'아두이노'에 해당되는 글 91건
- 2019.11.19 Hardware | LCD2004 를 arduino 로 컨트롤 해보기 - 2
- 2019.11.13 Hardware | Arduino MEGA 2560 를 DIY 해보자 - 1 4
- 2019.10.25 Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 3
- 2019.10.12 Hardware | 공기질 측정용 MiCS-6814 센서를 사용해 보자 - 1 26
- 2019.10.08 Hardware | LCD2004 를 arduino 로 컨트롤 해보기 - 1
- 2019.10.07 Hardware | Arduino 로 Gimbal 컨트롤 하기 2
- 2019.09.08 Hardware | Dual-axis XY Joystick Module
- 2019.08.12 Hardware | ADS1115 16bit 4채널 ADC 를 사용해 보자 6
- 2019.08.04 Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 2
- 2019.08.02 Hardware | 납땜 주변 용품
이 글은, 먼저 LCD 20x4 를 처음 사용해 본 글의 후편입니다.
* Hardware | LCD2004 를 arduino 로 컨트롤 해보기 - 1
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-LCD2004-arduino-control-1
1. 이론적 배경
LCD2004 및 HD44780 을 사용하는 LCD 에 대해서는 아래 웹사이트에서 거의 완벽하게 설명하고 있습니다.
* Arduino with HD44780 based Character LCDs
- http://www.martyncurrey.com/arduino-with-hd44780-based-lcds/
위의 글은 전반적인 이야기 이고, 아래에 보이는 글 두 개는, 커스텀 글짜에 대한 좀 더 자세한 이야기 입니다.
* How to generate and display self made Custom characters on 16×2 lcd
- https://www.engineersgarage.com/knowledge_share/making-custom-characters-on-16x2-lcd/
An internal CG-RAM(character generated ram) in which we can generate or place our custom character. CG-RAM size is 64 bytes. We can generate/place 8 characters of size 5×8 at a time in CG-RAM.
* Making and displaying Custom characters on lcd with Arduino Uno and 16×2 lcd
- https://www.engineersgarage.com/arduino/making-custom-characters-on-lcd-using-arduino/
CG-RAM is the main component in making custom characters. CG stands for custom generated and RAM you all know random access memory. This CG-RAM stores our custom characters once we declare them in our code. I will come on it later. As you know once we write any type of code we need a memory to store it and a controller to run it. In the 16×2 lcd custom character case its same. We write code(arrays) of character’s which we want to display on lcd. Then we store them in a memory on lcd. In our case this memory is named as CG-RAM(Character generated RAM).
CG-RAM size is 64 Bytes. You can create 8 characters at a time and load them in cg-ram. Each character occupies 8-bytes. Eight characters each of eight byte (8-characters * 8-Bytes) is equal to 8×8=64 Bytes. CG-RAM address in lcd memory starts from 0x40(Hexadecimal) or 64 in decimal.
위의 글들을 요약하자면 다음과 같습니다.
- HD44780 을 사용하는 LCD 에서는 커스텀 글자를 만들 수 있다.
- 64 Bytes 메모리 한계로, 커스컴 글자는 8개까지만 가능.
- 어드레스는, 0x00~0x07 로 접근 가능.
2. 한땀 한땀 만들어 보기
Custom Character 제작 시, 어떤 형식으로 메모리에 올리는지를 자동으로 소스까지 생성해 주는 페이지 입니다.
이 페이지에서, 8x5 형상에 원하는 모양을 마우스로 클릭해 보면, 대충 감을 잡을 수 있습니다.
* LCD Custom Character Generator
- http://maxpromer.github.io/LCD-Character-Creator/
위의 페이지를 따라해 보면, Parallel 연결 + Binary 조합으로 소스 작성은 다음과 같이 됩니다.
대문자 B 로 시작하여, 각 cell 값에 따라 도식처럼 보여줍니다.
이 블로그의 마스코트인 초코볼을 본따 봤습니다. (도트의 한계로 거의 뭐...)
Hexadecimal 로 표현할 때에는, 5자리 2진수를 Hex 코드로 만들어 줍니다. 예를 들면 아래처럼요...
B10111 = 0x17
내 머리로 계산하지 않더라도 Hexadecimal 인 "0x..." 로 표현할 수 있습니다.
코드적으로 보면, 아무래도 Hex 를 사용하는 것이 코드상 더 간결하게 됩니다.
Arduino 연결을 I2C 로 바꾸어 주면,
include 구문과 LiquidCrystal_I2C 를 I2C 접근 주소와 함께 선언할 수 있도록 소스가 추가됩니다.
소스까지 생성해 주니, 이해하기 쉽습니다.
위의 페이지를 통하여, custom character 는 어떻게 해서 생성되는 지를 감각적으로 배워볼 수 있네요.
3. 끝판 왕
한땀 한땀이 아니라, 8개 생성 가능한 메모리를 한번에 만들 수 있는 소개 자료 입니다.
* Alphanumeric LCD HD44780 - big font, big digits generator (excel sheet)
- https://www.avrfreaks.net/forum/alphanumeric-lcd-hd44780-big-font-big-digits-generator-excel-sheet
EXCEL 을 이용하여, 마우스 클릭만으로 폰트를 제작할 수 있게 되어 있습니다.
* dblachut/LCD-font-generator
- https://github.com/dblachut/LCD-font-generator
LCD-font-generator.xlsmCustom Character 는 8개까지 가능하니,
all 흑백, all 흰색을 제외하면 7개를 만들고, 추가적으로 하나 더 만들 수 있는 여유가 있습니다.
4. 메모리 들여다 보기
아래 장표는 HD44780 에 기억되어 있는 코드들 입니다.
왼쪽이 아시아 버전 (일본어 가다가나가 미리 들어가 있슴) 과, 오른쪽이 유럽 버전 (뭔가 더 다채로움) 입니다.
그럼, 실제로 커스텀 글짜를 입력해 보고, 메모리에 어떤 문자가 기억되어 있는지 알아 볼 수 있는 소스가 있습니다.
해당 소스를 사용하려면 아래처럼, 관련 Library 를 인스톨 하면 됩니다.
Tools > Manage Libraries... > LiquidCrystal I2C by Frank de Brabander
위의 library 를 인스톨 하면, 예제코드를 받을 수 있습니다.
File > Examples > LiquidCrystal I2C > CustomChars
소스는 다음과 같습니다.
//YWROBOT
//Compatible with the Arduino IDE 1.0
//Library version:1.1
#include "Wire.h"
#include "LiquidCrystal_I2C.h"
#if defined(ARDUINO) && ARDUINO >= 100
#define printByte(args) write(args);
#else
#define printByte(args) print(args,BYTE);
#endif
uint8_t bell[8] = {0x4,0xe,0xe,0xe,0x1f,0x0,0x4};
uint8_t note[8] = {0x2,0x3,0x2,0xe,0x1e,0xc,0x0};
uint8_t clock[8] = {0x0,0xe,0x15,0x17,0x11,0xe,0x0};
uint8_t heart[8] = {0x0,0xa,0x1f,0x1f,0xe,0x4,0x0};
uint8_t duck[8] = {0x0,0xc,0x1d,0xf,0xf,0x6,0x0};
uint8_t check[8] = {0x0,0x1,0x3,0x16,0x1c,0x8,0x0};
uint8_t cross[8] = {0x0,0x1b,0xe,0x4,0xe,0x1b,0x0};
uint8_t retarrow[8] = { 0x1,0x1,0x5,0x9,0x1f,0x8,0x4};
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
void setup() {
lcd.init(); // initialize the lcd
lcd.backlight();
lcd.createChar(0, bell);
lcd.createChar(1, note);
lcd.createChar(2, clock);
lcd.createChar(3, heart);
lcd.createChar(4, duck);
lcd.createChar(5, check);
lcd.createChar(6, cross);
lcd.createChar(7, retarrow);
lcd.home();
lcd.print("Hello world...");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" i ");
lcd.printByte(3);
lcd.print(" arduinos!");
delay(5000);
displayKeyCodes();
}
// display all keycodes
void displayKeyCodes(void) {
uint8_t i = 0;
while (1) {
lcd.clear();
lcd.print("Codes 0x"); lcd.print(i, HEX);
lcd.print("-0x"); lcd.print(i+16, HEX);
lcd.setCursor(0, 1);
for (int j=0; j<16; j++) {
lcd.printByte(i+j);
}
i+=16;
delay(4000);
}
}
void loop() {
}
위의 소스를 arduino 에 올리고, LCD 20x4 와 I2C 연결해서 얻은 결과 입니다.
Custom Character 가 잘 올라가서 표현되었습니다.
0x00 부터 0xff 까지, 내부 글짜를 모두 훑는 결과는 다음과 같습니다.
확실히 아시아 버전임을 알 수 있네요.
버전이 다르지만, 구동은 같은 HD44780 칩 이므로, 해킹을 통하여 비어있는 address 에도 쓰기가 가능할 것 같은데,
복잡할 듯 하여 그만 두기로 합니다.
5. 큰 폰트
여기까지 해 보면, 큰 폰트 사용하여 시계 등을 표현하는 방법을 대강 생각해 낼 수 있습니다.
이 글의 원래 목적이었던, 아래 그림처럼 표현해 보고자 함이었으니, 이제 커스텀 폰트를 만들어 봅니다.
위의 숫자 들을 잘 살펴 보면, 몇 가지 모양을 조합하여 큰 폰트를 만들어 낸 것을 알 수 있습니다.
유니크한 영역을 살펴 보면, 아무것도 적혀있지 않은 모양까지 포함하면, 모두 8개가 됩니다.
이렇게 딱 맞게 만들다니...
열씸히 만들어 보려고 여러가지 검색하던 중, 좋은 소스를 발견합니다.
* 4-Line LCD Big Numbers
- http://woodsgood.ca/projects/2015/02/27/4-line-lcd-big-numbers/
Software RTC 를 이용하여, 시간 데이터를 가져오고, custom / big font 로 시계를 표현해 주는 소스 입니다.
//************************************************************
// BIG FONT (4-line) LCD CHARACTERS
// Adrian Jones, February 2015
//************************************************************
// Build 1
// r1 150214 - initial build with glyphs and big font character table in program memory
// r2 150227 - added RTC support
//************************************************************
#define build 1
#define revision 2
//************************************************************
#include "avr/pgmspace.h" // for memory storage in program space
#include "Wire.h"
#include "LiquidCrystal_I2C.h" // library for I@C interface
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);
const char custom[][8] PROGMEM = {
{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x07, 0x0f, 0x1f}, // char 1: top left triangle
{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1f, 0x1f, 0x1f, 0x1f}, // char 2: upper block
{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x1c, 0x1e, 0x1f}, // char 3: top right triangle
{0x1f, 0x0f, 0x07, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // char 4: bottom left triangle
{0x1f, 0x1e, 0x1c, 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // char 5: bottom right triangle
{0x1f, 0x1f, 0x1f, 0x1f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // char 6: bottom block
{0x1f, 0x1f, 0x1e, 0x1c, 0x18, 0x18, 0x10, 0x10} // char 7: full top right triangle
// room for another one!
};
const char bn[][30] PROGMEM = { // organized by row
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
{0x01,0x02,0x03, 0x01,0x02,0xFE, 0x01,0x02,0x03, 0x01,0x02,0x03, 0x02,0xFE,0x02, 0x02,0x02,0x02, 0x01,0x02,0x03, 0x02,0x02,0x02, 0x01,0x02,0x03, 0x01,0x02,0x03},
{0xff,0xfe,0xff, 0xFE,0xFF,0xFE, 0x01,0x02,0xFF, 0xFE,0x02,0xFF, 0xFF,0x02,0xFF, 0xFF,0x02,0x02, 0xFF,0x02,0x03, 0xFE,0x01,0x07, 0xFF,0x02,0xFF, 0xFF,0xFE,0xFF},
{0xff,0xfe,0xff, 0xFE,0xFF,0xFE, 0xFF,0xFE,0xFE, 0xFE,0xFE,0xFF, 0xFE,0xFE,0xFF, 0xFE,0xFE,0xFF, 0xFF,0xFE,0xFF, 0xFE,0xFF,0xFE, 0xFF,0xFE,0xFF, 0x04,0x06,0xFF},
{0x04,0x06,0x05, 0xFE,0x06,0xFE, 0x06,0x06,0x06, 0x04,0x06,0x05, 0xFE,0xFE,0x06, 0x04,0x06,0x05, 0x04,0x06,0x05, 0xFE,0x06,0xFE, 0x04,0x06,0x05, 0xFE,0xFE,0x06}
};
byte col, row, nb=0, bc=0; // general
byte bb[8]; // byte buffer for reading from PROGMEM
#include "RTClib.h"
RTC_Millis RTC;
byte hr, mn, se, osec;
//*********************** INITIAL SETUP ***********************
void setup() {
randomSeed(analogRead(0));
RTC.begin(DateTime(__DATE__, __TIME__));
lcd.init(); // initialize the LCD
lcd.backlight();
lcd.begin(20, 4);
for (nb=0; nb<7; nb++ ) { // create 8 custom characters
for (bc=0; bc<8; bc++) bb[bc]= pgm_read_byte( &custom[nb][bc] );
lcd.createChar( nb+1, bb );
}
lcd.clear();
lcd.setCursor(4, 0);
lcd.print(F("4-Line LARGE"));
lcd.setCursor(4, 1);
lcd.print(F("TIME DISPLAY"));
lcd.setCursor(5, 3);
lcd.print(F("V"));
lcd.print(build);
lcd.print(F("."));
lcd.print(revision);
lcd.print(F(" "));
lcd.print(freeRam());
lcd.print(F("B"));
printNum(random(0,10),0);
printNum(random(0,10),17);
delay(5000);
lcd.clear();
}
//************************* MAIN LOOP ************************
void loop() {
DateTime now = RTC.now();
hr = now.hour();
mn = now.minute();
se = now.second();
if(se != osec) {
printNum(hr/10,0);
printNum(hr%10,3);
printColon(6);
printNum(mn/10,7);
printNum(mn%10,10);
printColon(13);
printNum(se/10,14);
printNum(se%10,17);
osec = se;
}
delay(50); // not strictly necessary
}
...
소스가 좀 길어서, SyntaxHighLighter 가 커버하지 못합니다. 따로 소스파일을 올립니다.
4line_LCD_clock.txt참고로, 사이트에 올라와 있는 소스 그대로 사용할 수가 없습니다.
제작된지 시간도 좀 흘렀고, 사용한 library 가 조금 다른 것이 원인일 듯 하네요.
그래서 소스에서 몇가지 살짝 수정하였습니다.
lcd.init(); // initialize the LCD lcd.backlight(); lcd.begin(20, 4);
debug 시, 특히 가장 시간을 많이 잡아 먹은 부분은, 위의 LCD 초기화 부분이었습니다.
원 소스에는 위의 부분이 없거나, 실행 위치가 달라 그대로 사용하면 이상한 폰트들을 마구 뿌립니다.
특히, "lcd.init()" 는 custom character 를 메모리에 입히는 전단계에서 실행되어야 합니다.
추가로, Software RTC 라이브러리가 필요합니다.
Tools > Manage Libraries... > RTClib by Adafruit
모든 준비가 완료되면 arduino 에 업로드 합니다.
역시 삽질 끝에 맛보는 행복. 동영상도 올려봅니다.
참고로, 다른 custom character 들은 숫자들 끼리 공유가 되지만, 7 숫자의 중간 꺾이는 부분에 할당된 character 는 7에서만 사용됩니다.
위의 동영상에서 7 나오는 부분을 잘 보시면 됩니다.
