초코볼의 inside Tech

알리에 처음 눈을 뜨기 시작하던 2017년쯤에 Transistor Tester 라는 것을 구입해서 납때해서 만들고, 잘 사용하고 있었습니다.

전자 부품 테스트 하기에는 이만한 것이 없죠.

* Hardware | Transistor Tester

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Transistor-Tester

이 테스터기에 사용되는 건전지가 9V 인데, 교체하게 되면 케이스 안에 수납되어 있는 형태라 반분해를 해야 해서 매우 귀찮습니다.

또한 새로 건전지를 구매해야 하기도 하구요.

3년 썼더니만, 올 것이 왔습니다.

1. 대세는 무선 충전

일전에 휴대폰용 무선 충전 DIY 할 때 봐 놨던 제품이 생각나, 이놈도 무선 충전으로 개조해 보기로 합니다.

* Hardware | 무선충전기를 만들어 보자 DIY

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Wireless-Charger-DIY

동일한 날 다른 부품도 AliExpress 에서 주문 했더니만, 동시에 도착했습니다.

필요한 구성품은 다음과 같습니다.

- 무선 충전 코일 (receiver)

- 충전 5V input / 9V output 컨버터 모듈

- 3.7V 배터리

2. 무선충전 receiver 코일

자기장을 이용하여 전기를 만들어 주는 코일 입니다. 디자인이 심플하고 소형이어서 딱 사용하기 좋은 크기네요.

* DIY Qi Standard Wireless Charging Coil Receiver Module Circuit Board DIY Coil For Phone For Battery 5V 1A Fast Quick Charger

- https://www.aliexpress.com/item/32995630744.html

특징은 웹사이트에서 가져왔습니다.

Features

1. Pure copper coil, high permeability, low loss, assuring fast charging.

2. Can charge the battery directly.

3. Charging current is around 5V 1A.

4. Can be directly connected to the phone's motherboard, the phone will display wireless charging.

5. Red is positive and gold is negative. The wire can be bent freely.

Specification

Material : PCB

Product Name : Wireless Charger Receiver Module

Input Power : 5V 1A or 9V 0.5A

Output : Power up to 5W

Charging Efficiency : 75%

Transmission distance : 2~8mm

Charger Applicable Form : Wireless Charger

Executive Standard : Qi Wireless Charging Standard

Product Certification : CE/FCC/ROSH

Board Size : 1.9 * 3.2cm / 0.7 * 1.3in

Copper Coil Size : 4.1 * 2.9cm / 1.6 * 1.4in

Cable Length : 5cm / 2.0in

Weight : approx. 6g

Note

Wireless charging = transmitter + receiver (both can be charged together)

1. There is a "charger" (i.e. coil patch) : If your phone has a built-in "receiver", or you have already purchased a "receiver" in another home, then you only need to buy a "transmitter" Charging.

2. There is a "generator" (i.e. the base) : If you have already purchased the "transmitter", then you can just recharge by purchasing the "receiver".

Package List

1 * Charger Receiver Module

소형인지라 코일과 breakout board 가 앙증맛게 생겼습니다.

PCB 도 말랑말랑한 재질이라 여러 환경에서 사용될 수 있도록 제작되었습니다.

뒷면입니다. iPhone / Android 에 무선 충전 모듈이 없는 스마트폰에 사용할 수 있게끔 만들어져 있습니다.

3. 컨버터 모듈

충전 코일 / 배터리 등을 연결하고 9V를 출력해주는 모듈 입니다.

* Charging Step Up Booster Module Dc 5v-12v To 9v/12v For 18650 Lithium Battery Ups Voltage Protection Converter Charge Discharge

- https://www.aliexpress.com/item/4000123591565.html

크기가 그리 크지 않아, Transistor Tester 밑의 공간, 즉 9V 건전지가 위치한 공간에 무리 없이 들어갈 듯.

이 부품을 선택한 이유는 5V 계열로 충전하고 / 3.7V Lithium Ion 배터리를 충방전 / 9V 출력을 내주는 기능이 모두 들어있기 때문입니다.

12V output 버전도 있지만, 9V output 버전을 구매했습니다.

1. Description

It is a UPS uninterruptible power supply control board.

2. Features

1) Support charging and discharging at the same time

2) Large current

3) Small size

4) High efficiency

5) Support short circuit protection

3. Parameters

1) Product Name : UPS Voltage Converter Module 

2) Working Voltage : DC 5.0V~12.0V

3) Output Voltage : DC 9.0V

4) Output Power : 9W

5) Support Battery(No include!) : 3.7V Lithium or polymer battery 15Ah(Max)

6) Working Temperature range : -40℃~85℃

7) Working Humidity range : 0%~95%RH

8) Size : 50*20*6.3mm

4. Using Steps

1) Connect right input voltage at input terminal.

