USBISP MK2 http://www.devicemart.co.kr/1077889



AVR 프로그래머를 하나 구매하였는데, 펌웨어와 드라이버가 좀 까다로운 듯...
판매사에서 제공하는 가이드를 보면 사용하는 프로그램의 버전과 호환성이 상당히 까다롭다..


그래도 가이드가 잘 나온 편이니 하라는대로 하면 되겠지만... 나는 맥에서 사용하고 싶었음.

잘 이해가 안가서 해결하는데 상당히 오랜 시간이 걸렸고, 정확한 인과관계가 맞지 않을 수도 있지만,,, 여튼 해결했다.

참고로 내가 구매한건 Olimex 사에서 만든 AVR-ISP-MK2 의 호환 혹은 동일 모델이다.


* 참고로 내가 젤 헤맸던 부분인데, 맥에서 시리얼 포트로 잡히지 않는다! (/dev/cu.usbmodem###, /dev/tty.usbmodem###, /dev/ttyUSB0 등)

이렇게 잡히는 사람도 있는 것 같은데, 나의 경우엔 시리얼 포트가 생성되지 않았지만 사용이 가능했다. (물론 시스템 리포트 등으로 확인시 정상 인식)

아마 mcu에 부트로더 등을 올려야지만 인식이 되는게 아닐까.. 싶다.


1. CrossPack 설치

맥에서 AVR 크로스 컴파일 용으로 CrossPack (https://www.obdev.at/products/crosspack) 이라는 개발킷이 존재한다.
다운받아서 설치해주자.

CrossPack is a development environment for Atmel’s AVR® microcontrollers running on Apple’s Mac OS X, similar to AVR Studio on Windows. It consists of the GNU compiler suite, a C library for the AVR, the AVRDUDE uploader and several other useful tools.


2. AVRDUDE 패치

컴파일된 바이너리를 avr로 업로드할때 사용되는 avrdude...
뭐가 문제인지는 모르겠지만, CrossPack 에서 설치해주는 avrdude 6.0.1 버전은 호환이 되지 않는다.

5 버전을 사용하거나, 6 이상 버전에 패치를 적용해주어야 한다.
작성시점 기준으론 5.11.1 혹은 6.3 버전.

avrdude 의 소스코드는 http://download.savannah.gnu.org/releases/avrdude/ 에서 다운받을 수 있다.


의존성 설치

Homebrew 를 이용해서 의존성을 먼저 설치해주자.
(참고로 homebrew 에서 avrdude 최신버전(6.3)을 제공하지만, 마찬가지로 패치가 필요해서 작동하지 않는다.)

brew install libusb libelf libftdi0 libhid

참고로 위 패키지들을 설치하지 않아도 진행은 가능하나, 컴파일된 바이너리 사용시
avrdude was compiled without usb support. 라고 뜨면서 실질적으로 사용이 불가능하다.


컴파일에 필요한 패키지도 설치하자.
brew install autoconf automake


AVRDUDE 5

위 주소에서 5 버전 소스코드를 다운받고 압축을 해제하자. 나의 경우엔 avrdude-5.11.1.tar.gz

해당 폴더로 이동한 후 다음 명령어들을 차례로 입력해준다.

./bootstrap
./configure
make

이후 make install 을 해주면 /usr/local/bin/avrdude 로 바이너리를 옮겨준다. (다른 것도 몇개 같이 옮김)


AVRDUDE 6

마찬가지로 위 주소에서 6 버전 소스코드를 다운받는다.

폴더로 이동한 후 Olimex 에서 제공하는 패치(https://www.olimex.com/Products/AVR/Programmers/AVR-ISP-MK2/resources/endpointdetect_pass1.patch) 도 다운.

cat endpointdetect_pass1.patch | patch -p0 

위 명령어로 패치를 진행한다. (사실 난 안해봐서 안될 수도.)


이미 패치된 코드도 https://github.com/brettyhale/AVR-OSX-and-Olimex-ISP-MK2 여기서 내려받을 수 있다.


이후 컴파일은 위 AVRDUDE 5 와 같은 순서로 진행하면 됨.


작동 확인

avrdude를 컴파일한 후 해당 디렉토리에서
./avrdude -n -vvv -c avrispmkii -p atmega128 -P usb -C ./avrdude.conf
로 잘 작동하는지 테스트해볼 수 있다.

*MCU 가 atmega128 이 아니면 적당히 수정해주자.