7에서만 사용되는 문자 형상은 위와 같습니다. 공유되기 애매한 모양이죠?
메모리 한개가 여유 있으니, 소스 원작자가 여유를 부린 듯 합니다 :-)
사무실 책상 위에, laptop 옆에 위치 시켰더니, 가독성도 좋고 시간 보는 재미가 있습니다.
사진에는 잘 표현되지 못했지만, 검은색 글씨라 눈도 편안합니다.
모두 Happy Arduino~!
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본 글은 arduino 를 직접 만들어 보기 DIY 시리즈 중,
Arduino Mega 2560 를 DIY 하기 위한 부품 조사와 조달에 관한 이야기 입니다.
1. Mega 2560 revision history
Arduino Mega 2560 은 개선점을 적용한 PCB 가 revision 되면서, 그 버전이 R1 > R2 > R3 로 바뀌게 됩니다.
아래 내용은 눈으로 확인 할 수 있는 PCB 변경점을 간단히 정리해 봤습니다.
부품을 구매하려면 어떤 부품들을 구매해야 하는지 정확히 알아야 하기 때문이죠.
* R1 > R2
- USB 통신을 담당하는 ATmega8U2 실장 모양이 마름모꼴로 바뀜
- ATmega8U2 용 Oscillator 주변의 저항과 캐페시터 위치가 바뀜
- Op Amp 크기가 작은 버전으로 바뀜
- Voltage Regulator 크기가 바뀜
- ATMEGA2560 chip 용 Oscillator 에 27 Ohm 저항이 하나 추가 됨
* R2 > R3
- USB 통신을 담당하는 ATmega8U2 가 ATmega16U2 으로 변경 됨 (메모리가 더 많음)
- RESET 스위치가 CPU 옆에서 USB 쪽으로 위치가 바뀜
- Resetable fuse 자세가 세로로 바뀜
- Op Amp 위치가 Oscillator 와 나란히 놓임
- Rectifier Diode 위치가 pinheader 쪽으로 이동됨
- ATMEGA2560 chip 윗쪽에 Multi-Layer Chip Inductor 와 100nF 캐패시터가 추가됨
- ATMEGA2560 chip 용 Oscillator 주변에 22pF 캐패시터와 Switching Chip Diode 가 새로 생김
2. 부품 리스트 업
보드프리 ( http://www.boardfree.kr/ ) 에서 PCB 를 신청합니다.
사실은 저번에 arduino nano 보드에 SMD 부품 올리다가 실패해버려, 이왕 새로 주문 하는 김에 Mega 2560 도 같이 주문한게 시작.
(한번 주문에 2가지 PCB를 각각 1개씩만! 요청할 수 있슴)
이 분들은 땅파서 장사하시나요? 공짜 PCB 도 모자라 미니 사과맛 쿠키까지 보내셨어요.
언젠가 한번 사무실 찾아가 아스크림을 쏴야 할까 봐요.
다만, 위에서 설명한 것과 같이 revision 이 바뀌면서, 부품들도 변경된 것도 모르고, 처음에 R3 에 대한 부품을 조사했더랬습니다.
아래는 PCB 에 관련된 파일들.
* R3 Eagle file / PDF
* BoardFree 에서 제공된 파일
* Reference (R1)
위의 파일들을 보면, "BoardFree 의 Mega 2560 = Reference Mega 2560" 임을 알 수 있습니다.
(사이트에도 "레퍼런스 그대로... " 라고 써있슴)
그것도 모르고 줄장 R3 버전으로 조사했네요 (1주일)
나중을 위해, 일단 R3 로 정리한 부품 리스트를 올려 봅니다.
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C11 | 100nF | 0603 SMD | | C12, C16 | 100nF | 0603 SMD | | C10, C13 | 1uF | 0603 SMD | | C1, C14, C15 | 22pF | 0603 SMD | | PC1, PC2 | 47uF 25V | Aluminum Electrolytic Capacitor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R1, R2 | 1M Ohm | 0603 SMD | | RN2 | 22 Ohm | 0603 * 4 (CAY16) Resistor Network | | RN1, RN5 | 10k Ohm | 0603 * 4 (CAY16) Resistor Network | | RN3, RN4 | 1k Ohm | 0603 * 4 (CAY16) Resistor Network | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | L, ON, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | M7 (1N4007) | Rectifier Diode | | D2, D3 | CD1206-S01575 | Switching Chip Diode | | F1 | 500mA 15V | L1812 Resetable Fuse | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | L1 | MH2029-300Y | 0805 Chip Ferrite Beads | | L2 | CV201210-100K | 0805 Ferrite Multi-Layer Chip Inductor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC1 | LD1117S50CTR | SOT-223 Voltage Regulator | | IC3 |ATMEGA2560-16AU| TQFP-100 8-bit Microcontroller | | IC4 | ATMEGA16U2-MU | QFN-32 8-bit Microcontroller | | IC6 | LP2985-33DBVR | DBV SOT-23 (5) LDO Voltage Regulator | | IC7 | LMV358IDGKR | MSOP-8 (VSSOP) LMV358 Op Amp | | T1 | PMV48XP | SOT-23 MOSFET | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Y1 |CSTCE16M0V53-R0| 16MHz Ceramic Resonator Built in Capacitor | | Y2 | 16MHz | HC-49S Crystal Oscillator | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Z1, Z2 | CG0603MLC-05E | 0603 ESD Protector | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ADCH, ADCL, COMMUNICATION, POWER, PWML | 8 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | JP6 | 10 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | XIO | 2X18 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | ICSP, ICSP1 | 2X3 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | X1 | DC-21MM | 5.5/2.1mm female DC power jack plug socket | | X2 | USB B type | USB B type female socket | | RESET | TS42 | 6X6X3.1mm 5 foot Switche | -------------------------------------------------------------------------------------------------------
조사하면서 부품들에 대한 새로운 지식들도 습득하게 되었지만, 주문해야 할 부품들과는 차이가 있으니,
Reference (R1) 버전에 부품 리스트를 다시 정리했습니다. (주말 이틀)
다시 동일한 삽질...
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C11 | 100nF | 0603 SMD | | C12, C13 | 100nF | 0603 SMD | | C10 | 1uF | 0603 SMD | | C1, (C14, C15)*, C16, C17 | 22pF | 0603 SMD | | PC1, PC2 | 47uF 25V | Aluminum Electrolytic Capacitor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R1, R2 | 1M Ohm | 0603 SMD | | R3, R4 | 27 Ohm | 0603 SMD | | RN2 | 22 Ohm | 0603 * 4 (CAY16) Resistor Network | | RN1, RN5 | 10k Ohm | 0603 * 4 (CAY16) Resistor Network | | RN3, RN4 | 1k Ohm | 0603 * 4 (CAY16) Resistor Network | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | L, ON, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | M7 (1N4007) | Rectifier Diode | | F1 | 500mA 15V | L1812 Resetable Fuse | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | L1 | BLM21 (WE-CBF)| 0805 Wurth Elektronik Series Ferrite Beads | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Q1 | 16MHz | HC-49S Crystal Oscillator | | Y1 |CSTCE16M0V53-R0| 16MHz Ceramic Resonator Built in Capacitor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC2 (IC1)* | MC33269D-5.0 | DPACK 5V 800mA LDO voltage regulator | | IC3 |ATMEGA2560-16AU| TQFP-100 8-bit Microcontroller | | IC4 | ATMEGA16U2-MU | QFN-32 8-bit Microcontroller | | IC5 | LM358D | SOP-8 Op Amp | | IC6 | LP2985-33DBVR | DBV SOT-23 (5) LDO Voltage Regulator | | T2 | FDN340P | SOT-23 MOSFET | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Z1, Z2 | CG0603MLC-05E | 0603 ESD Protector | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ADCH, ADCL, COMMUNICATION, PWMH, PWML | 1X8 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | POWER | 1X6 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | JP1+JP2+JP3+JP4+XIOH+XIOL | 2X18 | double row female 2.54mm pitch pinhead | | ICSP, ICSP1 | 2X3 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | X1 | DC-21MM | 5.5/2.1mm female DC power jack plug socket | | X2 | USB B type | USB B type female socket | | RESET | TS42 | 6X6X3.1mm 5 foot Switche | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- * C14, C15 are used only when Crystal Oscillator is used for Mega 2560 chip * IC1 (SOT-223) can replace IC2
최종적으로 바로 위의 part list 가 구매 대상이 되겠습니다.
예전에 arduino nano / duemilanove DIY 를 준비하면서 구매했던 부품들과 동일한 부품들이 있습니다.
이번에 새로 구매해야 할 부품들만 추려서 하나씩 정리해 봤습니다.
3. Capacitors
캐페시터는 0603 SMD Capacitor 와, 47uF/25V Aluminum Electrolytic Capacitor 가 필요합니다.
우선 0603 SMD 타입은 100nF, 1uF, 22pF 이렇게 세 종류를 구입합니다.
* 100pcs 0603 SMD Chip Multilayer Ceramic Capacitor 0.5pF - 22uF 10pF 22pF 100pF 1nF 10nF 15nF 100nF 0.1uF 1uF 2.2uF 4.7uF 10uF
- https://www.aliexpress.com/item/32966526545.html
마침 아래에서 소개될 Array Resistor 판매하는 업자가 이 부품도 팔고 있어, 같이 주문합니다.
Aluminum Electrolytic Capacitor 는 이미 100uF/35V 를 가지고 있지만, 이참에 스펙대로 47uF/25V 를 구매해 보려고 했으나,
쓸때없을 것 같아서 그냥 기존꺼 쓰기로 했습니다.
* Free Shipping 20pcs SMD 50V 35V 25V 16V 10V 100UF 220UF 47UF 33UF 22UF 10UF 4.7UF 2.2UF 1UF Aluminum Electrolytic Capacitor
- https://www.aliexpress.com/item/32377971645.html
이전 Duemilanove 에서 사용했던 그놈입니다.
4. 0603 SMD Resistor
저항은 0603 SMD 타입 저항과 Array Resistor 형태의 저항이 필요합니다.
우선 0603 SMD 타입은 아래 링크에서 구입했습니다.
* 0603 SMD Resistor Kit Assorted Kit 1ohm-10M ohm 5% 36valuesX20pcs=720pcs 1608 Sample Kit Sample bag
- https://www.aliexpress.com/item/32691064617.html
잘 도착했구요.
저항 값은 모두 간략화해서 표기되어 있습니다.
하지만, 아쉽게도 27 ohm 딱 하나가 포함되어 있지 않네요.
할 수 없이, 0603 SMD 27 ohm 만 따로 구입합니다.
* 100pcs 0603 SMD 1/8W chip resistor resistors 0 ohm ~ 10M 0R 1K 4.7K 4K7 10K 100K 1 10 100 220 330 ohm 0R 1R 10R 100R 220R 330R
- https://www.aliexpress.com/item/32847135098.html
도착 예의 샷.
요놈 하나때문에 따로 구매.
5. Array Resistor
Resistor Network 라고도 불리는 것 같습니다.
* Array Resistor
- http://www.samsungsem.com/global/product/passive-component/chip-resistor/array/index.jsp
0603 SMD 4개를 붙여, 더 소형화 시킨 resistor network 이네요.
부품 어디에 납땜하느냐에 따라 아래와 같이 몇 가지로 구분됩니다.
주의해야 할 부분은, Mega 2560 사양서에 보면 RN 으로 시작되는 이름이지만, 사실 아래 그림에선 RP 모양입니다.
Array Resistor 또는 Resistor Network 은 처음보는 것이라, 정확한 칫수를 알아야 합니다.
AliExpress 에서는 "0603 x 4" 라고 표시되는데, 이게 사양서에 보이는 CAY16 와 같은 것인지를 확인해야 했습니다.
아래는 CAY16 에 대한 사양서 칫수 입니다. "3.20 x 1.60" 사이즈인 듯 합니다.
AliExpress 에서 판매되는 "0603 x 4" 제품의 사양이 그려진 사진을 캡춰해 봅니다.
빙고! CAY16 과 "0603 x 4" 는 동일한 사양이네요. 최종적으로 아래 제품을 구매하면 될 것 같습니다.
* 100pcs 0603*4 8P4R 2*4P Network Resistor SMD array 0 ~ 910 ohm 1K ~ 910K 2K 2.2K 4.7K 10K 22K 47K 100K 1M 1 10 100 220 470 ohms
- https://www.aliexpress.com/item/32918831775.html
22, 10k, 1k 세가지를 구입합니다.
4개의 저항이 하나로 묶여 있는 모습은 예쁩니다.
6. Ferrite Beads
페라이트는 고주파 간섭을 없애주는 역할을 합니다.
Ferrite beads, or ferrite chokes, are used as low pass filters to eliminate high frequency noise while allowing low frequency signals or DC current to pass through a circuit. The noise may come from any number of sources including high-frequency switching noise from a power-supply circuit or RF noise in an RF signal-isolation circuit that must be minimized to ensure both signal integrity and antenna efficiency.
어떤 사람은 PCB 에서 Ferrite bead 가 망가졌다고 아래 사진처럼 Ferrite 코어를 이용해 직접 만든 사람도 있습니다.
* component replacement arduino mega
- https://forum.arduino.cc/index.php?topic=355192.0
Arduino Mega 2560 에 사용되는 Ferrite Bead 는 다음 부품 정도면 적당할 것 같습니다.
(사양서에는 정확한 값이 표시되어 있지 않음)
* BLM21PG221SN1D (2A tolerant component in an 0805 package)
... 라고 생각했지만, 곰곰히 따져보니, R3 에 사용된 MH2029-300Y 가 보다 좋은게 아닐까 합니다.
급선회 해서 MH2029-300Y 를 구매키로 합니다.
* MH2029-300Y (30 Ohms @100MHz 1 Power, Signal Line Ferrite Bead 0805 (2012 Metric) 3A 25mOhm)
- 
mh.pdf
* (10PCS/lot)0805 MH2029-300Y
- https://www.aliexpress.com/item/33009918057.html
소자 표면에 표기가 없어서 나중에 헷갈릴 수 있을것 같아요.
7. Oscillator / Resonator
Resonator 라고도 합니다.
기본 클럭을 만들어서 microprocessor 가 명령어를 실행하게끔 해주는 진동 소자 입니다.
종류로는 Crystal 을 사용하는 것과 Ceramic 을 사용한 것이 있습니다.
정확성으로는 Ceramic 보다 Crystal 이 더 좋다고 합니다.
그래서 그런지, 판매되는 모든 arduino Mega 2560 보드들은, USB를 담당하는 ATmega8U2 chip 에 Crystal Oscillator 를 붙여 놨습니다.
PCB 리비전이 바뀌더라도요. 그 이유로는 USB 통신이 클럭에 매우 민감하다고 합니다.
다만, 실제 PCB 에는 USB controller chip 에도 Ceramic 을 실장할 수 있도록 배선이 되어 있습니다.
참고로, schematic 에서 확인해 보면, oscillator 양쪽 단자에 capacitor 가 물려 있는 것을 확인할 수 있습니다.
Oscillator 를 controller chip 에 연결할 때에는 capacitor 가 필수 인거죠.
단, ceramic oscillator 는 capacitor 가 built-in 되어 있고, crystal oscillator 는 따로 capacitor 를 달아 줘야 합니다.
아래 schematic 은, 어떤 부품을 쓰던 capacitor 는 꼭 필요하다라는 것을 보여주고 있습니다.
여기도요.
Ceramic Resonator 사양에도 "built-in" 이라고 표시되어 있습니다.
