리퍼 - 열 수축 튜브 - 인두기 및 실납 ㅤ **외관 제작용 준비물** - 투명 3T 아크릴 판 - 아크릴 판은 아래의 도면으로 레이저 커팅하여 준비 *레이저 커팅 장비가 없을 경우 MDF 나무 합판과 CNC 밀링 장비로 대체 가능* - 3D 프린터 결과물 (TIZEN IoT Head, Body, Ear, 먼지통, 아두이노 서포터) - 플렌지 베어링 (F623ZZ/내경3mm,외경 10mm,두께 4mm) 12개 - [구매 링크](https://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1241374) - M3 너트 6개 - M3 볼트 8mm 2개 - M3 볼트 12mm 6개 Adobe Illustrator 도면 : https://www.dropbox.com/s/gjvwjo5qj9g1ovw/LaserCutting.ai?dl=0 3D Modeling 도안(.stl) : https://www.dropbox.com/sh/858a7jsfjrdhi8a/AADtnCLSAYnrcdpY9zFCm5LAa?dl=0 # **3. 프로젝트 생성하기** SmartThings 개발자 Worskpace와 TIZEN Studio에서 DIY 가정용 로봇 프로젝트를 생성해줍니다. (SmartThings 기기 등록 및 TIZEN 프로젝트 생성 과정 설명: [링크](https://craftroom.tizen.org/diy_iot_tutorial2/)) ㅤ (1) SmartThings 기기 등록하기 : https://devworkspace.developer.samsung.com/ 본격적인 개발에 앞서 SmartThings 개발자 Workspace에서 제작하고자 하는 기기의 정보를 등록해 줍니다.  > 기기 프로파일 설정 Device profile name: DIY_Homebot Vendor ID: DIY_Homebot_001 Description: A DIY home robot to customize the shape and feature user wants via smartphone and voice commands Device type: Others Components : Switch - turn a device on and off / Switch Level – Control the brightness of lights Dashboard state / Dashboard command: Switch  > 기기 등록 설정 Connection type: Directly connected device Device name: DIY_Homebot Display name: DIY_Homebot Device profile: DIY_Homebot 이후 Device onboarding information을 정의한 뒤, self-publish를 완료하여 SmartThings 기기 등록 과정을 완료합니다. **(2) TIZEN 프로젝트 생성하기** TIZEN 스튜디오를 실행시켜 새로운 프로젝트를 생성해 줍니다.  > 프로젝트 설정 Profile & Version: Custom / IoT-headless v4.0 Application type: Native application Template: Headless things app Project name: DIY_Homebot Device/Platform : Others Device name: DIY_Homebot Setup ID: match with onboarding ID Vendor ID: DIY_Homebot_001 Manufacturer Name: match with MNID in your Samsung account Resource/Property: x.com.st.powerswitch / oic.r.light.dimming # **4. 어플리케이션 업로드하기** 앞서 생성한 DIY 가정용 로봇 TIZEN Studio 프로젝트에 아래의 과정을 거쳐 어플리케이션을 불러어고 라즈베리파이3 에 업로드해줍니다.  > 프로젝트 폴더 내 tizen-manifest.xml 파일을 실행시켜 나오는 TIZEN manifest 에디터에서 사진과 같이 <privilege>http://tizen.org/privilege/peripheralio</privilege>를 추가해줍니다.  > https://www.dropbox.com/sh/1402f8m05bvvi3u/AAC3PCuuUsX3zfBwZVyxHKrqa?dl=0 에서 3개의 파일을 다운로드 받은 뒤, TIZEN 스튜디오의 workspace 폴더 내 생성된 DIY_Homebot 프로젝트 폴더를 찾아, 다운로드 받은 파일의 압축을 풀어 나온 GPIO.h 파일은 inc 폴더로, 나머지 두개의 파일은 src 폴더로 넣고 덮어 씌웁니다.  > Project Explorer에서 DIY_Homebot 프로젝트를 마우스 오른쪽 클릭한 뒤, 'Build Signed Package’를 눌러줍니다.  > 이후 라즈베리파이3 와 타이젠 스튜디오를 SDB를 통해 연결한 뒤, Project Explorer에서 DIY_Homebot 프로젝트를 마우스 오른쪽 클릭하고 'Run As - 1.Tizen Native Application’를 실행하여 어플리케이션을 라즈베리파이3에 업로드 해줍니다. (SDB 연결 방법: [링크](https://craftroom.tizen.org/diy-iot-%ED%8A%9C%ED%86%A0%EB%A6%AC%EC%96%BC-1-%EA%B0%9C%EB%B0%9C%ED%99%98%EA%B2%BD-%EC%84%A4%EC%A0%95%ED%95%98%EA%B8%B0/)) # **5. 