잘 작동한다면 아래 접어둔 것과 같은 로그가 표시된다



3. USBISP MK2 펌웨어 교체

나는 헤매는 과정에서 진행했는데, 만약 판매사가 처음부터 이 펌웨어로 발송을 해준다면 진행할 필요가 없다.

여튼 맥에서 사용하기 위해선 libusb+avrdude용 USBISP 펌웨어로 교체가 필요하다.


펌웨어는 마찬가지로 Olimex 의 홈페이지에서 다운로드 가능.
https://www.olimex.com/Products/AVR/Programmers/AVR-ISP-MK2/open-source-hardware


Software 쪽에 보면 Firmware files and drivers for older AVR/Atmel Studio and/or Arduino/AVRDUDE 항목이 있다.
직링은 여기 - https://www.olimex.com/Products/AVR/Programmers/AVR-ISP-MK2/resources/AVR-ISP-MK2-Firmware-WindowsDrivers.zip


압축을 풀면 Firmware_Drives/FIRMWARE-FOR-AVRDUDE-LIBUSB/libUSB-AVRISP-MKII.hex 파일이 있다.
해당 파일을 USBISP MK2 에 업로드 해주면 된다.


방법은 내가 구매한 제품 기준으로,

1. 플라스틱 케이스를 벗긴다.

2. JP1 의 스위치(?)를 Normal 에서 Up 으로 변경하고 컴퓨터와 연결

3. dfu-programmer 컴파일 및 사용 (http://blog.iolate.kr/257) 게시글을 참고하여 펌웨어 업로드 진행
        나의 경우 기기종류는 AT90USB162

4. JP1 스위치를 다시 원상태로 돌리기

하면 끝.



4. 프로젝트 생성, 컴파일, 업로드

CrossPack 에서 설치된 avr-project 명령어로 프로젝트 템플릿을 생성할 수 있다.
avr-project FirstProject

이러면 아래와 같이 프로젝트를 생성해준다.

FirstProject
├── firmware
│   ├── Makefile
│   └── main.c
└── FirstProject.xcodeproj

xcode 프로젝트로 생성해주는 것 같은데... 난 그냥 커맨드라인에서 계속 작업했음.

firmware/main.c 파일을 작성하면 된다.


컴파일을 하기 전에 Makefile 을 수정...

20, 21번째 라인에서 DEVICE, CLOCK 을 내가 사용하는 mcu 에 맞게 수정해준다.

나는
DEVICE     = atmega128
CLOCK      = 16000000

이렇게 수정했음.

FUSES 도 
FUSES      = -U hfuse:w:0xd9:m -U lfuse:w:0xff:m
로 수정하였는데 퓨즈비트를 자세히 모르니 패스.


Programmer 쪽도 수정을 해줘야하지만, Makefile의 주석이 권장하는 방법대로 하자.

~/.avrduderc 파일을 생성하고

default_programmer = "avrispmkii";
default_serial = "usb";

이렇게 입력해준다.


이후 make 로 컴파일,

혹은 make flash 로 컴파일 및 업로드 할 수 있다.

make fuse 가 퓨즈비트 설정인 것 같지만 난 안써봤음.


잘 작동하면 성공!


Atmel 칩에 펌웨어를 업로드를 할때 사용할 수 있는 dfu-programmer.

윈도우는 Flip 을 사용한다지만, Flip이 맥을 지원하지 않는다.

공식 홈페이지는
https://dfu-programmer.github.io/


brew에 있는 것 같다.

brew install dfu-programmer 로 설치.


소스코드를 다운받아 컴파일/설치하고 싶다면 아래 참고.


펌웨어 업로드는 아래 명령어를 차례로 사용하면 된다.

sudo dfu-programmer 기기종류 erase
sudo dfu-programmer 기기종류 flash 펌웨어파일.hex
sudo dfu-programmer 기기종류 reset

아두이노를 많이 사용하다보니, 아두이노말고 AVR 보드를 구매해서 직접 사용해보고 싶었다.



일단 우노와 동일한 ATMEGA328P-PU 사용해보기로 결정.


원랜 아두이노 회로에 포함되어 있던 캐패시터나 크리스탈 등등이 필요해지는데.. 모르니 열심히 구글링을 해서 찾아보았다.



우선 circuito.io 라는 멋진 사이트를 발견! ATMEGA328P-PU 를 선택하면 위와 같이 회로를 구성해준다.