Ceramic Resonator 사양서의 "Application Circuits Utilization" 을 보면,
controller chip 과 붙일 시, capacitor 의 필요성을 표시하고 있습니다. Ceramic Resonator 는 capacitor 가 built-in 인데도 말이죠.
* Application Circuits Utilization
즉, crystal oscillator 를 붙이는 경우는 capacitor 가 같이 붙여야 하고, ceramic resonator 를 붙이는 경우는 capacitor 가 필요 없습니다.
부품 주문과 실장시에 이 부분을 유념해야 겠죠?
Crystal oscillator 는 이미 가지고 있으므로, ceramic resonator 만 구입합니다.
* 10PCS 16MHZ CSTCE16M0V53-R0 3.2*1.3 SMD Crystal
- https://www.aliexpress.com/item/32451311354.html
휴... 이 oscillator / resonator 를 정하는 것이 가장 힘들었습니다.
소형화에는 필수인 ceramic oscillator 입니다.
급박이 되어 있는 3개 다리.
8. ATMega2560
Arduino Mega 2560 의 심장인 중앙 컨트롤러 입니다.
* ATmega2560
- Atmel-2549-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega640-1280-1281-2560-2561_datasheet.pdf
다만, 위의 업자는 두 번에 걸쳐서 완전 다른 CPU 를 보내 왔습니다. Dispute 해서 환불...
한달여 이상 걸려서 보내준 부품은 ALTERA...
그 다음 보내준 것은, XILINX...
담당하는 사람이 부품을 모르는 것인가? 언제 필요하게 될지 모르겠지만, CPU가 두 개 더 생겼습니다.
그나저나 위의 필요없는 CPU 는 어쩔.
* 1PCS ATMEGA2560-16AU ATMEGA2560 16AU QFP IC
- https://www.aliexpress.com/item/32929443685.html
결국 위에서 주문한 것이 도착.
구글링 해서 찾은 동일 CPU 들과 비교시, 마킹이 조금 얇습니다.
다만 깔끔한 프린팅.
아랫면까지 선명한 마킹인 것을 보면 정품인 듯, 하면서도 아닌듯 하고.
* 1 Piece IC Chip ATMEGA2560-16AU ATMEGA2560 MEGA2560 SOP Original Integrate Circuit Chip
- https://www.aliexpress.com/item/33043783002.html
이미 주문 넣었는데, 장바구니에 남아있던 다른 판매자 제품을, 출근 중 비몽사몽 간에 하나 더 주문해 버립니다.
아핫! ATmega2560 이 하나 더 생겼어! (싸지도 않은거...)
음? 근데 이게 더 정품같은데?
실 사용은 이걸로 하기로 합니다.
9. ATMega16U2
USB controller chip 인 ATmega16U2 입니다.
원래는 한단계 아래 사양인 ATmega8U2 를 사용하도록 디자인 되어 있으나, 메모리 용량이 더 크고 최신 버전인 16U2 를 사용하지 못할 이유가 없습니다.
* Original 1 Pcs ATMEGA16U2-MU MEGA16U2-MU ATMEGA16U2 MEGA16U2 ATMEL QFN32 100% 8 Bit AVR Micro Controller QFN32 Singlechip IC
- https://www.aliexpress.com/item/32623759475.html
ATmega2560 chip 과 가격 비교를 해보니, 그리 차이나지 않는군요.
귀여운 녀석입니다.
앙증맞은 뒷면이구요.
납땜하기가 괜찮을까... 걱정이 좀 됩니다.
10. LDO Voltage Regulator
이 소자는, 입력과 출력 전압이 크지 않을 때 사용되고, 노이즈 발생이 적으며, 크기도 작은게 장점이라고 합니다.
A low-dropout or LDO regulator is a DC linear voltage regulator that can regulate the output voltage even when the supply voltage is very close to the output voltage.
The advantages of a low dropout voltage regulator over other DC to DC regulators include the absence of switching noise (as no switching takes place), smaller device size (as neither large inductors nor transformers are needed), and greater design simplicity (usually consists of a reference, an amplifier, and a pass element). The disadvantage is that, unlike switching regulators, linear DC regulators must dissipate power, and thus heat, across the regulation device in order to regulate the output voltage.
도착은 평범.
최소형 voltage regulator 처럼 생겼습니다.
11. P-Channel MOSFET
정식 명칭은 Single P-Channel, Logic Level MOSFET 이고, 간단히 말하면 P-Channel MOSFET 입니다.
Arduino Mega2560 은 USB 와 Power Jack 에서 5V 전원을 받는데,
이 두 개가 동시에 연결될 경우, USB 전원을 차단하고 Power Jack 전원을 활성화 하기 위한 스위치 기능을 구현합니다.
참고로, 중간에서 판단자 역할을 해주는 소자는 LM358D Op Amp 이며, comparator (비교기) 기능을 제공합니다.
LM358D 는 이미 구매해 놓은게 있으므로 이번에는 FDN340P 만 구매합니다.
... 라고 하려 했지만, R3 버전에서 새롭게 사용된 PMV48XP 로 바꿔 달아 보기로 합니다. (용량이 더 큼)
* PMV48XP SOT23 silk-screen KNW P channel 20 v 3.5 A MOS tube
- https://www.aliexpress.com/item/32956007971.html
점점 집안이 부품들로 넘쳐나기 시작했어요.
소형화는 숙명입니다.
12. ESD Protector
정전기나 그와 비슷한 큰 전압이 갑짜기 걸렸을 경우 보호해 주는 소자라고 보면 되겠습니다.
Arduino Mega 2560 에서는 USB의 두 개 data line (D2, D3) 에 연결됩니다.
사용 될 CG0603MLC-05E 제품 메뉴얼을 보면, ESD 에 대한 설명이 다음과 같이 되어 있습니다.
cg0603mlc-05e_cg0603mlc-12e.pdf
----------------------------
An ESD protection device protects a circuit from an Electrostatic discharge (ESD), in order to prevent a malfunction or breakdown of an electronic device.
----------------------------
* Free shipping 100pcs/lot CG0603MLC-05E package 0603 ESD Suppressors original Product
- https://www.aliexpress.com/item/32871145695.html
국내에서 10개만 구매해도 배송료 합하면 위의 가격보다 더 비쌉니다.
그냥 100개라도 위의 AliExpress 링크에서 구매합니다.
100개 언제 다 써...
13. RESET
4발짜리 SMD switch 는 가지고 있지만, 5발짜리는 없습니다. 그럼 주문해야죠.
* 20PCS 6*6*2.5/2.7/3.1/3.4/4.3/5/5.5mm 6x6x2.5-5.5mm 4/5 Foot Microswitch SMD Push Button Switches Tact Switch 4/5 Foot Patch
- https://www.aliexpress.com/item/32864517011.html
이것도 언제 다 써...
보통 빨간색을 많이 사용하므로, 저는 검은색으로 주문했어요.
14. Pinheader
Pinheader 는 몇 종류는 가지고 있지만, female dual row 는 없기에 구입합니다.
* 2.54mm Double Row Female 2~40P Breakaway PCB Board Pin Header socket Connector Pinheader 2*2/3/4/6/10/12/16/20/40Pin For Arduino
- https://www.aliexpress.com/item/32889916876.html
뭉텅이로 왔습니다.
Pin header 는 쓸 곳이 많아, 다다익선.
To Be Continued...
짬짬이 시간을 내서 조사하고 정리했더니만 10일정도 걸려버렸습니다.
모두 도착 했으니, 이제 조립하고 bootloader 를 올려 보기로 합니다.
다만, 이 포스트가 너무 길어졌으니, 다음 포스트에서 마무리 하겠습니다.
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이 글은 아래 Arduino 를 직접 만들어보는 작업의 3편이 되겠습니다.
* Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 1
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-DIY-itself-1
* Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 2
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-DIY-itself-2
0. Duemilanove
저번에 실패한 Arduino Nano 는 뒤로 하고, 이번에는 Duemilanove 입니다.
위는 정품 layout 이고, 밑에 사진이 이번에 작업할 보드 입니다.
1. Part list
Arduino Duemilanove 에 들어가는 부품 리스트 입니다.
아래 리스트는 보드프리의 PDF 파일과 arduino 사이트에서 EAGLE 파일을 참고하였습니다.
* 보드프리
* Arduino
arduino-duemilanove-schematic.pdf
arduino-duemilanove-reference-design.zip
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C1, C4, C5, C8, C9, C10, C11, C12, C13 | 100nF | 0805 SMD | | C2, C3 | 22pF | 0805 SMD | | C6, C7 | 100uF 35V | Aluminum Electrolytic Capacitor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R1, R10, R11 | 10k Ohm | 0805 SMD | | R4, R5, R6, R7, R8, R9 | 1k Ohm | 0805 SMD | | L, PWR, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | M7 (1N4007) | Rectifier Diode | | F1 | 500mA 15V | L1812 Resetable Fuse | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | J1, J3 | 8 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | J2, POWER | 6 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | ICSP | 6 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | S1 | B3F-10XX | OMRON B3F-10XX series switch | | X2 | DC-21MM | 5.5/2.1mm female DC power jack plug socket | | X4 | USB B type | USB B type female socket | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC1 | ATMEGA328P-PU | DIP28 8-bit Microcontroller | | IC2 | FT232RL | SSOP28 USB UART interface IC | | IC4 | MC33269D-5.0 | 5V 800mA LDO voltage regulator | | IC5 | LM358D | SOP8 Op Amp | | Q2 | 16MHz | HC-49S crystal oscillator | | T1 | NDT2955 | SOT-23 MOSFET | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R2 | 100_NM | no need to implement "no-mount" | | RESET-EN | jumper | "auto-reset" on ATmega168 | | X3 | JP4 | use like FTDI breakout board | -------------------------------------------------------------------------------------------------------
이제 위의 리스트를 가지고 하나씩 구매한 이력을 남겨 봅니다.
그냥 arduino duemilanove 하나 사면 3천원대에서 clone 제품을 구할 수 있으나,
이참에 준비하면서 부품들도 구해보고, 사용법도 알아보고 공부하기 위한 목적으로 진행했습니다.
2. Pin Header
외부 기기와 연결되기 위한 Pinout 용 Header 입니다.
기존에 보유하고 있는 긴 한줄읠 pin header 를 잘라서 사용할 수 있으나, 지저분해 질 수 있고,
깔끔하게 보이고 싶어서 궂이 구입했습니다.
* Single row female 2.54mm Pitch PCB Female Pin Header Connector Straight Single Row 2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12/13/14/15/16/20/40Pin
도착은 주문한데로 6pin 용과 8pin용, 10개씩 배달되었습니다.
요로코롬 생겼습니다.
3. Fuse
실장되는 Fuse 는 전기적인 규격이 동일하고, 과전류가 흐른 뒤 다시 스스로 복구되는 Self Healing (Self Resetting) Fuse 입니다.
* 20PCS/LOT 1812 SMD SMD self-healing fuse 0.5A 500mA 15V MF-MSMF050-2
무리없이 도착.
수령한 제품은 웹사이트에서 본 사진과는 다르지만, 한번 믿고 써보기로 합니다.
4. Oscillator
CPU를 돌리고 명령어를 전달하는 역할을 하는 oscillator 입니다.
* hc-49s Crystal Oscillator electronic Kit resonator ceramic quartz resonator hc-49 DIP 7 kinds X 5pcs 32.768K 4 8 12 16 20 25 MHZ
필요한건 16 Mhz 이지만, 낱개로 파는 경우는 없어서 세트로 구매합니다.
요로코롬 생겼네요.
5. LED
이왕이면 한꺼번에 받기위해 한 업체에 몇가지를 같이 주문하였습니다.
왠지 LED 부품은 받을때마다 기분이 좋습니다.
6. Capacitor
Capacitor 는 세라믹과 둥그런 알루미늄 캡 캐패시터 두가지를 사용합니다.
부품이 많다 보니, 10uF 은 빼고 처음 주문을 넣어버려, 다른거 주분할 때 같이 주문했습니다.
0805 SMD 버전이라 100개씩 묶음이라고 해도 배송 용량이 적네요.
알루미늄 캡 캐패시터는 LED 구입한 업체에서 같이 구입해서 이미 도착했습니다.
7. Resistor
저항은 1K 와 10K 두가지가 필요합니다.
위의 세트구성은 다음과 같습니다.
10R / 22R / 47R / 100R / 220 / 470R / 750R / 1K / 2K2 / 4K7 / 6K8 / 10K
22K / 47K / 75K / 100K / 220K / 470K / 750K / 1M
* 2000pcs 0805 SMD Resistor Kit Assorted Kit 1ohm-1M ohm 5% 80valuesX 25pcs=2000pcs Sample Kit
위의 세트구성은 다음과 같습니다.
10 / 100 / 1K / 10K / 100K
12 / 120 / 1K2 / 12K / 120K
15 / 150 / 1K5 / 15K / 150K
20 / 200 / 2K / 20K / 200K
22 / 220 / 2K2 / 22K / 220K
27 / 270 / 2K7 / 27K / 270K
30 / 300 / 3K / 30K / 300K
33 / 330 / 3K3 / 33K / 330K
39 / 390 / 3K9 / 39K / 390K
47 / 470 / 4K7 / 47K / 470K
51 / 510 / 5K1 / 51K / 510K
62 / 620 / 6K2 / 62K / 620K
68 / 680 / 6K8 / 68K / 680K
75 / 750 / 7K5 / 75K / 750K
82 / 820 / 8K2 / 82K / 820K
91 / 910 / 9K1 / 91K / 910K
엄청 작네요. 이것이 0805 SMD 저항이군요.
8. Switch
9. Diode
LED 도착시 같이 왔습니다. 생각보다 이것도 크기가 꽤 작네요.
10. FT232RL
USB 통신을 위한 controller 입니다.
ATmega328P 는 CPU 자체에 USB 컨트롤러 부분이 없어서 이렇게 추가 USB controller chip 이 필요합니다.
참고로, Arduino Micro 에 사용되는 ATmega32U4 는 내장 USB controller 가 있어,
이렇게 추가 USB controller chip 이 필요 없습니다.
이제야 chip 들이 도착하는군요.
이번에 구입한 FTDI chip 은 마킹이 깔끔해 보여서 흔한 fake chip 은 아닌 듯 합니다.
모두 조립 후, 한번 확인해 볼께요.
11. Voltage regulator
5V 800mA 용량의 레귤레이터 입니다.
좀더 큰 용량으로 하고 싶었으나, 이쪽 지식이 충분치 않고, 과전류시 chip 들의 안전이 보장되지 않기에 스펙대로 구매했습니다.
* Free shipping 10pcs/lot MC33269DT-5.0G 5V .8A MC33269DT-5. 33269DT MC33269DT 33269DT MC33269 MC33269DT-5.0RKG
전압/전류 관련 부품이다 보니, 다른 부품들보다 크기가 큽니다.
기존 DC adapter 에도 잘 맞습니다.
PCB 에도 맞춰 보니 문제 없네요.
중요 부품이지만, 그런거 없습니다. 여타 부품처럼 평이하게 도착했습니다.
선명하게 CPU 마킹이 되어 있습니다. Socket 이랑 같이 찍어봤습니다. 이쁘다...
* 5pcs DIP-28 Round Hole 28 Pins 2.54MM DIP DIP28 IC Sockets Adaptor Solder Type 28 PIN 2.54 IC Connector
구멍이 round hole 과 lead 방식이 있습니다.
자주 chip 을 뺏다 꼈다 할 경우에 round hole 이 장점이 있고, lead 방식은 오랜동안 그냥 놔둘 경우 좋다고 합니다.
사실 lead 방식이 접점이 확실합니다.