아두이노 설정하기**  > https://www.dropbox.com/s/nhxfsjtn1574gla/URP_1209.zip?dl=0에서 아두이노(.ino) 파일을 다운받고, 컴퓨터에 아두이노를 연결합니다. 그리고 Tool – 보드/포트를 열어 연결한 아두이노가 맞는지 확인하고 업로드합니다. # **6. 하드웨어 제작하기** 아래의 사진 순서에 따라 하드웨어를 제작합니다. DIY 가정용 로봇은 로봇청소기, 스마트폰, TIZEN IoT로 이루어져있고, 아래의 과정에서 말하는 하드웨어는 TIZEN IoT의 외형과 이를 로봇청소기에 고정시켜주는 부품을 뜻합니다.  > 프린트한 Supporter를 활용하여 아두이노와 라즈베리파이를 결합합니다. >  > 플렌지 베어링을 활용하여, 프린트한 결과물과 레이저 커팅한 아크릴의 일부를 조립합니다. >  > 남은 아크릴 부품과 서보모터를 체결하고 하드웨어를 완성합니다. >  > Head 뒷면에 Ear가 탑재된 Micro-서보모터를 장착하고 회로를 제작합니다. > **참고)**    > 로봇청소기의 기존 먼지통 대신 프린트한 먼지통을 끼웁니다. >  > 새로운 먼지통을 장착하고 앞서 만든 하드웨어를 슬라이드 방식으로 체결합니다. > # **7. 테스트** 만든 DIY 가정용 로봇 (TIZEN IoT, 로봇청소기)를 전원에 연결한 뒤, SmartThings 어플리케이션에 설치하여 테스트합니다.  > 완성된 모습 >  > 스마트 폰의 SmartThings 어플리케이션을 킨 뒤, '디바이스 - 디바이스 추가’를 눌러줍니다. 검색 목록에서 DIY를 선택하여 설치해줍니다.  > SmartThings App내 기능인 모드와 자동실행 규칙을 활용하여 다양한 로봇의 기능을 만들고 사용할 수 있습니다. (자동화 규칙 및 음성 제어 설정 방법: 링크) > @[youtube](https://youtu.be/cCMXaH9BfKY) @[youtube](https://youtu.be/kDxp7eS4G1Q) # **8. 마무리** 본 게시물에서는 사용자가 직접 형태와 기능을 맞춤 설정할 수 있는 DIY 가정용 로봇의 제작 과정을 소개하였습니다. 또한, 제작과정 뿐만 아니라 쉽게 활용할 수 있는 기능들을 점차 보완할 예정입니다. 이러한 재밌는 시도는 여러 IoT 기기를 쉽게 조합하고 활용할 수 있는 SmartThings App 내의 좋은 기능이 있기에 가능합니다. 하지만, 이런 활용법을 위해 만들어진 것이 아니기 때문에, 본 로봇을 유용하게 쓰기에는 아직 어려움이 있습니다. DIY 가정용 로봇을 개발하면서 느꼈던 SmartThings의 개선 방안들을 공유합니다. 이러한 점들이 개선된다면 누구나 쉽고 재밌게 DIY 가정용 로봇를 제작하고 활용할 수 있을 것이라고 기대합니다. **개선 방안** - 본 게시물에서는 로봇청소기를 활용하여 가정용 로봇의 기동성을 구현하였습니다. 하지만, SmartThings App 내의 로봇청소기 기능은 청소에 초점이 맞추어져 있어 가정용 로봇을 자유롭게 움직이게 하기엔 어려움이 있습니다. -- 첫 째, 회전 버튼은 "청소 시작 - 회전 - 청소 정지"가 실행되어 연속적으로 누를 수 없습니다. 하지만, 리모컨의 회전 버튼은 누르는 만큼 연속적으로 회전운동을 합니다. 마치 RC카를 조종하듯 App으로도 자유롭게 움직일 수 있는 방법이 있길 기대합니다. -- 둘 째, 리모컨으로 할 수 있는 레이저 포인팅 기능은 로봇 청소기의 움직임을 보다 자유롭게 합니다. 하지만, SmartThings App으로는 기능을 활용할 수 없었습니다. 이 점을 보완할 수 있는 기능이 App에 추가되길 기대합니다. - 로봇의 다양한 감정표현을 구현하기 위해 Switch Level의 1~100 밝기 값을 4등분하여 1~25일 때 신난 모습, 26~50일 때 리듬 타는 모습 등으로 로봇을 조작하였습니다. 이는 Toggle 형태의 Switch 기능이 하나만 탑재할 수 있기 때문에 차선책으로 선택한 방법입니다. TIZEN IoT를 개발할 때 하나의 Component를 여러 개로 탑재할 수 있길 기대합니다. - 본 로봇은 모터로 감정표현을 합니다. 로봇의 디스플레이로 활용하려고 했던 스마트폰에 비록 로봇 눈의 사진을 띄웠지만, 감정 표현에 맞게 눈이 움직이지 않아 아쉬움이 있었습니다. SmartThings App내에서 사용자가 직접 Interactive한 화면을 제작할 수 있는 기능이 있길 기대합니다. - 스마트폰을 올려놓고 사용하는 가정용 로봇이기 때문에, 원격으로 빅스비 호출, 모드 실행하는 경우가 많습니다. 현존하는 방법은 가까운 곳에서 음성으로 빅스비 호출, U-Flex와 같은 블루투스 무슨 이어폰으로 호출할 수 있는 버튼이 있습니다. SmartThings의 모드를 원격으로도 실행할 수 있는 기능이 생기길 기대합니다. 본 게시물에서는 특정 형태와 기능으로 제작 과정을 설명했지만, 자신이 원하는 형태와 기능으로 DIY 가정용 로봇을 제작할 수 있습니다. 하나뿐인 자신만의 가정용 로봇 제작을 시도해보면서 여러가지 로봇 형태와 활용 방법들이 Craftroom에서 공유되면 재밌을 것 같네요! 즐거운 경험이 되길 바라요.