부제: 스마트 핸드 컨트롤러(Smart Hand Controller, SHC) 제작기
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OnStep을 이용하여 ATZ 경위대를 GOTO 가대로 만들면서 고려했던 사항은 노트북이나 휴대폰을 이용하는게 아닌, 유선 컨트롤러를 쓰는 방식이었습니다. Wemos d1 r32을 사용하면 기본적으로 블루투스가 연결이 되고, Wifi모듈을 추가하면 Wifi로도 가능합니다. 개인적으로 단촐한 장비 구성이라면, 딸깍거리는 버튼을 누르는 컨트롤러의 느낌이 좋습니다.
ESP32를 이용한 SHC
ESP32 보드를 사용하여 SHC를 제작하는 것은 아래 링크에 잘(?) 설명되어 있습니다.
https://baheyeldin.com/astronomy/onstep-esp32-smart-hand-controller-shc.html
OnStep ESP32 Smart Hand Controller SHC | The Baheyeldin Dynasty
In December 2018, Dave Schwartz completed a design for a Smart Hand Controller (SHC) for the OnStep open source telescope controller. After completing the hardware, I ported the firmware for it, from the Teensy 3.x to the lower cost ESP32. Here is a video
baheyeldin.com
wemos d1보드와 CNC v3 쉴드를 구매할 때, 값 싼 ESP32 보드와 1.3인치 OLED, 몇 십원짜리 버튼 7개를 구매합니다. 본래 위 링크에 설명된 PCB 보드를 몇 달러에 제작하고, 해당 부품들을 사서 조립하면 편할 수 있습니다. 저는 그냥 최소한의 금액만 쓰고, 가급적 갖고 있는 것들을 가지고 제작해보자 하여 SHC에는 앞서 언급한 ESP32, OLED, 버튼 딱 3가지 항목만 구매했습니다. 실은 별 계획과 생각없이 부품을 구매하여, 나중에 필요한 부품 몇 개는 부품 값보다 배송료가 더 나가는 상황이 되었습니다. 저항과 캐패시터는 갖고 있던 걸 사용하고, 아무 계획없이 제작을 시작합니다.
회로도는 대체 어떻게 읽는건가
일반 저항을 사용하는 아래 링크의 설계를 기반으로 필요한 것만 구현했습니다.
https://oshwlab.com/hujer.roman/onstep-shc
OnStep SHC ESP32 by dschwartz - modification for axial resistors - EasyEDA open source hardware lab
A re-implementation of the OnStep Smart Hand Controller (SHC) using the ESP32 MCU and my modification for axial resistors (resistors values not critical 2k2 ~ 4k7 is testeds)
oshwlab.com
회로도를 어떻게 보는 것인지 몰라서, PCB 기판과 다른 사람들이 만든 사진들을 비교해가면서 이해했습니다.
ST4 연결하는 RJ12 단자가 2개 있어서 처음에 당황했습니다. 하나는 오토가이딩 때 쓰는건가? 추측하면서 일단 제게는 필요없으니 과감히 제거하기로 합니다.
그러다보니 PCB 없이 제작하는 다음 버전과 비슷한 면이 있습니다.
https://www.thingiverse.com/make:978956
Thingiverse - Digital Designs for Physical Objects
Download files and build them with your 3D printer, laser cutter, or CNC. Thingiverse is a universe of things.
www.thingiverse.com
위 링크는 Pin map을 수정하여 pull up 저항 없이 구현한답니다. 그냥 저는 안전하게 저항 다 달고 가렵니다.
대략적인 회로도는 위와 같습니다. 보드상에 GND는 하나만 연결되어 있지만, 실제로는 모든 GND를 다 연결해주었습니다.
일단 납땜부터
본래 설계에는 3 kΩ을 Pull Up 저항으로 쓰고 있지만 3 kΩ이 없어서 4.7 kΩ을 버튼 옆에 바로 붙여서 썼습니다. 대강 비슷하면 뭐든 된답니다.
캐페시터는 100 nF짜리를 연결했습니다.
앞선 회로도에 따라 1차적으로 제작된 SHC 기판입니다. ST4 및 전원 외에 나머지는 필요한 것들은 다 연결하였습니다.
기판 뒷 모습입니다. 납땜이 더럽게 되었지만, 뭐 나름 처음 생각했던 것보다 배선이 많지 않아서 만족합니다. 기판에 버튼들을 거의 붙여 놨더니 버튼끼리 GND 연결을 해서 배선을 하는게 단순해졌습니다.
본래 설계의 PCB를 사용하지 않은 이유는 그냥 저가로 PCB 주문하는 사이트에 가입하기 싫었습니다. 그리고 본 설계에선 RJ12 커넥터를 사용하는데, 네이버 쇼핑에서 검색되는 커넥터들이 죄다 가격이 꽤 나갔습니다. 뭐, digikey 같은데서 주문하면 싸게 구매할 지 모르겠지만, 자잘자잘한 부품들을 모으는게 은근 귀찮았습니다. 그냥 일반 랜선과 커낵터를 사용하는게 더 싸게 먹힐 것 같습니다.
대강 만들었는데, wemos d1 r32 + cnc v3 로 구현한 OnStep과 연결하여 작동됨을 확인하였습니다.
계획 없이 만든 컨트롤러, 그리고 케이스
위의 사진대로 대강 만들고 며칠 후, 케이스를 어떻게 만들지 디스플레이는 어떻게 배치할지, CNC 쉴드와 어떻게 연결할지 고민하다가 그냥 즉흥적으로 나머지 작업을 끝냈습니다.
우선 CNC 쉴드와의 연결은 일반 랜선을 이용하였습니다. 본래 랜선을 연결하는 RJ45 커낵터 단자라고 하나요? 따로 구매하기 싫어서 랜선을 한 가닥씩 따서 납땜하여 연결할까 하다가 간단하게 해결 본 방법은 다이소에서 판매되는 랜선 연결 커낵터였습니다. 1천원에 하나 구매해서 반 쪼개버리니 커낵터 단자가 2개 생기네요. 실제 부품 값은 더 저렴하겠지만, 배송비 생각하면 이 방법이 더 저렴하다 생각했습니다. 쪼갠 커낵터를 적당히 납땜하여 연결해줬습니다. 디스플레이 위치는 그냥 기판에 남은 공간에 납땜하여 붙이고, 케이스는 주말 저녁 대강대강 모델링해서 3D 프린터로 뽑았습니다. 공차를 감안해서 설계했는데 일부는 꽉 끼고, 일부는 헐렁하지만 그냥 쓰렵니다.
아래는 최종적으로 만들어진 컨트롤러 모습입니다.
cnc 쉴드 등을 주문할 때 150원짜리 버튼들을 같이 주문했었는데, 버튼 캡이 하나가 누락되어 배송되었습니다. 구매 확정을 짓고 한참 뒤에 알게 되어서, 그냥 3D 프린터로 부족한 버튼 캡을 출력해서 썼습니다. esp32 보드와 디스플레이 모듈을 기판에 서로 반대 방향으로 배치하고, RJ45 커낵터 단자를 제대로 구매해서 달았으면 더 작게 만들 수 있었을 것 같습니다.
네, 공대생의 감성을 가진 컨트롤러가 완성되었습니다. (난 이학전공했는데...?)
[취미 생활/별보기] - #1 방치된 수동 경위대를 GOTO 경위대로 만들기 (OnStep)
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