FTDI나 어댑터 같은건 생략을 하고, 디바이스마트에서 해당 부품을 찾아보았다.


 종류

상세 

 갯수

 개당 가격

 링크 (디바이스마트)

 MCU

 ATMEGA328P-PU

 1

 3,000

 http://www.devicemart.co.kr/1059191

 저항

 10kΩ ±1% 1/4W

 1

 20

 http://www.devicemart.co.kr/2034

 크리스탈

 16MHz 20pF 

 1

 -

 -

 크리스탈 

 16MHz 18pF

 1  http://www.devicemart.co.kr/72
 세라믹 캐패시터

 22pF

 2

 15

 http://www.devicemart.co.kr/1378

 세라믹 캐패시터

 20pF

 2 15 http://www.devicemart.co.kr/1379
 세라믹 캐패시터

 100nF(0.1uF)

 2

 30

 http://www.devicemart.co.kr/1343

 전해 캐패시터

 1uF / 50V

 1

 20

 http://www.devicemart.co.kr/1315

 리니어 레귤레이터

 L7805 LDO 5V 1.5A

 1 - -

 리니어 레귤레이터

 L7805CV

 1 759 http://www.devicemart.co.kr/1026440



동일하거나 최대한 비슷한 것을 골라보았음.

circuito.io 에 나온 부품이 없거나 기타 이유로 대체 선택한 부품은 하늘색으로 칠해두었다.

가격은 구매갯수에 따라 조금 다를 수 있음.

또한 최소 구매 갯수때문에 실질 지출 또한 달라질 수 있고 + 부가세 10% 붙여야함.


크리스탈은 해당 부품이 없어서 대체선택이고, 22pF 캐패시터와 LDO를 왜 저렇게 선택했는지는 아래 내용 참고.



자, 이러면 대충 4,300원이면 제대로 작동하게 하나 만들 수 있다.


그런데 디바이스마트 아두이노 호환보드를 보면 ATMEGA328P 를 사용하는 프로미니나 나노가 3100~4500원에 판매되고 있다....

하... 해보지 말까...



세라믹 캐패시터

크리스탈의 경우 circuito.io 에 나온 크리스탈은 Load Capacitance 가 20pF 인데, 디바이스마트에는 18pF 밖에 없었음.

찾아보니 계산식은 아래와 같았다. 


CL = (Cext * Cext) / (Cext + Cext) + Cint + Cstray

Cext = 2 * (CL - Cint - Cstray)


참고1: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=23397.msg176828#msg176828

참고2: http://dokkodai.tistory.com/98


각각이 뭔지 자세한 설명은 나도 모르니 패스하고,(ㅠㅠ)

CL이 20pF 일때 역산을 해보고, 그를 통해 18pF 일때 Cext 를 계산해보면 20pF 가 되는 것 같았다.

별 차이 없어보이지만, 난 뭐가뭔지 잘 모르니까 일단 둘 다 구매했다. 써보면 알겠지...



리니어 레귤레이터

L7805 는 검색해보면 종류가 다양한데..

일단 패키지 종류가 딱 티가 나니 먼저 나눠보도록 하자.


TO-220FP의 FP는 풀팩, 히트싱크가 없고 풀몰딩으로 완전히 절연된 패키지라고 한다.

어떤 장단점이 있는지 잘 모르겠으니 그냥 TO-220 선택.



그러면 디바이스마트에 L7805(CV, ACV, CV-DG, ABV) 4개...의 제품이 나오는데..


L7805 의 개량으로 L7805C, L7805AB/AC 시리즈가 있다. L7805 는 더이상 판매되지 않는 듯?

L7805AB/AC 는 데이터시트 상으로 TJ 값에 따라 나뉘는데.. 테스트 온도 환경이 아닐까 싶고

L7805AB는  -40 ~ 125°C, L7805AC는 0 ~ 150°C 라고... 으..응...

참고로 L7805C 는 -55 ~ 150°C


다른 데이터 항목은 잘 모르겠지만, Output Voltage 의 min/max 범위가 L7805AB/AC 가 L7805C 에 비해 아주 조금 더 좁다.

더 정밀하다는 소리겠지...?


그리고 dimension 에 따른 파트번호가 나뉘면서 V가 끝에 붙는다.(다른 기호면 크기가 조금 다를 수 있음)

L7805C -> L7805CV

L7805AB/AC -> L7805ABV, L7805ACV


이렇게 나뉘니, L7805CV-DG 빼곤 차이점에 대한 궁금증이 해결.

