Line Tracer micro:bit
-마이크로 비트로 제작하는 라인 트레이서-
-마이크로 비트로 제작하는 라인 트레이서-
☑️작동 원리 : 라인 트레이서 by micro:bit
✔️센서 감지: 5채널의 적외선 센서가 바닥의 반사율 차이를 감지합니다. 흰색 바닥은 빛을 많이 반사하고, 검은색 선은 덜 반사합니다.
✔️데이터 처리: 센서가 감지한 데이터를 마이크로컨트롤러(예: Arduino)가 처리합니다.
✔️모터 제어: 선을 벗어나면 바퀴의 속도나 방향을 조절하여 다시 선 위로 복귀합니다.
☑️제작 구성 요소
센서: 적외선 센서 5채널 활용
마이크로 컨트롤러: 이번 프로젝트에서는 Micro:bit를 사용함
모터 및 바퀴: DC 모터 중 Mini N20- 기어 설계에 따라 RPM 차이가 있음
프레임: 카드보드(E골 골판지 활용 프로토 타입 설계) ➡️ Rdworks 아크릴 디자인 설계
확장 보드: 로봇 비트(Robotbit)를 활용, 18650 리튬전지가 온보드 되어 있으며 충전 회로가 있어 모터를 활용하는 프로젝트에 편리하게 활용 가능
Micro:bit Expansion Board Elementary and Middle School Starter Robotbit V2.0 Python Programming 18650 Li-ion Industrial Battery
💳구매링크
☑️제작 과정
위 재료를 모아서 확장 보드, 마이크로 비트를 모두 준비한다.
E골 골판지를 활용하여 도안을 작성하고, 확장 보드 및 모터를 프로토 타입으로 제작해 본다.
제작한 E골 골판지를 보고 Rdworks 로 설계를 한다.
추후, 아크릴로 출력하고, m3볼트 규격으로 설계를 한다.
3D 모델링으로 볼캐스터를 만들고, 1cm 쇠구슬을 활용하여 볼캐스터를 완성한다.
마지막으로 I2C 통신 5채널 적외선 통신을 할 수 있고, 모터로 제어하는 코드를 설계하여 라인트레이싱을 완성한다.
알리 익스프레스에서 시킨 재료들
골판지와 확장 보드 준비
확장 보드의 볼트홀 기준으로 설계
5채널 적외선 센서 연결 방법 고려
N20 모터 지지대 연결
바퀴 연결 후 고정
M3 볼트 및 너트로 연결
사이드 라인 체킹
Rdworks로 설계 후 아크릴로 출력
출력 완료(런무어 x 바운더리 엑스)
다른 부품 모두 연결
양쪽 모터 모두 연결
볼 캐스터 3D 모델링 후 연결
볼캐스터 인쇄 후 연결
드릴링 머신으로 볼캐스터 가공
볼캐스터 연결 전 평면 촬영
5채널 적외선 센서 연결
깔끔하게 완성
라인 센서의 지면과 거리로 아크릴 밴딩
일단 완성
일단 완성
일단 완성
솔더링과 밴딩, 설계와 수정 등을 거치는 공간
☑️5채널 라인트레이싱 센서 샘플 코드(Boudary x 권현중 대표님)
☑️라인트레이서 연습 문제 다운
☑️라인트레이서 지도안 보기 및 다운
📖개발 성찰 일지: 마이크로 비트 라인트레이서의 방향성
라인트레이서의 학습의 방향성은 어디를 향해야 하는가. 단지 문제를 푸는 것에 머물러선 안 된다. 훈련이란 과정을 통해, 결국은 각자의 손끝으로 그 원리를 구현해내는 데까지 이르러야 한다. 설계 된 '라인문제' 열 개를 가지고 이를 난이도 별로 풀어내고, 스스로 코드를 튜닝하는 실습할 수 있도록 구상하고 있다. 단순한 반복이 아닌, 점진적 이해를 통한 문제해결의 맥락을 체득하게 하는 것이 핵심이다. 특히, '라인 트레이서'을 최적화하여 풀어내는 과정(라인문제 1부터 10까지.)을 통해, 추상적 개념이 구체적 구현으로 이어지는 학습의 유기적 연쇄를 경험하도록 돕고자 한다.
그리고 끝내 10번 문제까지 모든 과정을 마친 학생에게는, 한 걸음 더 나아가 ‘개별 프로젝트’로 연결될 수 있도록 진행할 예정이다. 이는 단순한 보상이 아니다. 스스로 익힌 것을 자신의 프로젝트 안에서 ‘주체적’으로 구현해보는 시간이다. 마치 모방과 실습을 넘어, 자발적 창의로 나아가는 통과의례와도 같다.학습은 결국 모방을 넘어서는 자기화의 과정이다. 나는 이 여정 속에서, 누군가가 ‘스스로’ 만든 길 위를 걸어가게 되는 순간을 조용히 기대하고 있다.
📖추후 방향성: 로보트레이스(Robotrace) in Japan에서 Korea의 문화로.
로보트레이스(Robotrace)는 검은 바닥에 흰 선 코스(최대 60m)를 누가 가장 빠르게 주행하는지 겨루는 종목입니다.
표지판과 선
첫 주행에서 선의 형상을 인식해 맵을 기억하고, 이후 주행 시 속도 최적화를 통해 주행 속도를 높입니다. 코너 진입 전에 감속하여 속도 제어도 수행합니다.(이 부분에서 기억이라는 부분이 어떤 의미인지 모르겠음😊)
총 5회까지 주행 가능, 최단 기록 기준으로 순위가 결정되는 방식으로 진행됩니다. 추가적인 기계 설계 창의성 또한 평가 항목에 포함됩니다.
고급 플레이어는 단순히 라인을 따라 달리는 것이 아니라 최적의 코스를 따라 달려야 하며, 예를 들어 좌우 연속 코스에서 거의 직진하는 것이 좋습니다. 자세한 내용은 로봇 경주 대회 규정(사이트 참고)을 참조해 주십시오. 구체적으로 설명하면 참가자들은 한 시간 동안 다섯 번 달릴 수 있으며, 세 번 중 가장 빠른 기록을 놓고 경쟁합니다. 평가 대상으로는 속도뿐만 아니라 항공기 제작에 있어 독창적이었다는 사실도 평가합니다.
지름길의 예
이 대회는 로봇 메커니즘과 제어 기술의 기초를 배우는 데 높은 교육 효과를 지니며, 중고등학생들의 교육 이슈로 주목받고 있으며, 학교 단위의 참여도 증가하고 있습니다. 게다가 자기계발에 참여하는 최상위 엔지니어들의 사례가 점점 더 많아지고 있습니다.