Flask를 이용하여 외부에서 DC모터 제어하기 with Android

글 작성자: 이지원🌩️

💡 초기 설정(OS 설치, 설정 등)은 되어 있다는 가정 하에 작성하였습니다.

준비물

라즈베리파이3 B+
DC모터 (혹은 기타 센서 등)
Android Studio
(선택) 테스트 기기

Flask 설치

pi@raspberrypi:~ $ sudo pip install flask

작업 디렉토리 생성

pi@raspberrypi:~ $ mkdir workspace

pi@raspberrypi:~ $ cd workspace

모터 제어 코드 작성

vi 명령어를 통해 파일 생성. 파일 이름은 적당히 지어도 무관함.

pi@raspberrypi:~/workspace $ vi motor.py

motor.py

# -*- coding: utf-8 -*-

# 라즈베리파이 GPIO 패키지 
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

# PIN 입출력 설정
OUTPUT = 1
INPUT = 0

# PIN 설정
HIGH = 1
LOW = 0

# 실제 핀 정의
#PWM PIN
ENA = 26  #37 pin
ENB = 0   #27 pin

#GPIO PIN
IN1 = 19  #37 pin
IN2 = 13  #35 pin
IN3 = 6   #31 pin
IN4 = 5   #29 pin

# 핀 설정 함수
def setPinConfig(EN, INA, INB):        
    GPIO.setup(EN, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(INA, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(INB, GPIO.OUT)
    # 100khz 로 PWM 동작 시킴 
    pwm = GPIO.PWM(EN, 100) 
    # 우선 PWM 멈춤.   
    pwm.start(0) 
    return pwm

# 모터 제어 함수
def setMotorContorl(pwm, INA, INB, speed, stat):

    #모터 속도 제어 PWM
    pwm.ChangeDutyCycle(speed)  

    if stat == FORWARD:
        GPIO.output(INA, HIGH)
        GPIO.output(INB, LOW)

    #뒤로
    elif stat == BACKWORD:
        GPIO.output(INA, LOW)
        GPIO.output(INB, HIGH)

    #정지
    elif stat == STOP:
        GPIO.output(INA, LOW)
        GPIO.output(INB, LOW)


# 모터 제어함수 간단하게 사용하기 위해 한번더 래핑(감쌈)
def setMotor(ch, speed, stat):
    if ch == CH1:
        #pwmA는 핀 설정 후 pwm 핸들을 리턴 받은 값이다.
        setMotorContorl(pwmA, IN1, IN2, speed, stat)
    else:
        #pwmB는 핀 설정 후 pwm 핸들을 리턴 받은 값이다.
        setMotorContorl(pwmB, IN3, IN4, speed, stat)


# GPIO 모드 설정 
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

#모터 핀 설정
#핀 설정후 PWM 핸들 얻어옴 
pwmA = setPinConfig(ENA, IN1, IN2)
pwmB = setPinConfig(ENB, IN3, IN4)

# 종료
GPIO.cleanup()

출처: https://blog.naver.com/chandong83/221156273595

Flask 어플리케이션 생성

vi 명령어를 통해 파일 생성. 파일 이름은 적당히 지어도 무관함.

pi@raspberrypi:~/workspace $ vi app.py

app.py

from flask import Flask
from time import sleep
import RPi.GPIO as GPIO
import motor

GPIO.setwarnings(False)

# 모터 상태
STOP  = 0
FORWARD  = 1
BACKWORD = 2

# 모터 채널
CH1 = 0
CH2 = 1

app = Flask(__name__)

# index 페이지는 모터제어와는 관계 없음
@app.route('/')
def index():
    return 'Hello World!'

@app.route('/left')
def left():
    motor.setMotor(CH1, 100, FORWARD)
    # 15초 대기
    sleep(15)
    motor.setMotor(CH1, 100, STOP)
    # return 값은 의미 없음
    return 'Sucess!'

@app.route('/right')
def right():
    motor.setMotor(CH2, 100, FORWARD)
    # 15초 대기
    sleep(15)
    motor.setMotor(CH2, 100, STOP)
    # return 값은 의미 없음
    return 'Sucess!'