다만, 이왕 하는 김에 고급지게 해보고자 round hole 타입을 구매해 봤습니다.
round hole 은 금속 다리 부분이 주조 방식으로 제작되므로 좀더 비쌉니다. 그리고 점점도 나쁘지 않아요.
PCB 에 잠깐 얹어 봤습니다. 아주 부드럽게 잘 맞습니다.
* 50PCS LM358DR SOP8 LM358 SOP LM358DT SOP-8 SMD LM358DR2G new and original IC
ATmega328P 과 함께 도착한 부품입니다.
* HMICICAWK Original 100% NEW 2955 NDT2955 SOT-223 10PCS/LOT
씌여진 문구에 SOT-223 이라고 되어 있습니다만, 배송된 것은 DPAK 버전으로 큰게 왔습니다.
크고 좋아보입니다만 보드에 맞질 않습니다.
Dispute 환불을 걸고 다른 업자에게 주문했더니만, SOT-233 버전을 또 보냈더랬습니다.
마킹이 조금 이상합니다만 문제 없겠죠?
다시 보낸다는 이야기가 없어, 다른 판매자에게 이미 주문을 또 했더랬습니다.
* BQ24040DSQR AP3608EG-G1 SN74LVC2G66DCTR NDT2955 MMFT2955 NTF2955 SP202EEN IR2153S STP100N8F6 MBR40100CT TPS60400DBVR D15XB80
SOT-233 버전의 MOSFET 이 또 왔어!
이놈은 마킹이 프린팅 되어 있네요.
대략 실장될 부품을을 위치 시켜보구요.
Flux Paste 를 바르면서 진행해야 하므로, 부품들이 도망가지 않게 테이프에 layout 에 맞게 안착/준비 시켜 놓습니다.
한땀 한땀... 이라고 하기엔 다소 지저분하게 작업을 진행합니다.
오븐을 통해 구워져 나오진 첫번째 Duemilanove 작품.
온도 조정에 실패해, 흰색 기판이 빵색으로 되었습니다.
결국 LED 극성을 거꾸로 해버려, 부품 때어 내다가 패턴이 나가는 사태가... 폐기 처분.
꽤 시간이 지난 후, 다시 새로 PCB 받아서 심기일전, 다시 시작.
이번에는 Flux Paste 를 적정량 도포할 정도로 실력이 조금 향상.
구워지기 전 사진.
오븐에 구워져 나온 후, USB, Power Jack, Pin header, Switch 등등, CPU 만 빼고 모두 장착.
마지막으로 CPU 장착.... 아... 감격.
17. bootloader
이제, arduino 를 IDE 등을 통해 소스코드 넣고 동작시키려면 bootloader 를 올려야 합니다. 지금은 완전 깡통 상태.
위의 사진의 ICSP 부분을 통해서 bootloader 를 밀어 넣을 수 있습니다.
연결법은, 예전 bootloader update 할 때의 방법과 동일합니다.
* Software | Arduino Nano Bootloader 를 update 해보자
- https://chocoball.tistory.com/entry/Software-Arduino-Nano-Bootloader-update
======================================== | Source (Nano) | Target (Duemilanove) | ======================================== | D12 | MISO (pin 1) | | 5V | 5V (pin 2) | | D13 | SCK (pin 3) | | D11 | MOSI (pin 4) | | D10 | RESET (pin 5) | | GND | GND (pin 6) | ----------------------------------------
처음 작업 시, Arduino Micro 를 활용해서, 스샷이 이렇게 되었네요. 소스 아두이노를 Nano 로 하면 Nano로 선택.
Source 아두이노에 "Arduino ISP" 스케치를 올립니다.
Programmer 를 "Arduino as ISP" 를 선택.
이제 다른건 다 놔두고, target arduino 기종을 선택. 대망의 Duemilanove 선택!
"Burn Bootloader" ~~~~~~~~~~!!!
동영상은 예의.
크아~~~~ 성공.
1년 이상 걸려서 조금 지친감이 없지 않아 있지만, 기분 너무 좋습니다.
이제 자가 Arduino Duemilanove 가 생겨, 다양한 프로젝트를 동시에 할 수 있는 여유가 생겼습니다.
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1. 공기
사람이 건강하게 살아가는데 필요한게 뭘까 라고 생각했을 때, 육체적 관점에서 보면 아래와 같다고 생각합니다.
- 깨끗한 공기
- 깨끗한 물
- 오염되지 않은 먹거리
- 쾌적한 주거 환경
- 충분한 수면
- 충분한 운동
예전에는 당연한 것이였지만, 이 시대에 와서는 가장 돈을 많이 들여야 하는 항목들이 되었습니다.
과거로 회기하는데 드는 비용이죠.
자고로, 산업혁명이 일어나 지구가 오염되기 전 상황으로 되돌아 가는 것이, 육체적인 건강한 삶 되겠습니다. (나의 생각)
나만 잘한다고 되는건 아니라 요원하긴 하지만...
이 arduino 나 sensor 를 가지고 노는 이유도, 전자적인 지식을 습득해 나가는 것에 대한 희열 말고도,
위의 "건강한 삶을 보낼 수 있는 환경" 에 대한 추구가 다른 주된 이유이기도 합니다.
그래서, "깨끗한 공기" 가 목적이지만, 그 이전에 현재 "어떤 공기" 속에서 살고 있는지 알아보고 싶어졌습니다.
일전에 공기질의 척도만 나타내 주는 센서를 가지고 놀아본 적이 있습니다.
* Hardware | ZP07-MP901 공기질 측정 센서
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ZP07-MP901-air-quality-sensor
다만 위의 센서는 공기의 성분까지는 알려주지 못해 그닥 쓸모가 없었죠.
2. 센서
기체를 알아보는 sensor 는 꽤 많이 나와 있습니다. 대표적으로는 MQ series 가 있지요.
이 MQ 시리즈를 이용하면 왠만한건 다 잡아 낼 수 있을 것 같습니다.
다만, 이 MQ 시리즈의 단점이 히터를 통해서 기체를 태우고 그에 따른 반응으로 측정을 하는 방법인지라,
가스나 화기를 취급하는 곳에서는 발화의 원인이 될 수 있습니다. 그래서 인화 물질을 취급하는 공장이나 병원에서는 사용되지 못합니다.
그러던 중, MiCS-6814 라는 센서의 존재를 알게 됩니다.
이 센서는 metal oxide = 기체에 의한 금속 산화도 에 따른 저항 값을 가지고 측정하므로, MQ 시리즈보다는 더 안전합니다.
SGX-CMOS-Gas-Sensor-MiCs-6814.pdf
잡아낼 수 있는 기체들은 다음과 같다고 하네요.
• Carbon monoxide CO 1 – 1000ppm
• Nitrogen dioxide NO2 0.05 – 10ppm
• Ethanol C2H5OH 10 – 500ppm
• Hydrogen H2 1 – 1000ppm
• Ammonia NH3 1 – 500ppm
• Methane CH4 >1000ppm
• Propane C3H8 >1000ppm
• Iso-butane C4H10 >1000ppm
하나의 센서 chip 으로 많은 성분을 잡아 낼 수 으며, 소형인지라,
MQ 시리즈를 구입해서 실험 해보기 보단, 이놈으로 결정하였습니다.
3. Grove - Multichannel Gas Sensor
MiCS-6814 를 활용하기 위해 가장 좋은 방법은,
MiCS-6814 를 활용한 breakout board 인 Grove 사의 Multichannel Gas Sensor 를 구입하는 것 입니다.
* Grove - Multichannel Gas Sensor
- http://wiki.seeedstudio.com/Grove-Multichannel_Gas_Sensor/
Arduino 와의 통신도 I2C로 이루어 지며, 센서의 3개 측정값 - CO, NH3, NO3 - 의 조합으로 다른 기체도 유추해 놓는것 같습니다.
거기에 정확하지는 않지만, 어느정도 calibration 도 잡혀 있을 것이구요.
다만, 항상 그렇 듯, 가격이 문제 입니다. 요즘은 팔지도 않거니와, 실 구매 가격은 약 10만원 정도.
나중에 혹시 PCB 라도 꾸며서 만들 수 있으면 만들어 보고자, 여기에 회로 관련 정보를 올려 놓습니다.
Grove-Multichannel_Gas_Sensor_v1.0_sch.pdf
Grove-Multichannel_Gas_Sensor_v1.0_eagle_files.zip
1143_Datasheet-MiCS-6814-rev-8.pdf
* Firmware (Seeed-Studio/Mutichannel_Gas_Sensor)
- https://github.com/Seeed-Studio/Mutichannel_Gas_Sensor
4. 구입
눈물을 뒤로 하고, AliExpress 로 향합니다.
* 1pcs CJMCU- MICS-6814 Air Quality CO VOC NH3 Nitrogen Oxygen Gas Sensor
- https://www.aliexpress.com/item/32762216430.html
저를 위로해 주는 기교적 착한 가격. 거진 3만원돈 이지만, 과감하게 투자해 봅니다. (6개월 고민... ㅠㅠ)
대단한건 아니지만, 도착했을 시 꽤 기뻤습니다. 이제야 이런 고급진 센서 써보는구나~ 라고.
정말 단순한 구조. 레귤레이터도 없어...
뒷면입니다.
5. 연결
어떻게 arduino 와 연결하여, 각 기체의 값을 알아낼까 찾아보던 중 아래 사이트를 발견합니다.
* Wiring MiCs 5524 / 6814 CMOS MEMS Gas Detection Sensor
- https://www.14core.com/wiring-mics-5524-6814-cmos-mems-gas-detection-sensor/
걍 analog pin 에 직결하라고 하네요?
제가 구매한 breakout 보드에는 MOSFET 도 없고 그렇지만, 일단 아래 소스를 가지고 돌려 봅니다.
int NH3 = 0;
int NO2 = 1;
int CO = 2;
void setup() {
pinMode(NH3, OUTPUT);
pinMode(NO2, OUTPUT);
pinMode(CO, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
Serial.println("MiCS 6814 simple test");
}
void loop() {
int sense_val_1 = analogRead(NH3);
int sense_val_2 = analogRead(NO2);
int sense_val_3 = analogRead(CO);
Serial.print("NH3 : ");
Serial.print(sense_val_1);
Serial.print(" \t NO2 : ");
Serial.print(sense_val_2);
Serial.print(" \t CO : ");
Serial.println(sense_val_3);
delay(1000);
}
Serial Monitor 로 값을 확인해 보고, EXCEL 로 그래프를 그려 봅니다.
음... 뭔가 알아보기 힘드네요. 각 기체의 값이 서로 비슷하게 나와버립니다.
6. 저항을 추가하여 연결
아래 사이트에서 이 아저씨가 한 작업은,
측정값이 현실적으로 되려면 analog pin 에 입력되는 값은, 3.3V 를 저항을 거쳐서 연결하라고 합니다.
(이론적으로는 50K ohm 이 좋으나, 제품으로 나오는 저항은 47K ohm 이 제일 가까운 값)
* ESP32, PMS5003, BME280, MICS6814 Sensor Build
- http://kstobbe.dk/2019/02/16/esp32-pms5003-bme280-mics6814-sensor-build/
또한, 아래 arduino forum 에서는, 각 단자에 47K ohm 통해 연결하는 전원은 3.3V 보단, 5V 를 먹이라고 하네요.
아마도 MiCS-6814 구동 전압이 5V 임을 감안하면, 동일한 입력 값이 좀더 예민한 값의 도출에 좋다는 이야기 같습니다.
(솔직히 잘 모름)
* CJMCU-6814 adapter board with MICS-6814 CO/NH3/NO2-sensor
- https://forum.arduino.cc/index.php?topic=619992.0
Tested the sensor with the code and schematic. Connected 47k to 3 gases and 5v rather than 3v. The results seem to reflect well to CO. Have not tested NO2 and NH3.
바로 따라해 봅니다.
Serial Monitor 에서 측정된 값이구요.
EXCEL 에서 그래프화 해 봤습니다.
오오오오오, 뭔가 나오네요.
가능한 24시간동안 예열하도록 안내가 되어 있듯이, 예열 구간동안 특정 값으로 꾸준히 변화되는 것을 알 수 있습니다.
위의 빨간 표시한 부분은, 시험삼아 숨을 한번 불어본 구간입니다. 변화를 잘 감지하는군요!
하룻밤 측정해본 결과 입니다.
각 기체의 상관 관계와 실내 공기 내에서의 NH3, NO2, CO 의 값은 이정도인 듯 합니다.
7. 15bit ADC + 저항을 추가하여 연결
Arduino 내장 10 bit ADC 를 가지고 측정한 결과 보다는 15 bit ADC 가 훨씬 정확합니다.
아래 포스트 이후로, 향후 모든 측정값은 더 높은 ADC 를 통하라고 배웠습니다.
* Hardware | ADS1115 16bit 4채널 ADC 를 사용해 보자
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ADS1115-16bit-4channel-ADC
ADS1115 이 입력값을 받구요.
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_ADS1015.h"
Adafruit_ADS1115 ads(0x48);
void setup(void) {
Serial.begin(115200);
ads.begin();
}
void loop(void) {
int16_t adc1; // CO
int16_t adc2; // NH3
int16_t adc3; // NO2
adc1 = ads.readADC_SingleEnded(1);
adc2 = ads.readADC_SingleEnded(2);
adc3 = ads.readADC_SingleEnded(3);
Serial.print("NH3 : ");
Serial.print(adc2);
Serial.print(" \t NO2 : ");
Serial.print(adc3);
Serial.print(" \t CO : ");
Serial.println(adc1);
delay(1000);
}
확실히 뭔가 엄청나게 숫자가 불어나 있습니다.
EXCEL 을 통해서 그래프화 시켜 봅니다.
패턴은 47K ohm 저항 꼽고 측정할 때와 비슷하게 나왔습니다.
다만, 높은 ADC 를 통하여 해상도는 좋아졌지만,
어떤 기준값으로 나누어야 할지 알지 못하기 때문에, trend 만 알 수 있지 정확한 수치화까지는 진행하지 못했습니다.
8. Next Step
이런 공기질 측정에서의 수치화는 calibration 인데,
그렇게 하려면 실제 실험실 환경을 통해서, 실제 기체를 가지고 기준을 잡아야 합니다.
위의 방법이 현실적으로 불가능 하기에,
다음에 할 것으로는 Grove - Multichannel Gas Sensor 의 breakout 을 만들어서 (아님 구입해서),
제조사인 SeeedStudio 의 경험이 녹아들어가 있는 firmware 와 소스코드를 가지고 수치화 해보는 것 이겠습니다.
공기 질에 관한 센서는 몇 개가 더 있습니다. 계속 놀아보도록 하지요.
To Be Continued...
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1. 시작
흠흠흠~ 하면서 인터넷을 보던 중, arduino 로 컨트롤 하는 Liquid Crystal Display 를 보게 됩니다.
이게 흔히 말하는 LCD 이죠.
OLED 와 비교하여 부피도 크고, 명암 조절을 수동으로 해줘야 하는 등, 불편한 device 라고 생각하고 있던 중,
LCD 의 푸른색 색감을 보고 반해버렸습니다.
Display 부품을 늘이고 싶지 않았지만, 이제 구입할 때가 된것 같아 구입합니다.
* LCD2004+I2C 2004 20x4 2004A blue screen HD44780 Character LCD /w IIC/I2C Serial Interface Adapter Module For Arduino
- https://www.aliexpress.com/item/32831845529.html
결코 싼 가격은 아니지만, 이왕 구입하는 김에 보편적으로 많이 사용하는 녹색과 색감에 반한 푸른색, 두 개를 삽니다.