2) Check output voltage by voltmeter and ammeter.

3) Connect battery at B+ and B-.

5. Note

1) Its max output current is 1A and can not keep output 1A.

2) The positive and negative poles of the input power supply cannot be reversed Otherwise the module will be damaged.

3) Users can install a common anode Red-Blue LED by yourself as charging indicators. Blue light indicates whether there is a load at output. Keep Red is charging. There is no battery if Red flashing. Red OFF if charged.

4) Due to the large current, it is recommended to use a thicker wire. Wire cross-section greater than 1.5 square millimeters.

5) Please read use manual and description before use.

6. Application

1) Ordinary power supply

2) Battery charger

3) Mobile power

4) Power conversion

5) Infrared alarm

6) Network equipment such as switches

7) Router

8) Battery car modification

7. Package

1) 1pc UPS Voltage Converter Module

이놈도 다른 부품 도착할 때 같이 왔네요.

알리에서 전자 부품이 도착하는 평범한 모습.

깔끔한 PCB.

전압 control 및 안정용 IC chip 들이 보입니다.

입력부와 출력부 등에는 코일 부품으로 전압 제어용 인덕터와 IC 들이 달려 있습니다. 정전압 다이오드 등도 보이네요.

왼쪽 부분에 LED1 으로 표시된 곳이 상태 indicator 용 LED 가 위치하는 듯 합니다만, 3 pin LED 는 동봉되어 있지 않았습니다.

찾아보니, 3-pin LED 는 + 또는 - 를 공유하는 LED 2 개가 하나로 되어 있다고 하네요.

* LED pinouts – 2, 3, 4-pin and more

- http://lednique.com/leds-with-more-than-two-pins/

0805 SMD LED 를 사용하면 될 듯 하군요. 마침 자가 arduino 만들어 보려고 구입해 놓은 0805 SMD LED 가 있으니 활용해 보면 되겠습니다.

SMD LED 실장시에는 극성을 조심해야 합니다.

밑의 사진처럼 Red / Green LED 를 이쁘게 잘 붙였습니다.

4. 배터리

3.7V Lithium Ion 배터리는, 방사능 측정기 DIY 때, battery upgrade 하고 남은 것을 활용합니다.

집안에서 3년동안이나 굴러다니고 있었는데, 잘 되었어요.

* Hardware | bGeigie Nano 의 battery 를 업그레이드 해보자

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-bGeigie-Nano-battery-upgrade

Lithium Ion / Polymer 배터리의 표기들이 3.7V / 4.2V 두 가지고 있는데, 이는 동일한 스펙이고 다른건 아니라 합니다.

3.7V 는 평소 voltage 이고, 4.2V 는 peak voltage 라고 하네요.

* Voltages | adafruit

- https://learn.adafruit.com/li-ion-and-lipoly-batteries/voltages

For example, almost all lithium polymer batteries are 3.7V or 4.2V batteries. What this means is that the maximum voltage of the cell is 4.2v and that the "nominal" (average) voltage is 3.7V.

그 사이 한번도 충/방전을 안했는데도 3년동안 voltage 가 변하지 않았네요. 용량도 그대로 였습니다.

5. 연결

충전용 receiver coil 과 converter module 을 납땜하고 무선 충전 해 봅니다.

충전쪽으로 가는 전압은 약 4V.

출력은 9.19V 나와서 정상 동작 하네요.

이제 테스터기 본체를 분리하고, 9V 연결선을 제거.

Converter module 에서 본체로 가는 선은 조금 굵은 것을 사용하고자, 예전에 구입한 충전 connector 에서 적출한 선을 사용 했습니다.

배터리는 선이 짧아서 연장해주고 쇼트를 막기 위해 수축 튜브로 마무리.

전원 스위치 ON 하니, converter module 에 납땜한 녹색 0805 SMD LED 이 켜지면서 전원이 들어 옵니다.

전압도 문제 없습니다.

충전하면서 전원을 켜도 잘 작동 하네요.

충전과 출력이 동시에 되고 있다는 것을 알려주는 LED 가 이쁘게 잘 들어오니, 상태 확인이 쉽습니다.

6. 조립

기판 뒷면에 배터리와 PCB 가 들어가게 되는데, 쇼트 방지를 위해 쿠션을 제단하여 깔아 줍니다.

밑판에 캡톤 테이브로 코일과 회로를 고정해 줍니다.