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0')

외부에서 Flask 어플리케이션을 접속하려면

app.run()에 파라미터로 host='0.0.0.0' 를 넘겨준다.
Flask 의 기본 포트는 5000을 사용한다. 공유기를 사용중이라면 포트포워딩 기능을 통해 5000 포트를 열어야 한다.

Flask 어플리케이션 실행

pi@raspberrypi:~/workspace $ python3 app.py

만약 백그라운드에서 실행시키고 싶다면 & 를 붙여서 실행하면 된다.

pi@raspberrypi:~/workspace $ python3 app.py &

이마저도 귀찮고 라즈베리파이가 부팅이 될 때마다 자동으로 실행시키고 싶다면

pi@raspberrypi:~/workspace $ sudo vi /etc/rc.local

rc.local

...(생략)...

# exit 0 바로 윗 줄에 작성해야 함!
# 권한이 필요없는 코드지만 혹시 모를 일에 방지하기 위해 적었음
sudo pyhon3 /home/pi/workspace/app.py &

exit 0

여기서 주의해야할 점은 app.py 파일이 있는 경로까지 절대경로로 작성해야한다.

저장 후 라즈베리파이를 reboot 하면 위에서 만든 Flask 어플리케이션이 백그라운드에서 실행된다. 확인하고 싶다면 다음의 명령어를 통해 프로세스가 작동하고 있는 모습을 볼 수 있다.

pi@raspberrypi:~ $ top | grep 'python'

어플리케이션을 죽이고 싶다면 위의 명령어를 통해 PID를 알아낸 후 다음과 같이 명령어를 실행하면 된다.

pi@raspberrypi:~ $ kill -9 PID

PID 는 숫자 값.

이제 라즈베리파이IP:5000/left 혹은 라즈베리파이IP:5000/right 로 접속하면 DC 모터가 15초 동안 돌아간다.

안드로이드 어플리케이션 제작

in Android Studio

새로운 프로젝트를 생성한다.
Empty Activity를 선택한다.

activity_main.xml에 Button을 추가한다.

 <Button
     android:id="@+id/leftBtn"
     android:layout_width="wrap_content"
     android:layout_height="wrap_content"
     android:text="왼쪽 모터" />

안드로이드 어플리케이션을 통해 인터넷을 접속하려면 Manifest 파일에서 권한을 요청해야 한다. Manifest 파일을 열어 다음의 코드를 추가한다.
```
 <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
```

Volley 라이브러리를 사용하기 위해 build.gradle 에 추가한다.

 dependencies {
     implementation 'com.android.volley:volley:1.1.1'
 }

MainActivity.java 에 다음의 코드를 작성한다.

package com.example.test;
    
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
    
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

import com.android.volley.Request;
import com.android.volley.RequestQueue;
import com.android.volley.Response;
import com.android.volley.VolleyError;
import com.android.volley.toolbox.StringRequest;
import com.android.volley.toolbox.Volley;
    
    
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final int LEFT_TAG = 567;
    
    Button leftBtn;
    RequestQueue queue;
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    
        leftBtn = findViewById(R.id.leftBtn);
        queue = Volley.newRequestQueue(this);
    
        leftBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                leftBtn.setEnabled(false);
                sendRequest(LEFT_TAG);
                new Handler().postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        leftBtn.setEnabled(true);
                    }
                }, 15000);
            }
        });
    }
    
    
    private void sendRequest(int TAG) {
        StringRequest stringRequest;
        switch (TAG) {
            case LEFT_TAG:
                stringRequest = new StringRequest(Request.Method.GET, "http://라즈베리파이IP:5000/left",
                        new Response.Listener<String>() {
                            @Override
                            public void onResponse(String response) {
                            }
                        },
                        new Response.ErrorListener() {
                            @Override
                            public void onErrorResponse(VolleyError error) {
                            }
                        });
                queue.add(stringRequest);
                break;
    		default:
    			break;
        }
    
    
    }
    
}

작년에 노션으로 작성했던 문서를 블로그로 옮김.

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