CV-DG 는 귀찮으니 그러려니 하고 패쓰...


결과적으로, 별 차이 없다.

제일 저렴한 L7805CV 를 선택하도록 하자(?)


Long Range 의 약자인 LoRa.

저전력 장거리 통신이 가능한 프로토콜로, 국내에선 SK가 LoRaWAN 망을 구축하여 서비스 중이다.


LoRaWAN 은 LoRA PHY, 즉 물리적 통신 프로토콜을 기반으로 암호화, 노드 관리 등을 가능케하는 프로토콜이다.


SK의 LoRaWAN 는 비용도 들고 이래저래 번거로운 점이 많았고, 일단 LoRa 모듈 자체를 사용해보고 싶었다.

(SK LoRa 모듈도 가지고 있기 때문에 언젠가 기회가 있다면 테스트를...)



aliexpress 에서 구매한 sx1276 모듈. 내가 구매한 링크는 여기.

한국에서는 915MHz 를 사용하면 된다.


구매하면 구매자가 친절히 이런저런 데이터시트 등을 메일로 보내주는데.. 딱히 필요없었다.

내가 구매한 17년도 12월엔 $16.48/2개 였는데, 글 작성 시점에는 $13.11/2개 정도.


송수신이 가능하므로 2개 이상이 있으면 된다.


LG01-S 등 LoRa Gateway 같은 것도 판매는 하는데, 얘들은 그냥 LoRa 모듈과 인터넷 연결을 편하게 해뒀을 뿐 꼭 필요한건 아니니 당장은 필요없음.




핀간격이 빵판용이 아니라 납땜이 좀 많이 귀찮다.

SPI 통신을 사용하며, 전원과 수신용 인터럽트 핀(DIO0)까지 총 8개가 필요하다.

인터럽트 핀을 생략한다면 7개 핀으로 가능.


동봉된 안테나까지 납땜을 하면 완성!



나는 두개의 아두이노 UNO 와 연결을 하였고,

LoRa 모듈의 작동 전압은 3.3v 이지만, 그동안 경험상 전원만 3.3v 에 물려주면 별 문제가 없었으니 그냥 진행했다.


Arduino Uno 

 LoRa sx1276

GND

GND 

 13

SCK

 12

MISO 

 11

MOSI 

 10

NSS 

 2

DIO0 

 3.3V

VCC 

 8

NRESET 


검색해보니 5v circuit 출력 3.3v circuit 입력의 경우에만 전압 조정을 해주면 된다고 하던데 난 저항 등을 달았을 경우 오히려 작동이 안되어서 전부 바로 연결하였음.


아두이노 라이브러리는 Sandeep Mistry의 LoRa 를 사용하였다. Arduino 라이브러리 매니저에 있지만,

링크는 https://github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa


코드야 예제코드가 잘 만들어져이으니 참고하면 됨.


나의 경우 송신/수신 나눠서 테스트를 하였고, 송신부가 두번째 LoRa.endPacket() 이 무한 blocking 되는 문제가 있었다.

그냥 모듈 두개를 서로 바꿔주니 해결이 되었음.. 아마 납땜과정에서 모듈 하나가 송신이 안되는 불구가 된 듯하다ㅠㅠㅠ




거리 테스트..

송신기를 건물 안에 두니 밖으로 나가면 바로 안되어서, 야외에 두고(71m 거리 태그가 있는 곳) 움직여보았다.


안테나가 별로인건지, 내가 잘못 납땜한건지 여튼 저 정도 거리까지만 수신이 되었음...ㅠ

송신기를 좀 높은 곳에 두고 안테나를 잘 세팅한다면.... 더 잘되지 않을까 기대를 해본다.


일단 통신이 되긴 했으니 만족!

자판기를 만들고 싶어서, 일단 지폐인식기를 구해보았다.


일반적으로 아두이노 관련 제품을 파는 쇼핑몰에서는 구할 수 없고, 오락기나 자판기 부품을 판매하는 업체 등에서 구할 수 있는데

중고나라에 자주 올라오니 중고나라에서 구매하는 것도 좋은 방법.


나는 마침 중고나라에 올라온 GBK-PS500 이라는 제품을 구매하였는데, 기억은 안나지만 개당 2만원 정도에 구매했던 것 같다.