Converter module 은 그 크기가 테스터기 아래부분의 뒷면에 맞춤형 처럼 들어 맞네요.

투명 아크릴 케이스이고, 캡톤 테이프가 노란색을 띄어서 그런지 멋지게 보입니다.

이번 프로젝트는 구상한 대로, 만족스러운 결과가 나와서 기분이 좋습니다.

7. 실사용

조립 후, 충전기 위에 올려 놓으면 충전 불이 들어오면서 문제 없이 충전 됩니다.

충전이 완료 되면 모든 불이 꺼집니다.

충전 중에 전원을 키면, 역시나 동시에 불이 켜지구요.

전체 샷은 이렇게 보여요.

8. 미세 전류

대기상태가 되면, Green LED 가 아주 조그맣게 깜빡입니다.

아마도 확인 전류인 듯 한데, 미세하게 깜빡이면서 소비되는 전류가 싫다면 LED 를 제거하면 되겠죠.

그래도 사용 중에 불이 들어오는 모습이 멋져 그냥 놔두기로.

FIN

1. 고장

예전에 설치하여 밤낮없이 돌아가 주던 Stick PC - MeeGoPad T07 4GB 가

어느때부터인가 Windows 10 기동이 되지 않았습니다.

* Hardware | MeeGoPad T07 4G RAM

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-T07-4G-RAM

이 Stick PC 는 원활한 운용을 위해 heat sink 도 신경써서 버전업을 시켜준 상태였습니다.

* Hardware | MeeGoPad 히트싱크 업그레이드 하기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-heatsink-upgrade

* Hardware | MeeGoPad 히트싱크 업그레이드 하기 - 2

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-heatsink-upgrade-2

그러던 와중에 무한 부팅에 빠지게 되었습니다.

아무래도 24시간용으로 운용하기에는 너무 빈약한 heat sink 와 내구성으로 버텨주지를 못했나 싶습니다.

2. 히팅건

특히 열이 많이 발산되는 부품들은 납땜이 제대로 되어 있지 않을 경우,

냉납이라는 현상으로 정상 작동이 되었다 안되었다 하는 불안한 현상을 보인다고 하였습니다.

무한 부팅이 일어나면서 고쳐지지 않는 것은 필시 냉납이라고 결론을 내리고 열풍기 - heating gun 을 물색합니다.

아래 제품을 구입하고 싶었으나, 세계적인 브렌드인 만큼 가격도 거의 10만원대 입니다.

구글링 하던 중, 비싼 히팅건 대용품은 2가지가 있었습니다.

1. 오븐에 굽기

a. 납이 녹는 200도 이상 올라가는 오븐을 구해야 함

b. 납은 유해 물질이므로, 전자제품 굽는것 전용으로만 활용해야 함

c. 온도 확인을 위해서 오븐 온도계가 추가로 필요함 (추가 구입)

2. 휴대용 토치

a. 대략 1.5 ~ 2만원의 가격대

b. 가스만 있으면 사용 가능

c. 불꽃을 직접 쐬므로, 부품이 녹을 수 있슴

일단 추가로 비용이 들어야 하는게 마음에 들지 않습니다. 흠...

3. 시거젝

그러다가 Youtube 에서 시거젝을 이용한 열풍기 제조기가 있다는 것을 발견했습니다.

뭔가 아주 저렴해 보이면서, 그렇게 어렵지 않게 생겼습니다.

거기다, 시거젝에서 나오는 열이 엄청날 것 같습니다. 효과는 동영상에서 검증이 되었네요.

여러가지 종류가 있습니다.

제대로 만들면 정말 물건이 되겠군요.

* 시거젝을 이용한 열풍기

- https://www.youtube.com/watch?v=KpkeJOzD2r0

* 스위치까지 장착된 시거젝 열풍기

- https://www.youtube.com/watch?v=juhSAzw_IO4

* thermocouple 온도계를 이용하여 모니터링 하면서 작업하는 열풍기

- https://www.youtube.com/watch?v=VrjiRGkcUzs

* 가장 간단하게 만든 동영상

- https://www.youtube.com/watch?v=xrH6z7FJdgM

* PC power 를 이용하여, 가장 빠른 방법

- https://www.youtube.com/watch?v=7vgKGkxcm_c

* 더 간단한 방법

- https://www.youtube.com/watch?v=7QB3ZQ1OU0w

4. 구입

필요한 것은 시거젝! 바로 알리에서 확인해 봅니다.

후훗, 역시 있군요. 개당 1.28 USD !!!