2. 도착
한 2주만에 재품을 받았습니다.
무료 배송이 점점 없어지고 배송비 책정이 되면서 배송 기간이 점점 짧아지고 있는 듯 합니다.
푸른색, 녹색 두개가 와서 PCB 를 비교해 보니, 서로 동일한 듯 하나 살짝 다른 모습 입니다.
I2C 컨트롤러의 칩 한쪽은 마킹이 너무 얇아 fake 제품처럼 보입니다.
조금이라도 진품처럼 보이는 쪽은 파란색 버전 입니다.
납땜도 녹색보다는 파란색이 잘 되어 있습니다.
PCB 마킹도, 파란색은 동판에 미리 새겨져 있고, 녹색은 프린팅 되어 있네요.
뭐, 생산하다가 점점 원가절감 하면서 변화된 것 일 수도 있습니다.
보통 녹색을 많이 사용하니, 녹색이 원가절감이 더 된 것 일수도 있구요.
3. Pin
Pin 수는 16개로, 아래와 같은 사양을 가집니다.
------------------------------------------------------------------- | pin | function | ------------------------------------------------------------------- | VSS | connected to ground | ------------------------------------------------------------------- | VDD | connected to a +5V power supply | ------------------------------------------------------------------- | V0 | to adjust the contrast | ------------------------------------------------------------------- | RS | A register select pin that controls where in the LCD's | | | memory you are writing data to. You can select either | | | the data register, which holds what goes on the screen, | | | or an instruction register, which is where the LCD's | | | controller looks for instructions on what to do next. | ------------------------------------------------------------------- | R/W | A Read/Write pin to select between reading and writing | | | mode | ------------------------------------------------------------------- | E | An enabling pin that reads the information when HIGH | | | level(1) is received. The instructions are run when the | | | signal changes from HIGH level to LOW level. | ------------------------------------------------------------------- | D0-D7 | to read and write data | ------------------------------------------------------------------- | A | Pins that control the LCD backlight. Connect A to 3.3V. | ------------------------------------------------------------------- | K | Pins that control the LCD backlight. Connect K to GND. | -------------------------------------------------------------------
대충 훑어 보면, back light 전원, 본체 전원, 명암 조절, data 통신과 컨트롤 라인 등이 있습니다.
제가 구매한 제품은 I2C 모듈인 "PCF8574" 컨트롤러가 달린 제품입니다.
그러니, 일일이 모두 연결할 필요 없이 I2C 를 통해, 단 4가닥 선으로 컨트롤 할 수 있습니다.
이 chip 의 생산은 Philips, TI, NXP 등에서 생산되고 있네요. PDF 사양서를 올려 놓습니다.
LCD2004
Systronix_20x4_lcd_brief_data.pdf
HD44780
LCD Interfacing using HD44780 Hitachi chipset compatible LCD.pdf
PCF8574
4. I2C
Arduino 와 연결은 I2C 이므로, 4가닥으로 처리됩니다.
Liquid Crystal I2C 라이브러리가 필요합니다.
일반 Liquid Crystal I2C 라이브러리를 설치해도 되나, 궂이... 궂이 PCF8574 용 라이브러리를 찾아서 설치해 봅니다.
(범용 Liquid Crystal I2C 라이브러리가 아님)
위의 라이브러리를 설치하면 아래처럼 sample code 를 사용할 수 있습니다.
File > Examples > LiquidCrystal_PCF8574 > LiquidCrystal_PCF8574_test
I2C 활용시에는 항상 address 를 확인해 봐야 합니다.
Arduino 와 I2C 로 연결 후, i2cdetect 소스를 돌려 봅니다.
0x27 로 잡혀 있네요.
참고로 다른 I2C 센서들과 연동 시에 address 충돌이 일어나면, 아래 사진의 A0, A1, A2 쇼트 조합으로 주소를 바꿀 수 있습니다.
5. I2C 소스
친절하게도 example 소스가 충분히 잘 만들어져 있는지라, 그냥 돌려 봅니다.
#include "LiquidCrystal_PCF8574.h"
#include "Wire.h"
LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x27); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
int show = -1;
void setup() {
int error;
Serial.begin(115200);
Serial.println("LCD...");
// wait on Serial to be available on Leonardo
while (!Serial)
;
Serial.println("Dose: check for LCD");
// See http://playground.arduino.cc/Main/I2cScanner how to test for a I2C device.
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(0x27);
error = Wire.endTransmission();
Serial.print("Error: ");
Serial.print(error);
if (error == 0) {
Serial.println(": LCD found.");
show = 0;
lcd.begin(20, 4); // initialize the lcd
} else {
Serial.println(": LCD not found.");
} // if
} // setup()
void loop() {
if (show == 0) {
lcd.setBacklight(255);
lcd.home();
lcd.clear();
lcd.print("Hello LCD");
delay(1000);
lcd.setBacklight(0);
delay(400);
lcd.setBacklight(255);
} else if (show == 1) {
lcd.clear();
lcd.print("Cursor On");
lcd.cursor();
} else if (show == 2) {
lcd.clear();
lcd.print("Cursor Blink");
lcd.blink();
} else if (show == 3) {
lcd.clear();
lcd.print("Cursor OFF");
lcd.noBlink();
lcd.noCursor();
} else if (show == 4) {
lcd.clear();
lcd.print("Display Off");
lcd.noDisplay();
} else if (show == 5) {
lcd.clear();
lcd.print("Display On");
lcd.display();
} else if (show == 7) {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("*** first line.");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("*** second line.");
lcd.setCursor(0, 2);
lcd.print("*** third line.");
lcd.setCursor(0, 3);
lcd.print("*** forth line.");
} else if (show == 8) {
lcd.scrollDisplayLeft();
} else if (show == 9) {
lcd.scrollDisplayLeft();
} else if (show == 10) {
lcd.scrollDisplayLeft();
} else if (show == 11) {
lcd.scrollDisplayRight();
} else if (show == 12) {
lcd.clear();
lcd.print("write-");
} else if (show > 12) {
lcd.print(show - 13);
} // if
delay(1400);
show = (show + 1) % 16;
} // loop()
Serial Monitor 에서 확인해 보니, 잘 인식 되었네요.
너무 쉽게 되어서 살짝 김이 빠지는 정상적인 결과.
동영상도 올려 봅니다. (동영상은 16x2 버전으로 돌린 결과. 수정된 위의 소스로 20x4 로 변경된 소스를 사용하면 4줄 다 사용.)
6. Direct 연결
여기서 끝내면 너무 재미 없는지라, 한땀한땀 직접 연결해 봅니다.
워낙 오래된 부품이라, 아래 arduino 정식 사이트에서 자세히 소개되어 있습니다.
* TUTORIALS > Examples from Libraries > LiquidCrystal > HelloWorld
- https://www.arduino.cc/en/Tutorial/HelloWorld?from=Tutorial.LiquidCrystal
각 Pin 의 정보는 다음과 같습니다.
실제 arduino 와 연결은 다음과 같습니다.
-------------------------------- | LCD2004 | Arduino Nano | -------------------------------- | VSS | GND | | VDD | 5V | | V0 | S of potentiometer | | RS | D12 | | R/W | GND | | E | D11 | | D0-D3 | no connected | | D4 | D5 | | D5 | D4 | | D6 | D3 | | D7 | D2 | | A | 3.3V | | K | GND | --------------------------------
Diagram 으로도 그려 봤습니다. (Digital pin 은 실제와 살짝 틀림)
7. Potentiometer
여기서 필요한 것이 potentiometer 입니다. 가변 저항이죠.
다이얼을 돌려서 저항값을 변화시키는 부품이죠. 구입을 미뤄 오다가, 이번 기회에 사용하고자 구입 했습니다.
* 5 PCS/Lot Potentiometer Resistor 1K 10K 20K 50K 100K 500K Ohm 3 Pin Linear Taper Rotary Potentiometer for Arduino with Cap
- https://www.aliexpress.com/item/32948875673.html
구입한 버전은 10K Ohm.
글의 문맥상 뜬금 없지만, 도착샷 입니다. 빠질 수 없죠.
요런 모양 입니다.
8. Direct 연결 구동
직접 연결하는 방법은 Arduino IDE 에서 기본 제공합니다.
소스는 다음과 같구요.
기본 16x2 버전으로 되어 있으니, 20x4 버전으로 살짝 수정해 줍니다.
/*
LiquidCrystal Library - Hello World
Demonstrates the use a 16x2 LCD display. The LiquidCrystal
library works with all LCD displays that are compatible with the
Hitachi HD44780 driver. There are many of them out there, and you
can usually tell them by the 16-pin interface.
This sketch prints "Hello World!" to the LCD
and shows the time.
The circuit:
* LCD RS pin to digital pin 12
* LCD Enable pin to digital pin 11
* LCD D4 pin to digital pin 5
* LCD D5 pin to digital pin 4
* LCD D6 pin to digital pin 3
* LCD D7 pin to digital pin 2
* LCD R/W pin to ground
* LCD VSS pin to ground
* LCD VCC pin to 5V
* 10K resistor:
* ends to +5V and ground
* wiper to LCD VO pin (pin 3)
Library originally added 18 Apr 2008
by David A. Mellis
library modified 5 Jul 2009
by Limor Fried (http://www.ladyada.net)
example added 9 Jul 2009
by Tom Igoe
modified 22 Nov 2010
by Tom Igoe
This example code is in the public domain.
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/LiquidCrystal
*/
// include the library code:
#include "LiquidCrystal.h"
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
void setup() {
// set up the LCD's number of columns and rows:
lcd.begin(20, 4);
// Print a message to the LCD.
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(" Chocoball's Tech");
lcd.setCursor(0, 2);
lcd.print(" chocoball.tistory");
}
void loop() {
// set the cursor to column 0, line 1
// (note: line 1 is the second row, since counting begins with 0):
lcd.setCursor(0, 3);
// print the number of seconds since reset:
lcd.print(millis() / 1000);
}전부 연결하면 아래와 같습니다.
동영상도 올려 봅니다.
hello, world! 를 저의 블로그명으로 바꿔 봤습니다.
단순한 표시 방법과 오랜 기간 수정된 라이브러리 덕으로, 정말 스트레스 없이 구동 시켰습니다.
9. I2C 와 Direct 연결시 명령어 차이
I2C 를 통한 함수와, 직접 연결했을 시에 사용할 수 있는 명령어 구성이 살짝 다릅니다.
고맙게도 아래 사이트에서 잘 정리된 테이블이 있어서 여기에 올려 봅니다.
* LCD Display Tutorial for Arduino and ESP8266
- https://diyi0t.com/lcd-display-tutorial-for-arduino-and-esp8266/
| LiquidCrystal | LiquidCrystal_I2C | Function LiquidCrystal library | Description |
| x | x | LiquidCrystal() LiquidCrystal_I2C() | This function creates a variable of the type LiquidCrystal. The parameters of the function define the connection between the LCD display and the Arduino. You can use any of the Arduino digital pins to controll the display. The order of the parameters is the following: LiquidCrystal(RS, R/W, Enable, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7) If R/W is connected to GND you do not use the parameter in the function: LiquidCrystal(RS, Enable, d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7) If you want to operate in the 4-bit mode the function changes: LiquidCrystal(RS, R/W, Enable, d4, d5, d6, d7) If you are using an LCD display with the I2C connection you do not define the connected pins because you do not connected to single pins but you define the HEX address and the display size: LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4); |
| x | lcd.begin() | The lcd.begin(cols, rows) function has to be called to define the kind of LCD display with the number of columns and rows. The function has to be called in the void setup() part of your sketch. For the 16x2 display you write lcd.begin(16,2) and for the 20x4 lcd.begin(20,4). The example below defines the display as 20x4 display and display a text. | |
| x | lcd.init() | Initialization of the I2C display. | |
| x | x | lcd.clear() | The clear function clears any data on the LCD screen and positions the cursor in the upper-left corner. The following sketch first outputs the text and clears the display after a short delay. |
| x | x | lcd.home() | This function places the cursor at the upper left corner of the screen. |
| x | x | lcd.setCursor() | If you want to write text to your LCD display, you have to define the starting position of the character you want to print onto the LCD with function lcd.setCursor(col, row). Although you have to define the row the character should be displayed. The following example print the word DIYI0T on different positions onto the screen. |
| x | x | lcd.write() | Use the function write to display the value of a variable. For example the sensor value of a temperature module like the following example. |
| x | x | lcd.print() | This function displays different data types: char, byte, int, long, or string. A string has to be in between quotation marks („“). Numbers can be printed without the quotation marks. Numbers can also be printed in different number systems lcd.print(data, BASE) with BIN for binary (base 2), DEC for decimal (base 10), OCT for octal (base 8), HEX for hexadecimal (base 16). The following example prints the string „DIYI0T“ and 101 on the display. |
| x | lcd.println() | This function displays also different data types: char, byte, int, long, or string like the function lcd.print() but lcd.println() prints always a newline to output stream. In the following example you see the difference between the function lcd.print() and lcd.println(). | |
| x | x | lcd.cursor() / lcd.noCursor() | Displays or hide the LCD cursor as an underscore (line) at the position to which the next character will be written. The following example shows a sketch to make a blinking cursor similar to what you see in many text input fields. |
| x | x | lcd.blink() / lcd.noBlink() | The blink and noBlink function shows or hides a block style cursor that blinks on and off. |
| x | x | lcd.display() / lcd.noDisplay() | This function turn on and off any text or cursor on the display but does not delete the information from the memory. Therefore is is possible to turn the display on and off with this function like you see in the following example. |
| x | x | lcd.scrollDisplayLeft() / lcd.scrollDisplayRight() | This function scrolls the contents of the display (text and cursor) a one position to the left or to the right. After 40 spaces the function will loops back to the first character. With this function in the loop part of your sketch you can build a scrolling text function. Scrolling text if you want to print more than 16 or 20 characters in one line, than the scrolling text function is very handy. First the substring with the maximum of characters per line is printed, moving the start column from the right to the left on the LCD screen. Than the first character is dropped and the next character is printed to the substring. This process repeats until the full string is displayed onto the screen. The following example shows a scrolling text on an 20x4 LCD display. |
| x | x | lcd.autoscroll() / lcd.noAutoscroll() | The autoscroll function turn on or off the functionality that each character is shifted by one position. The function can be used like the scrollDisplayLeft / scrollDisplayRight function. The following example shows a scrolling text on an 20x4 LCD display. |
| x | x | lcd. leftToRight() / lcd.rightToLeft() | The leftToRight and rightToLeft functions changes the direction for text written to the LCD. The default mode is from left to right which you do not have to define at the start of the sketch. The next example sketch shows you the difference between both functions for the string „DIYI0T“. |
| x | x | lcd.createChar() | There is the possibility to create custom characters with the createChar function. How to create the custom characters is described in the following chapter of this article as well as an example. |
| x | lcd.backlight() | The backlight function is usefull if you do not want to turn off the whole display (see lcd.display()) and therefore only switch on and off the backlight. But before you can use this function you have to define the backlight pin with the function setBacklightPin(pin, polarity). The following example shows a sketch to turn on and off the backlight. lcd.setBacklightPin(7, NEGATIVE); lcd.setBacklight(1); | |
| x | lcd.moveCursorLeft() / lcd.moveCursorRight() | This function let you move the curser to the left and to the right. To use this function usefull you have to combine it with lcd.setCursor() because otherwise there is not cursor to move left or right. For our example we also use the function lcd.cursor() to make the cursor visible. | |
| x | lcd.on() / lcd.off() | This function switches the LCD display on and off. It will switch on/off the LCD controller and the backlight. This method has the same effect of calling display/noDisplay and backlight/noBacklight. |
10. 커스텀 폰트
명령어 차이를 자세하게 올려준 사이트에서 폰트 커스텀에 대해서도 내용이 있어서 따라해 봤습니다.