이렇게 생긴 친구이며, 좌측에 MOLEX 53015 10P 커넥터가 달려있고, 우측에 있는 DIP 스위치로 신호 출력방식, 지폐 권종 등을 조절할 수 있다.


문제는 중고로 샀더니 정말 제품만 덜렁왔고... 커넥터에 맞는 케이블을 구하기가 어려웠다.

그러다 모 쇼핑몰에서 동일 제품을 판매하는걸 발견했고, 옵션 상품에 케이블을 판매하길래 전화로 별도 구매 성공!

링크는 여기 http://smartpon4989.com/item.php?ct_id=18&id=F154916030


다만 전원과 VEND1 출력만 연결된 3선 케이블이라고 한다.

3개만으로도 작동을 하니까 파는거겠지.. 하면서 일단 받았다.


전원 연결을 하면 지폐인식이 매우 잘 되는건 확인.

이제 신호를 받아야하니 이전에 사뒀던 DSO138 에 물려서 확인해보았다.




(내가 쓸줄 몰라서 그러는건지.. 뭔가 이쁘게 딱 보이진 않았지만...)

사진에 보이다시피 펄스가 주기적으로 계속 나오다가, 지폐가 입력되면 100 ms 동안 LOW 신호가 1000원 단위로 출력되는 구조였다.

앞에서 얘기했듯이 DIP 스위치로 1000원 당 펄스 횟수(1~10,11,12,15,20)를 조절할 수 있고, 펄스길이(100ms / 50ms)도 조정가능함.

지폐가 인식이 안되어서 반환이 되었는지, 현재 지폐 인식 중인지 등의 정보도 받을 수 있는 것 같지만 선이 연결 안되어있으니 일단 패쓰.

아날로그 신호다 보니 노이즈가 들어오면 돈이 잘못 인식될 수도 있을.. 것 같지만 3선밖에 없어서 검증루틴 같은걸 추가하기도 곤란하다. 그냥 배선을 잘 해두는 수밖에.


여튼 아두이노 코드로는 간략히 아래와 같이 작성하였다.

(이제보니 purseIn 이라는 내장 함수가 있네... 다음에 깔끔하게 고쳐보는걸루...)



100ms 의 경우 만원권 등을 넣었을때 그만큼 인식에 시간이 걸리기 때문에, 50ms 로 줄여도 된다. 그 경우엔 조건문을 조금 수정해야할 듯.


여튼 일단 잘 됨!


추가로, LCD 같은 부품을 사용해서 아두이노가 loop 한번 돌때 걸리는 시간이 길어진다면, 펄스 신호를 제대로 체크할 수 없기 때문에 제대로 작동하지 않을 수도 있다. 알..아서 잘 해결해보자ㅎㅎ



+ INHIBIT 포트를 LOW 로 주면 지폐를 받지 않는다.

ESCROW 는 모르겠음

Ebay 등에서 저렴한 아두이노를 사면 문제가 하나 있는데, 바로 드라이버 인식이 바로 안된다...


본래 사용되는 FT232RL 등의 USB 칩은 인증이 되어있거나 이미 탑재된 경우가 대다수인데,

자체 정책으로 $3 이하로는 못판다나 뭐라나..


여튼 그래서 중국에서 CH340, CH340G or CH341 등의 칩셋을 대신 사용하는데, 이 경우 Windows 건 Mac 이건 따로 커널 드라이버를 설치해줘야함은 물론 signing 도 받지 않아 여러 경고문..을 볼 수가 있다.


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수정.


https://tzapu.com/ch340-ch341-serial-adapters-macos-sierra/


이 주소에서 드라이버를 받으면 rootless 를 끄지 않고도 인식 및 사용가능!

sierra 이후는 아래 방법으로 진행하면 연결시 커널패닉.. 이 일어난다.

그냥 윗 링크에서 받아서 사용하자.


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Mac 의 경우 rootless 기능이 생기면서 좀 곤란해졌는데, 쉽게 말해 rootless 를 끄지 않으면 사용할 수 없다..


커널 익스텐션 체크만 끌 수 있다는게 다행이면 다행이려나..


여튼,

1. 재부팅하면서 Cmd+R 을 눌러 복구모드로 진입한다

2. 터미널을 실행한다

3. csrutil enable --without kext

4. 재부팅



참고:

http://tzapu.com/making-ch340-ch341-serial-adapters-work-under-el-capitan-os-x/


드라이버 (for MAC):

http://www.wch.cn/download/CH341SER_MAC_ZIP.html

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