이 때, 사용하는 LiquidCrystal_I2C 라이브러리는 범용을 사용하는 지라, 아래 라이브러리를 설치합니다.
소스는 아래와 같습니다. 폰트라기 보단 캐릭터 입니다.
#include "Wire.h"
#include "LiquidCrystal_I2C.h"
// Set the LCD address to 0x27 in PCF8574 by NXP and Set to 0x3F in PCF8574A by Ti
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);
byte customChar1[] = {
B01110,
B01110,
B00100,
B11111,
B00100,
B01110,
B01010,
B01010
};
byte customChar2[] = {
B01110,
B01110,
B10101,
B01110,
B00100,
B00100,
B01010,
B10001
};
void setup() {
lcd.init();
lcd.backlight();
}
void loop() {
lcd.createChar(0, customChar1);
lcd.home();
lcd.write(0);
delay(1000);
lcd.createChar(0, customChar2);
lcd.home();
lcd.write(0);
delay(1000);
}
Bitmap 을 이용해서 만들었고, 화면 refresh 를 통해서 움직이는 것 처럼 구성했네요.
동영상도 올려 봅니다.
참고로, 이 Liquid Crystal 은 Hitachi HD44780 를 사용하거나 호환품들이라 아래 폰트를 기본 제공합니다.
11. 아...
인터넷에서 보지 말아야 할 것을 봐버렸습니다.
이렇게 이쁘게도 커스터마이징 할 수 있는거군요.
다음은, 커스텀 폰트를 가지고 놀아보겠습니다.
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1. 길고 긴 시작
때는 2015년, 한창 Kickstarter 에 열을 올려, 이것 저것에 투자(?) 하고 있을 때,
당시 저에게는 너무 생소한 Gimbal 이라는 것을 접하게 됩니다.
지금이야 드론이나 스포츠 경기 촬영, 또는 일반인이 손으로 가지고 다니면서 흔들림 방지 해주는 분야에까지 널리 사용되지만,
이 때까지만 해도 이런 종류의 기기는 전문가 집단만 사용하고 있었죠.
다 제껴두고 아래 소개 동양상 보고 홀딱 반해서 투자하게 됩니다. 75 USD...
* Gimbal for your Lights Camera or Action
- https://www.kickstarter.com/projects/2035152529/gimbal-for-your-lights-camera-or-action/description
일단 동영상을 함 봐보세요. 2015년 감각으로... 사고싶어 지죠?!
당시에는, 아무 생각 없이 투자한 것이라, 어떻게 활용할지, 어떻게 컨트롤 할지 상상도 못하고 있었습니다.
제품이 도착 후, servo 로 움직인다는 것을 알고 (도착해서야!) arduino 를 활용해 기본적인 동작만 확인하고 쳐박에 두었습니다.
왜냐 하면, arduino 에 대한 지식이 얕았기에 뭘 더 할 수가 없었거든요.
아래는 지금까지 gimbal 과 관련된 포스트 들 입니다.
* Hardware | Arduino 로 Servo 를 움직여 보자
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-Servo
* Hardware | Arduino 의 Sensor Shield 사용해 보기
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-Sensor-Shield
* Hardware | Dual-axis XY Joystick Module
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-dual-axis-XY-Joystick-Module
마지막으로 Joystick 모듈을 사용해 보고서, 드디어! gimbal 활용의 완성판을 작성할 수 있을것 같아, 이 글을 쓰기 시작했습니다.
2. 연결
최종 목적은 Joystick 을 가지고, Gimbal 을 상하좌우 움직이는 것 입니다.
이게 단순하지만, Joystick 의 운동 한계성으로 그리 쉽게는 되지 않더군요.
일단, Arduino > Joystick > Gimbal (servo) 를 아래와 같이 연결합니다.
Joystick | Arduino Nano
--------------------------
GND | GND
5V | 5V
VRX | A0
VRY | A1
SW | D2
--------------------------
Servo 1 |
--------------------------
RED | 5V
BLACK | GND
SIGNAL | D9
--------------------------
Servo 2 |
--------------------------
RED | 5V
BLACK | GND
SIGNAL | D8
--------------------------
실제 diagram 은 다음과 같습니다.
실제 코드에서는 Joystick 의 SW_pin 이 D2 에 연결되는 등, 위의 그림과 조금 다릅니다만, 대략적인 연결 구조만 보시면 되겠습니다.
3. 간단 구동
일단 Joystick 이 유효한 방법인지 알아볼 수 있는 간단한 코드 입니다.
인터넷 어디에선가 참조했는데 링크를 까먹었습니다. 간단한 연결법이라 검색해서 쉽게 찾을 수 있습니다.
#include "Servo.h"
Servo myservo1; // create servo object to control a servo
Servo myservo2;
int potpin1 = A0; // analog pin used to connect the potentiometer
int potpin2 = A1;
int val; // variable to read the value from the analog pin
void setup() {
myservo1.attach(9);
myservo2.attach(10); // attaches the servo on pin 9 to the servo object
}
void loop() {
val = analogRead(float(potpin1)); // reads the value of the potentiometer (value between 0 and 1023)
val = map(val, 0, 1023, 0, 180); // scale it to use it with the servo (value between 0 and 180)
myservo1.write(val); // sets the servo position according to the scaled value
delay(15); // waits for the servo to get there
val = analogRead(float(potpin2)); // reads the value of the potentiometer (value between 0 and 1023)
val = map(val, 0, 1023, 0, 180); // scale it to use it with the servo (value between 0 and 180)
myservo2.write(val); // sets the servo position according to the scaled value
delay(15);
}
아래는 연결하고 실제 구동 영상입니다.
잘 돌아가쥬?
단, 여기서 문제점들이 몇가지 있습니다.
- ripple value
회로적인 문제로 ripple 값이 발생하여, 조이스틱을 움직이지 않았지만 덜덜 떨거나 깔끔한 움직임이 나오지 않습니다.
ripple 를 제거 해야 합니다.
- speed
돌아가는 속도가 너무 빨라, 원하는 방향으로 위치하기가 힘듭니다.
- available range
X 축의 경우, 90 돌아가지만, gimbal 은 360 가 돌아가게끔 되어 있습니다.
CCTV 등 에 사용된다고 가정하면, 필요 없는 각도나 회전은 발생하지 않게끔 해야 합니다.
- last position
Joystick 의 성질 상, 움직힘 후 가운데로 되돌아 옵니다.
특정 위치를 잡게 하려면 동작시키지 않을 때에는 마지막 위치를 기억하고 있어야 합니다.
- centering
어떤 위치에서든 다시 초기 위치로 되돌아 오는 기능이 있으면 편할 것 같습니다.
이 글의 나머지 부분은, 결국 위의 문제를 해결하는 내용으로 진행됩니다.
4. Ripple Value
Joystick 을 가만히 놔둬도 계속 떨거나, 움직일 때 자연스럽지 못합니다.
Serial Monitor 로 값의 변화를 찍어 봤죠.
아무것도 안했는데도 값이 출렁 거립니다.
전후값을 비교해 보니, 가만히 있어도 최대 11 정도 값이 변하는 것을 알 수 있습니다.
그래프로 도식화 해보면, 그 현상을 충분히 알 수 있습니다.
이는 전기적인 ripple 일 수도 있습니다.
* How can I filter out noise from ADC lines without delay or signal change?
+5V +5V | | (sensor)---resistor---+---(Arduino) | | | | capacitor | | | | GND----------------GND-----GND
이 경우 RC 필터를 넣으면 됩니다. 캐패시터 값으로 0.1uF capacitor 를 사용하면 적절하다고 하네요.
So if you are sampling at around 1000 Samples/second (i.e., a sampling interval of 1 millisecond), then 100 Ohms of resistance and (roughly) 100 uF ceramic capacitor may be adequate. (The RC time constant here is RC == 100 Ohms x 100 uF = 10 milliseconds).
다만, 저항이 들어가면서 값의 외곡이 생기니 software 적으로 처리하기로 합니다.
0 512 1023
<---------------|--------------->
497 | | 527
그럼 어떻게 하느냐.
Joystick 에서 arduino 로 보내지는 전체 analog 신호 0~1023 에서,
정 가운데 앞뒤로 15씩 잘라, 이 구간의 ripple 이나 작은 움직임을 무시하기로 합니다.
...
if ( (0 <= val) && (val < 497) ) {
myservo1.write(angle1--);
} else if ((527 <= val) && (val < 1024)) {
myservo1.write(angle1++);
...
위의 코드에서 보면, 중간값을 잘라 낸 앞뒤 값에서 val 을 읽어 들이는 것으로 했습니다.
5. Speed & Last Poision
원래 소스에서는 최종 위치로 바로 움직이도록 값을 넣어 주지만, 수정된 소스에서는 각도를 1도씩 움직이게 했습니다.
그러면서, delay 값을 낮춘 채로 유지했습니다.
...
if ( (0 <= val) && (val < 497) ) {
myservo1.write(angle1--);
} else if ((527 <= val) && (val < 1024)) {
myservo1.write(angle1++);
} else {
// do nothing
}
...
delay(10);
...
if ( (0 <= val) && (val < 497) ) {
myservo2.write(angle2--);
} else if ((527 <= val) && (val < 1024)) {
myservo2.write(angle2++);
} else {
// do nothing
}
...
delay(10);
}
속도에 변화를 더 주고 싶으면, angle 은 1도씩 움직이는 것은 놔두고, delay 를 조정 합니다.
저는 delay(10) 이 가장 적절했습니다.
또한, 최종 각도를 입력하는 것이 아닌, 한쪽 방향으로 움직임만 있으면 (exist) 1도씩 움직이게 한 결과,
자연스럽게 마지막 위치에서 멈춰있게 되었습니다.
6. Available Range
180도로 움직이는 Servo 를 풀로 사용하면, 카메라를 달았을 때, 촬영 범위를 벗어나거나 회전하게 됩니다.
일단 Y 축 servo 를 생각하면,
천장과 땅바닥을 촬영 각도에서 빼게 된다면, 전체 180 도에서 140도로 좁히면 됩니다.
그렇다면, 20 > 160 도 사이를 움직이게 코딩해 줍니다.
X 축은 180 회전이 720도 회전, 90 회전이 360도, 45 회전이 180도, 22.5 회전이 되어야 비로서 90도가 됩니다.
즉, 좌우로 22.5 를 먹여야 원하는 좌우 180도로 움직이는 결과가 되지요.
...
if ( (67 < angle1) && ( angle1 < 112) ) { // making available range
...
} else if ( angle1 == 67) {
angle1++;
} else if ( angle1 == 112) {
angle1--;
}
...
if ( (20 < angle2) && ( angle2 < 160) ) { // making available range
...
} else if ( angle2 == 20) {
angle2++;
} else if ( angle2 == 160) {
angle2--;
}
...
코딩에서는 90도가 center 이므로, 이 중간을 기준으로 좌우 +/- 한 값으로 범위를 정의했습니다.
위의 소스 마지막 부분에서, 각도의 끝에 있는 값에서 +1 / -1 씩 해준 이유는, 계속 범위 안에 들기 하기 위함입니다.
이게 없으면, 1도씩 움직이던 angle 값이, 범위 밖으로 나가면서 예외상황에 빠지게 됩니다.
코딩 해보신 분이라면, 예외사항 처리가 얼마나 중요한지 아실꺼예요.
7. Centering
Joystick 에서 SW_pin 이 존재합니다.
유일하게 digital 입력이며, 조이스틱을 누르면 딸깍 하는 소래를 내는 그 부분 입니다.
마침 잘 된 거죠. Centering 을 이 SW_pin 을 사용하면 됩니다.
#include "Servo.h"
const int SW_pin = 2; // digital pin for centering
...
void setup() {
pinMode(SW_pin, INPUT);
digitalWrite(SW_pin, HIGH);
...
}
void loop() {
if (!digitalRead(SW_pin)) {
angle1 = 90;
angle2 = 90;
myservo1.write(angle1);
myservo2.write(angle2 );
}
...
}
SW_pin 에 입력이 있으면, 중앙이 되는 90 도를 강제적으로 input 하게 하면 됩니다.
8. 정리
지금까지 해결했던 문제들을 한데 모아 소스코드로 만들면 아래와 같이 됩니다.
#include "Servo.h"
const int SW_pin = 2; // digital pin for centering
Servo myservo1; // create servo object to control a servo
Servo myservo2;
int potpin1 = A0; // analog pin used to connect the potentiometer
int potpin2 = A1;
int val; // variable to read the value from the analog pin
int angle1 = 90;
int angle2 = 90;
void setup() {
pinMode(SW_pin, INPUT);
digitalWrite(SW_pin, HIGH);
myservo1.attach(9);
myservo2.attach(10); // attaches the servo on pin 9 to the servo object
myservo1.write(angle1);
myservo2.write(angle2);
delay (1000); // initalizing
}
void loop() {
if (!digitalRead(SW_pin)) {
angle1 = 90;
angle2 = 90;
myservo1.write(angle1);
myservo2.write(angle2 );
}
val = analogRead(float(potpin1)); // reads the value of the potentiometer (value between 0 and 1023)
if ( (67 < angle1) && ( angle1 < 112) ) { // making available range
if ( (0 <= val) && (val < 497) ) {
myservo1.write(angle1--);
} else if ((527 <= val) && (val < 1024)) {
myservo1.write(angle1++);
} else {
// do nothing
}
} else if ( angle1 == 67) {
angle1++;
} else if ( angle1 == 112) {
angle1--;
}
delay(10);
val = analogRead(float(potpin2)); // reads the value of the potentiometer (value between 0 and 1023)
if ( (20 < angle2) && ( angle2 < 160) ) { // making available range
if ( (0 <= val) && (val < 497) ) {
myservo2.write(angle2--);
} else if ((527 <= val) && (val < 1024)) {
myservo2.write(angle2++);
} else {
// do nothing
}
} else if ( angle2 == 20) {
angle2++;
} else if ( angle2 == 160) {
angle2--;
}
delay(10);
}
코드의 최적화는 생각하지 않고, 오로지 구현에만 신경쓴 소스입니다.
모든 구현이 들어간 코드를 입힌 동영상 입니다.
원하는 수준까지 동작 구현이 되어서 기분이 좋네요.
향후, ESP8266 을 이용하여 원격 조정이나 Web UI 를 통한 컨트롤도 가능하겠습니다.
모두 happy arudino~!
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1. Dual-Axis XY
집에 가지고 있는 Stepping motor 를 원격으로 조정하고 싶을 때, 조이스틱으로 하면 편할것 같아,
우선 arduino 와 조이스틱 구성의 기본 동작을 익혀봤습니다.
위의 목적 외에도 새로운 모듈을 시험해 보는 것은 언제나 즐거운 일 입니다.
2. 구매
AliExpress 를 뒤지면 여러가지 나오는데, 저는 아래 제품을 구매 했습니다.
* For Arduino Dual-axis XY Joystick Module Higher Quality PS2 Joystick Control Lever Sensor KY-023 Rated 4.9 /5
- https://www.aliexpress.com/item/32683242155.html
옵션으로 고정 틀이 들어간 세트도 같이 팔지만,
언제나 그렇 듯, 최소한의 비용 투자가 회사원의 취미로 유지되는 조건이므로 모듈만 구매합니다.
혹시 여유가 있으시다면, 아크릴 고정 틀 세트로 구매하시는 것을 추천드립니다.
어디 놓고 테스트 하거나 구동시킬라면 손으로 잡고 해야 하는데 꽤 불편합니다.
3. 도착
잊을만 할 때 도착했습니다.
엄지 손가락으로 조정하는 고무 모자를 벗겨 보면, XY 축 센서와 SW 센서가 붙어 있습니다.
더 이상 설명이 필요없는 간단한 구성 입니다.
4. Layout
XY 센서는 analog 이고, switch 는 digital 신호로 컨트롤 됩니다.
Arduino nano 와의 연결은 다음과 같습니다.
Joystick | Arduino Nano
--------------------------
GND | GND
5V | 5V
VRX | A0
VRY | A1
SW | D2
--------------------------
배선도는 다음과 같구요.
실제 연결은 다음과 같습니다.
선이 5가닥이 필요하다 보니, 회로 구성 시 자칫 복잡해 질 수 있는 여건이네요.
5. Sketch
소스는 다음과 같습니다. 소스 참고는 아래 사이트 입니다.
* How to connect and use Analog Joystick with Arduino
- https://www.brainy-bits.com/arduino-joystick-tutorial/
Switch 눌림과 XY 축 값을 5V 기준으로 leveling 하여 수치로 표시해 줍니다.
// Arduino pin numbers
const int SW_pin = 2; // digital pin connected to switch output
const int X_pin = 0; // analog pin connected to X output
const int Y_pin = 1; // analog pin connected to Y output
void setup() {
pinMode(SW_pin, INPUT);
digitalWrite(SW_pin, HIGH);
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
Serial.print("Switch: ");
Serial.println(digitalRead(SW_pin));
Serial.print("X-axis: ");
Serial.println(analogRead(X_pin));
Serial.print("Y-axis: ");
Serial.println(analogRead(Y_pin));
Serial.print("\n");
delay(500);
}
스위치가 눌려있는 시간에는 Switch 값이 "0" 으로 변합니다.
요리조리 움직이다 보면 최대값이 나오는 구간이 있습니다. 5V 입력이다 보니 최대값이 1023 으로 표시됩니다.
입력 Vcc 를 3.3V 로 변경하면, 5V 대비 3.3V 로 레벨링 하여 나옵니다. 이 때는 대략 675 정도가 최대값이 되겠네요.
동영상 띄워 봅니다.
FIN
음? 벌써 끝?
네, 이 포스트는 gimbal 에 달려 있는 stepping 모터를 컨트롤 하기 위한 준비 단계라,
XY joystick 모듈과 arduino 와의 연결 확인만 되면 됩니다.
실제 gimbal 과 연결하여 stepping 모터를 컨트롤 하는 것은 다음 포트스에서 해보겠습니다.
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1. 16 bit ADC
ADC 는 Analog to Digital Converter 의 약자로서, 입력받는 값에 대해 digital 로 표현해 줍니다.
Arduino 에는 이 ADC 가 장착되어 있어서 analog input 에 입력받은 신호에 대해 digital 로 leveling 을 해서 보여줍니다.
즉, analog 값을 digital 로 변환해서 보여주는 것이죠.
참고로, arduino nano 에는 10 bit ADC 가 장착되어 있어서 10 bit (0 ~ 1023) 값으로 표현해 줍니다.
다 좋은데, 민감한 sensor 를 다룰 때에는, 이 10 bit ADC 가 아쉬울 때가 있습니다.
좀더 정밀한 값을 들여다 보고 싶은데, 값과 값의 사이값을 알수가 없는거죠.
이 때 등장하는 것이 외부 ADC 모듈 입니다.
AliExpress 와 arduino 를 사랑하는 사람들의 blog 를 보니 ADS1115 라는 것을 많이 사용하는 군요.
ADS1115 는 Texas Instruments 사의 chip 을 사용한 16 bit ADC 입니다.
- Resolution: 16 Bits
- Programmable Sample Rate: 8 to 860 Samples/Second
- Power Supply/Logic Levels: 2.0V to 5.5V
- Low Current Consumption: Continuous Mode: Only 150µA Single-Shot Mode: Auto Shut-Down
- Internal Low-Drift Voltage Reference
- Internal Oscillator
- Internal PGA: up to x16
- I2C Interface: 4-Pin-Selectable Addresses
- Four Single-Ended or 2 Differential Inputs
- Programmable Comparator
아래 link 의 제품이 적당해 보이네요. 구매합니다.
* I2C ADS1115 16 Bit ADC 4 channel Module with Programmable Gain Amplifier 2.0V to 5.5V for Arduino RPi
- https://www.aliexpress.com/item/32850495005.html
2. 도착
그간 업무로 정신 없었는데, 어느샌가 도착했습니다.
블로그 내용을 부풀리기 위해서라도 항상 도착샷을 올리는건 필수 입니다.
저렇코롬 생겼구요.
ALERT 와 ADDR 에 pinheader 는 남겨 놓고 납땜하기로 합니다. 그 덕에 2 pinheader 하나 득템.
그 이유는 이 밑에 설명.
3. Addressing
이 ADS1115 는 I2C 통신을 하는데, 하나의 arduino 와 4개까지 연결할 수 있다 보니, I2C 접근 주소가 겹치지 않게 할 수 있습니다.
방법은 ADDR pin 을 어디로 연결하느냐로 address 를 결정할 수 있습니다.
* Adafruit 4-Channel ADC Breakouts
- https://learn.adafruit.com/adafruit-4-channel-adc-breakouts
- 0x48 (1001000) ADR -> GND
- 0x49 (1001001) ADR -> VDD
- 0x4A (1001010) ADR -> SDA
- 0x4B (1001011) ADR -> SCL
회로를 꾸밀 때 마다, address 정의를 위한 연결을 해도 되지만, 귀찮겠죠?
또한, addressing 을 위해 I2C 용 핀이나, VCC 로 연결하면 왠지 껄끄럽습니다.
그래서 ground 로 연결하여, 기본 0x48 을 가지게 합니다.
또한, 아래 새다리님의 블로그를 보면, 이 연결을 가장 깔끔하게 처리하셨더군요. 따라쟁이는 바로 따라해 봅니다.
* 16비트, 4채널 ADC ADS1115 아두이노 Test
- https://m.blog.naver.com/twophase/220801664646
예전에 파손된 멀티탭 전원선에서 동선 한가닥을 짧게 잘라 내어 아래와 같이 납땜 해 주섰습니다.
캡톤 테이프로 혹시 모를 쇼트를 방지했구요.
i2cdetect 로 addressing 이 잘 되었나 확인해 봅니다.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 40: -- -- -- -- -- -- -- -- 48 -- -- -- -- -- -- -- 50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 70: -- -- -- -- -- -- -- --
흠흠. 잘 되었네요.
4. Layout
* Arduino ADS1115 Module Getting Started Tutorial
위의 tutorial 사이트에서 보면 ADS1115 를 활용하여, arduino 자체 3.3V 출력을 세밀하게 검증해 보는 소스가 있습니다.
따라쟁이는 당연 따라서 검증해 봅니다.
연결은 I2C 용 연결 2가닥과 VCC/GND 그리고, 입력용에 arduino 3.3V output 을 연결합니다.
ADS1115 | Arduino Nano
------------------------
VCC | 5V
GND | GND
SCL | A5
SDA | A4
A0 | 3.3V
------------------------
그림으로 그려보면 다음과 같습니다.
5. Sketch
이미 관련한 library 가 나와 있기 때문에, library 를 설치합니다.
역시 God Adafruit. 없는게 없습니다.
ads1115 로 검색하면 나오지 않고, ads1x 로 검색해야 나옵니다.
이제 HENRY'S BENCH 에서 Henry 아저씨가 arduino 3.3V output 에 대해, ADS1115 를 검증해 놓은 소스를 사용해 봅니다.
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_ADS1015.h"
Adafruit_ADS1115 ads(0x48);
float Voltage = 0.0;
void setup(void) {
Serial.begin(9600);
ads.begin();
}
void loop(void) {
int16_t adc0; // we read from the ADC, we have a sixteen bit integer as a result
adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0);
Voltage = (adc0 * 0.1875)/1000;
Serial.print("AIN0: ");
Serial.print(adc0);
Serial.print("\tVoltage: ");
Serial.println(Voltage, 7);
delay(1000);
}
이 소스에서 가장 중요한 것은 PGA (Programmable Gain Amplifier) 값 입니다.
이 ADS1115 의 default output 최대값이 6.144V 이므로, 이를 15 bit (16 bit 이지만, 부호를 표시하는 1 bit 를 빼면 15 bit 만 활용 가능) 인 32767 로 나누면, 출력 1 에 대해 0.1875mV 라는 계산이 나옵니다.
In the default mode, the setting is +/-6.144 volts.
Thus the value of 32767 would represent a value of 6.144 volts.
Dividing 6.144 volts by 32767 yields a scale factor of 0.1875 mV per bit. This is a significant improvement over the Arduino ADC which resolution of approximately 5 mV per bit. In fact, its about 26 times better!
위의 로직이 소스에 활용되었습니다.
6. 결과
지금까지 구성한 layout 과 위의 소스를 가지고 실행해 보면 다음과 같이 결과가 나옵니다.
3.3V 이지만, 미세하게 값이 변하고 있다는 것을 알 수 있습니다.
이게 USB 를 통해서 연결하지 않고 Power source 를 통해서 입력 받으면 좀더 정확하고 잘 변하지 않는 3.3V 를 얻을 수 있다고 해요.
7. 비교
Arduino nano 의 자체 3.3V 를 16 bit ADC 를 거치지 않은 채로, anlogRead (10 bit ADC) 를 하면 어떨까?
참고로 Arduino 의 AnalogReference 의 정의는 다음과 같습니다.
--------------------------------
Arduino AVR Boards (Uno, Mega, Leonardo, etc.)
- DEFAULT: the default analog reference of 5 volts (on 5V Arduino boards) or 3.3 volts (on 3.3V Arduino boards)
- INTERNAL: an built-in reference, equal to 1.1 volts on the ATmega168 or ATmega328P and 2.56 volts on the ATmega32U4 and ATmega8 (not available on the Arduino Mega)
- INTERNAL1V1: a built-in 1.1V reference (Arduino Mega only)
- INTERNAL2V56: a built-in 2.56V reference (Arduino Mega only)
- EXTERNAL: the voltage applied to the AREF pin (0 to 5V only) is used as the reference.
--------------------------------
AnalogReference(DEFAULT) 를 사용하여, 5V 기준으로 입력값을 leveling 하게 했으며,
arduino nano 에는 PGA 가 없으므로, 단순히 5V 를 10 bit ADC 해상도를 감안하여, 1024 로 나누어, 한 level 당, 0.0049 V 로 계산하도록 했습니다.
최종 소스는 다음과 같습니다.
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_ADS1015.h"
Adafruit_ADS1115 ads(0x48);
float Voltage = 0.0;
float Voltage2 = 0.0; // analogRead(A2)
void setup(void) {
analogReference(DEFAULT);
Serial.begin(9600);
ads.begin();
}
void loop(void) {
int16_t adc0; // we read from the ADC, we have a sixteen bit integer as a result
adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0);
Voltage = (adc0 * 0.1875)/1000;
Serial.print("AIN0: ");
Serial.print(adc0);
Serial.print("\tVoltage: ");
Serial.print(Voltage, 7);
// analogRead(A2) start
int16_t adc2;
adc2 = analogRead(A2);
Voltage2 = (adc2 * 0.0049);
Serial.print("\tAIN2: ");
Serial.print(adc2);
Serial.print("\tVoltage2: ");
Serial.println(Voltage2, 7);
// analogRead(A2) end
delay(1000);
}
결과값은 이렇게 나왔네요. 많이 부정확 합니다.
그 원인으로는,
- 5V reference 전압이 USB 를 통해 공급받으며, USB 전원은 불안하게 공급받습니다.
- PGA 가 없이, 단순히 5V reference 전압을 10 bit 로 나눈 값을 기준값으로 정했습니다.
- 16 bit 하고는 비교도 안되는 10 bit 해상도 차이가 납니다.
ADS1115 16 bit ADC 를 이용한 센서값 입력은 보다 정확한 값을 보장해 주네요.
향후 자주 사용해야 겠습니다.
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1. Arduino Nano 를 DIY 해보자
이 글은 아래 포스트에서 이야기한, arduino 를 직접 만들어보기 2탄 입니다.
* Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 1
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-DIY-itself-1
처음 DIY 대상으로 arduino nano 입니다.
일단, 회로 보는 EAGLE 프로그램에서 뽑은 part list 를 구입에 필요한 것만 정리해 봤습니다.
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C1, C4, C6, C9 | 100nF | 0603 SMD | | C3, C7, C8 | 1uF | 0805 SMD | | C2, C5 | 4.7uF 16V | 0603 SMD Tantalum capacitor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | RP1, RP2 | 1k Ohm | CAY16 Network resistor SMD | | L, PWR, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | SS1P3L-M3 | Schottky diodes & rectifier 30V 1A | | F1 | 500mA 6V | 0603 SMD MF-FSMF050 Resetable Fuse | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | J1, J2 | 15 x 2 | single row male 2.54mm pich pin head | | J3 | USB Mini B | USB Mini B type female socket | | J4 | 6 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | SW1 | 157 | SMD tactail switch | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC1 | FT232RL | SSOP28 USB UART interface IC | | IC2 | LM1117IMPX-5.0| SOT223 Linear regulator | | IC3 | ATMEGA328P-AU | TQFP32 8-bit Microcontroller | | Y1 | 16MHz | SMD Crystal ceramic resonator | -------------------------------------------------------------------------------------------------------
0603 SMD 및 CAY16 network resistor 등, 소형화에 특화된 부품들로 구성되어 있습니다.
Oscillator 마저도 SMD 타입 입니다.
정품 arduino nano 의 앞면과 뒷면 사진 입니다.
최신 arduino nano 는 ATmega328 chip 크기가 더욱 작아진 MLF (Micro Lead Frame) 형식으로,
ATmega328-MU 가 실장되어 있습니다.
참고로, 이 ATmega328-MU 의 Package type 은 32M1-A 라고 하네요.
- Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega328-328P_Summary.pdf
아래는 밑면입니다.
맨 왼쪽 밑부분에 0603 크기의 fuse 가 있으며,
중간 부분에 SMD 형식의 network resistor 가 실장되어 있습니다.
공간을 최대한 적게 차지하도록 작은 부품들을 사용되어 있습니다. 다만 구하기 힘든 부품들입니다.
2. 구입 부품 최종 확인
정품 nano 에 사용된 SMD 크기는 0603 이지만, 받은 보드는 0805 SMD 로 수정되었으며,
다른 부붐들도 보다 범용적이고 큰 부품들로 변경되어 있다는 것을 알 수 있습니다. 아래 파일은 그 회로도 입니다.
* BL-386
* BL-386(Silk)
참고가 될 수 있도록 arduino nano 의 official 자료를 아래에 올려 놓습니다.
* Arduino Nano V3.2
아래는 무료로 받은 보드 윗면입니다.
부품 크기가 0805 SMD 죠? 그리고 reset switch 마저도 큼지막 합니다.
아래는 밑면입니다.
모두 0805 SMD 이며, 왼쪽 윗부분의 diode 도 큼지막 합니다.
특징으로는 oscillator 가 4 pin 이며, 정사각형의 모양입니다. 이런건 처음이네요.
이 보드를 설계하신 분의 배려가 느껴집니다.
Arduino Nano 의 보드 자체 크기가 0805 를 충분히 커버할 수 있으므로, 궂이 0603 SMD 를 쓸 이유는 없는 것이지요.
다음에 준비하고 있는 Duemilanove 에서도 0805 SMD 를 그대로 사용하고 있어,
추가 부품을 그렇게 많이 구입하지 않아도 되어서 다행입니다.
최종적으로 실제 필요한 부품을 다시 정리해 봤습니다.
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C1, C3, C4, C7, C9 | 0.1uF | 0805 SMD | | C5, C6 | 22pF | 0805 SMD | | C8 | 10uF | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R1, R2, R3 | 1k Ohm | 0805 SMD | | R4, R5, R6, R7 | 680 Ohm | 0805 SMD | | L, PWR, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | SS14 | Schottky diodes & rectifier 30V 1A | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | J1, J2 | 15 x 2 | single row male 2.54mm pitch pinhead | | J3 | USB Mini B | USB Mini B type female socket | | J4 | 6 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | SW1 | 3 x 6 x 2.5mm | SMD Tactile switch | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC1 | FT232RL | SSOP28 USB UART interface IC | | IC2 | LM1117IMPX-5.0| SOT223 Linear regulator | | IC3 | ATMEGA328P-AU | TQFP32 8-bit Microcontroller | | Y1 | 16MHz | 3225 SMD Crystal ceramic resonator | -------------------------------------------------------------------------------------------------------
필요한 부품 리스트를 만들면서 알게된, 배려가 깃든 보드의 특징은 다음과 같습니다.
* no network resistor
저항을 한데 모아 회로를 단순화 하기 위한 부품으로 SMD 용으 구하기 힘드나,
위의 보드에서는 모두 0805 SMD 로 변경되었습니다.
* no fuse
Fuse 가 생략되었습니다.
사실 arduino nano 는 과전류에 사용될 목적으로 만들어 진 것이 아니므로, 단순화를 위해 삭제된것 같습니다.
* bigger crystal
좁쌀만한 oscillator 가 아닌, 좀더 큰 resonator 로 변경되었습니다.
* bigger diode
Diode 도 일반적으로 사용되는 큰 부품으로 대체되었습니다.
* bigger switch
RST switch 도 큰걸로 대체되었습니다.
* all 0805 SMD based
그렇습니다. 0603 SMD는 모두 0805 SMD 로 변경되었습니다.
배려가 깃든 보드인 것을 조사하면서 알게 되니 감사한 마음이 저절로 듭니다.
이 자리를 빌어 다시한번 감사의 말씀 드립니다.
이제 각 부품 구입을 정리해 봅니다.
동시에 다른 arduino 를 준비하다 보니, 겹치는 부품들이 꽤 있습니다.
이런 부품을 공유할 수 있어서 좋네요.
8pin DIP socket 이 필요해서 555 주문할 때, 따로 10uF 을 주문했습니다.
얘만 투명 릴에 왔네요.
위의 세트에는 다음 저항들이 포함되어 있고, 딱 680 Ohm 은 없습니다.
10R / 22R / 47R / 100R / 220 / 470R / 750R / 1K / 2K2 / 4K7 / 6K8 / 10K
22K / 47K / 75K / 100K / 220K / 470K / 750K / 1M
잘 도착하여 받아본 부품 입니다.
다만, 요즘 Micro USB 추세라, Micro USB 도 구매합니다.
Mini USB 와 비교시 pin 간의 간격만 다를 뿐, pin 순서는 동일했습니다.
역시 Micro USB 가 더 단순하고 깔끔한 느낌을 줍니다.
Pin 간격이 좁을 뿐, 순서는 동일합니다.
다만, 요놈은 도착까지 3개월이 걸렸네요.
물론 검정 버전도 같이 가지고 있습니다.
Duemilanove 용으로 구입한 세트에 모두 포함되어 있습니다.
5V/800mA 사양대로라면 특별히 문제될껀 없다고 봅니다.
확대 사진입니다.
형식만 알면 제품을 선택하는 것은 그리 어렵지 않습니다.
AliExpress 에서 검색하니 바로 나오네요. 그 중에서 16MHz 제품을 선택해 줍니다.
* 10pcs SMD 3225 active crystal oscillator OSC 16MHZ 16M 3.2*2.5 3.3V 25PPM
잘 도착했구요.
Oscillator 치고는 직사각형으로 생겨서 신기합니다.
인두 팁으로 납땜을 하다 보니, 아무래도 사용되는 납이 많아져 버립니다.
특히 소자 밑으로 스며들게 해야 하는 oscillator 가 가장 힘들었습니다. (좀 지저분하게 되었죠?)
표면에 안착되지 않은 듯 해서 납을 좀 많이 먹여버리기도 하고, 네 귀퉁이의 소자가 붙어버린 것 같아서 납을 빨아들이기도 하고.
0805 SMD 의 LED 소자는 납땜 하는 열로 인하여 안쪽 구조가 쉽게 망가질 수 있어서 신경이 많이 쓰였습니다.
신기한 것은, anode / cathode 가 쉽게 구분될 수 있도록 띠가 마킹 되어 있었습니다.
위의 사진 처럼, 돌기가 있는 쪽이 + 극이네요.
설계대로라면 USB mini B 이어야 하지만, 요즘은 micro USB 로 통합되는 분위기라서 micro USB 를 장착해 봤습니다.
리드선의 순서는 동일해서, 간극만 맞추고 납땜하면 되었습니다.
잘 안착되게 리드선을 밑으로 구부려서 납땜 해야 하는데, 그러지 않아서 납을 많이 먹여도 떠버리네요. (위 사진)
micro USB 부분의 접점이 잘 되지 않자, 조금 많이 인두로 지졌더랬습니다.
그랬더니 패턴이 나가버렸네요. ㅠㅠ (망함)
micro USB 를 PC 에 연결하면 LED 도 들어왔다 나갔다 뭔가 하는것 같은데, PC 에 인식이 되지 않았습니다.
pinheader 까지 다 납땜 해버렸는데...
이번 작업은 망했어요.
다시 이 기판을 주문하여 도착하면 다시 시작하려 합니다.
그러기 전에 열풍기로 작업해야 겠습니다.
열풍기가 준비 되면, 그 때 다시 arduino DIY 를 시작하겠습니다.
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납땜 취미를 가지다 보면, 인두기부터 시작하여 납땜을 잘 되게 해주는 flux, 인두팁 관리용 제품 등, 다양한 용품이 필요합니다.
향후 작은 SMD 소자를 잘 납땜하기 위해서도 꼭 필요한 물건들이 되겠습니다.
관련된 제품 중에는 일본산이 많습니다. 마침 출장간 김에 부품을 준비해 봅니다.
참고로, 본 일본 제품 구매는, 지금의 무역분쟁이 발생하기 전, 올 5월달에 구매했던 내용입니다.
1. 소포왔다~!
필요한 물품들을 AliExpress 에서 구매해도 되나, SMD를 잘 납땜하기 위해서는 좋은 품질의 용품이 필요하니,
마침 일본 출장 때, Amazon Japan 에서 구매하여 호텔로 배달시켰습니다.
출장 중, 호텔 프론트에서 받는 소포란... 뭔가 업무에 중요한 물건이라도 된 듯 표정으로 받아 들고 옵니다.
박스 하나와 서류 봉투같은 것, 두 개 왔습니다.
업무를 마치고 홀가분한 마음으로, 에어컨 빵빵한 호텔방에서 홀라당 빤쓰 차림으로 기분 좋게 하나씩 뜯어 봅니다.
아... 이게 얼마만에 주문하여 받아보는 물품이던가.
작년 말에 필요했었지만, 저번 출장 때는 생각을 못해 구매를 놓쳐버려, 이번 출장 오자마자 바로 주문하고 받았습니다.
물건 부피는 다 합쳐도 크지 않지만, 배송 상 쉽게 배송할 수 있도록 적어도 이 사이즈의 박스로 배송한다고 어디선가 들었습니다.
중국 AliExpress 는 거의 편지봉투 수준인데...
2. Tip Refresher
정확한 명칭이 이건지 모르겠지만, 인투팁 피막에 엉겨붙은 불순물들을 날려주는 용품입니다.
* goot チップリフレッサー BS-2
- https://www.amazon.co.jp/gp/product/B0016VDHIE/
이놈은 낱개 주문이 안되고, 한꺼번에 7개를 주문해야 배송해준다고 해서, 평생 쓸꺼 한꺼번에 샀습니다.
Before / After 모습을 그림으로 보여주고 있구요, 인두팁을 300~360도로 가열한 다음 사용하라고 되어 있습니다.
하나 까서 열어 봅니다.
손끝으로 만져보면, 무슨 금속 가루와 화학약품을 풀로 이겨서 굳혀 놓은것 같은 느낌입니다.
산화되어서 도저히 납땜이 되지 않는 저의 인투팁 등장.
달군 다음 살짝 fresher 에 뭍혀 봤습니다.
지지직~ 흠... 뭔가 변화가 별로 없네요?
아차차, 온도를 450 도로 맞춰 놨었네요.
310 도 정도로 낮춘 다음 다시 fresher 에 지져 봅니다.
오오오옷!
팁의 윤기가 돌아 왔어요~! 신기.
까슬까슬한 페이스트같은 게 녹으면서, 피막을 벗겨 내고 (사진상 페이스트에 뭍어있는 검붉은 색 부분)
혼합된 금속 가루들이 코팅되는 느낌입니다.
처음 구매했을 때의 때깔까지는 복원해 주지는 못하지만, 그럭저럭 사용할 만 하게 되었습니다.
효과 있네요.
4. Tip Recovery
이 제품도 인두 tip 을 재활시켜주는 물건입니다.
* goot チップリカバリー ST-45
- https://www.amazon.co.jp/gp/product/B01LWO95KZ/
Tip Refresher 와 비교하여 뭐가 좋은지 몰라서 두개 모두 구매해 본 것입니다.
이놈은 Tip Refresher 와는 반대로, tip 을 완전히 식힌 다음, 이 고무같은 것에 문지르라고 합니다.
고무긴 고무인데, 금속과 혼합되어 있어서, 팁을 문지르면 팁 표면이 갈리는 느낌이 납니다.
살살살 문지르면, 지우개 똥 만들어 지듯, 문지른 주위로 똥이 만들어지고 우수수 떨어집니다.
느낌 상 이게 더 효과가 좋아 보입니다. 깔끔하게 갈렸어요.
별로 많이 문지르지도 않았는데, 저렇게 시커멓게 되는군요.
갈린 부분을 코팅하고자 Tip Refresher 도 해줬습니다.
이 두 물품은 같이 쓰는게 맞는 듯 하네요. 갈아서 벗겨주고, 코팅해주고.
5. Flux
이 제품은 납땜을 이쁘게 해주는 flux 입니다.
SMD 납땜에는 필수라고 할 수 있겠습니다.
이걸 납땜할 자리에 도포하고 납과 함께 지지면, 신기하게도 부품 다리와 PCB 패턴에 납이 잘 모입니다.
* goot プリント基板フラックス BS-75B
- https://www.amazon.co.jp/gp/product/B004ANR7KY/
이놈만 병으로 되어 있어서, 뽁뽁이 봉투로 배달된 놈 입니다.
솔직히 이 가격에 이 용량은 좀 아닌것 같아요.
PCB 에 알아서 적정량 잘 발라주고, 잘 납땜하라고 설명하고 있습니다.
금싸라기 같은 용액이라, 일단 약통에 1/3 만 부어서 사용해 보도록 합니다.
주사기 같이, 끝이 아주 미세하게 뚤려 있서, 방울로 액체를 떨어트릴 수 있는 용기가 있으면 좋겠으나,
그런건 없으므로, 버릴 약통을 우선 사용했습니다.
가장 하고 싶었던, 가드다란 다리가 많은 chip 을 PCB에 납땜해 보기로 합니다.
이번에 해보려는 arduino nano DIY 기판 입니다.
이 액체 flux 가 도착하기 전까지 시작하지 못했던 arudino DIY 입니다.
* Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 1
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-DIY-itself-1
살짝 도포한다는게, 약병 구명이 너무 커서 한 5방울치 떨어진 것 같아요.
오호호~!!! 기대 이상으로 잘 되었습니다.
신기하게 납들이 금속으로 가서 붙네요. 저런 가느다란 다리임에도 불구하고 전혀 힘들지 않았습니다.
또한, 이 액체는 송진이 원료중에 하나라서, 솔방울 냄새가 나요.
그치만 이 용액만으로는 양이 부족할 듯 하여 알아보던 중,
미국 Amazon 에서는 1리터 짜리가 17 USD 하는 액체 flux 가 좋다고 너tube 에서 봐서 구매했습니다.
사실은 미국에서 출장오시는 분에게 부탁해서... 이걸 가지고 먼저 일정에 있던 중국 들렸다가 서울 오셨슴...
(중국 세관에서 해명하느라 혼났다 함)
* MG Chemicals 836LFNC Lead Free NO Clean Flux, 1 Litre, Bottle
- https://www.amazon.com/gp/product/B01MYEE84K/
역시 통큰 나라답게 1리터다! (20ml 가 말이 되냐!)
크고 아름답습니다.
난 Product of U.S.A. 임... 이라고 당당하게 써 있네요. 따봉.
가격차가 3배 이지만, 용량 차이는 50배나 차이나는 goot (20ml) 놈과 비교해 보면...
효과는 별 차이가 없습니다.
6. Solder Wick
이 제품은 납을 빨아주는 솔더윅 입니다.
이미 알리에서 중국 제품을 구매했지만, 완전 효과 없슴.
원래 내가 기술이 없어서 안되는 것인지 제품이 이상한 것인지 확인하고 싶었습니다.
* goot はんだ吸取り線 CP-3015
- https://www.amazon.co.jp/gp/product/B001PR1KPQ/
내가 기술이 없어서 납이 제대로 빨리지 않은 것이면, 많이 사두면 쓰레기만 늘어가는 것이니, 한 개만 구매해 봅니다.
납 위에서 인두로 지지라고 합니다.
중국제로도 그렇게 했는데 말이지...
길이는 1.5m... 미국의 기상을 본받자.
쥐똥만한 길이로 감겨져 있습니다.
ESP8266 의 Flash ROM chip 을 대용량으로 교체할 때, 사용해 봤습니다.
액체 flux 뿌리고 지져 댔습니다.
야이C... 잘됩니다.
깔끔하게 납이 흡수되어 기판에 붙어 있던 Flash ROM chip 이 분리 되네요.
* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 4
- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-4
이로써 알리발 중국 제품은 전혀 효과 없음이 증명되었습니다.
7. Iospropyl Alchohol
기판 세척제로는 위험한 TCE, 친환경 세척제 등이 있다고 합니다만,
소독약으로 쓰이는 이소프로폴 알콜 99% 도 기판 세정에 딱이라고 하더군요. 인체에 해도 거의 없고.
그치만 99% Isopropyl Alchohol 을 구하긴 힘듭니다.
그래서 대체제로 소독용 에탄올을 구입했습니다. 1000원.
농도를 보니 83% 네요.
깔끔하게 세척해주지는 못하지만, 그나마 기판에서 불순물을 벗겨내서 날려 줍니다.
Flux 를 사용하면 아무래도 찌꺼기가 남습니다.
마무리는 에탄올 들이 붙고, 칫솔로 쓱싹쓱싹 하면 나름 깨끗해 집니다.
FIN
납땜 스테이션도 교체하고 싶고, 열풍기도 필요하고, Bench Power Supply 도 필요하고...
일단, 최소한 SMD 부품을 납땜 할 수 있는 용품은 준비가 되었네요.
이제 arduino nano DIY 를 시작해 보려 합니다.
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