- https://ko.aliexpress.com/item/12V-Auto-Car-Power-Plug-Socket-Output-20mm-Automatic-Cigarette-Lighter-Ignition-2016-New/32656607243.html

여분을 생각해서 2개를 주문합니다.

5. 도착

알리스럽게 도착하였습니다.

구조가 간단하니 파손의 위험은 없어 보입니다.

12V 20MM 규격이라 합니다.

조그만 해서 귀엽습니다.

스프링을 제껴 주면 가장 핵심부품이 보입니다.

워낙 뜨거워지니, 중간에 세라믹 (도자기) 구조물이 있습니다.

6. 전원

시거젝에 연결하는 전원은 12V 입니다.

마침 PC 의 PATA 케이블 - 주로 예전 HDD 연결하는 케이블 - 에 5V / 12V 가 출력되게 되어 있습니다.

- https://en.wikipedia.org/wiki/Molex_connector

12V 를 뽑기 위해서 집에 굴러다니는 ATX power 를 꺼내옵니다.

ATX 24pin power connector 에서 16, 17번 pin 을 이용하여 on/off 를 할 수 있다는걸 알게 됩니다.

끝단에 on/off 스위치를 연결하고 jump 선으로 연결해 줍니다.

문제 없이 12V 가 나오는지 확인해 봅니다.

오오오, 잘 나옵니다.

7. 시거젝 분해하기

이제 전원이 준비 되었으니, 시거젝을 12V pin 에 연결해 보도록 합니다.

우선 시거젝을 분리하여 전원선을 연결해 줘야 합니다.

먼저 시거젝을 분리합니다.

손잡이를 돌리면 분리가 됩니다.

꼭지에 있는 너트를 돌려서 분리하면 완전 분리가 됩니다.

바깥 커버를 정위치 시켜주는 스프링도 있습니다.

우리 작업에는 필요 없습니다.

완전 분리가 되었습니다.

바깥 케이스 및 스프링은 필요가 없습니다.

8. 전선 연결

많은 전류가 흐르므로 두꺼운 전원선이 필요합니다.

마침, 멀티탭 수리기 챙겨놨던 전원 케이블에서 적출합니다.

* Hardware | 멀티탭 수리기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-fix-power-strip

두꺼워서 좋습니다.

또한, 화재 예방을 위해서 전원 피복이 잘 안타는 재질입니다.

전원선 끝단을 펴 줍니다. 너트 부분에 연결할 부분은 짧게 잘라 줍니다.

요렇게요.

주의할 점은, 밑에 끼워 놓은 금속이 중심 심에 닿지 않도록 합니다. 닿게 되면 회로적으로 short 가 되니 power 가 고장날 수 있습니다.

뚜껑을 돌려서 다시 씌워 줍니다.

전선 다른 한쪽을 피복을 벗겨서 PATA pin 에 연결할 수 있도록 합니다.

연결 완료 !!!

자주 사용할 것이라면, isolation 을 확실하게 해야 하나, 이번에는 잠깐 사용할 것이므로 그냥 이대로 사용합니다.

9. 테스트

잘 동작하는지 전원을 인가해 봅니다.

오오오오!!! 잘 되네요.

마침 멀티미터에 thermocouple 센서를 통하여 200도 이상의 온도도 측정할 수 있는 기능이 있습니다.

측정해 봅니다.

납이 녹는 온도인 200도까지는 정말 쉽게 올라갑니다.

전원을 계속 인가하면 300도 이상까지도 문제 없이 올라갈 기세 입니다.

10. 작업

오늘의 수술 대상인 고장난 MeeGoPad T07 입니다.

Raspberry Pi 용 통구리 heat sink 도 붙여주고, 메모리에도 알루미늄 heat sink 도 붙여줬지만,

결국 열로 인하여 망가진 듯한 Stick PC 입니다.

붙어있던 heat sink 를 모두 벗겨내고, 캡톤 테이프를 둘러 쌓아서, 열에 약한 부품을 보호해 줍니다.

옆에 thermocouple 온도계로 측정하면서, 시간도 측정하면서 하나하나 작업합니다.

Memory 4개, CPU 1개, Storage chip 1개, Video chip 1 개 등, 모두 작업해 줍니다.

모든 작업을 완료하고, 성능이 더 좋은, 아껴 두웠던 BMR-C1 heatsink 를 붙여 줍니다.

* Hardware | BMR-C1 heatsink

- http://chocoball.tistory.com/entry/HardwareBMRC1heatsink

11. 결과

결과는 망했습니다.

전원을 넣으면 기판이 엄청 뜨거워지기만 하고 전혀 video 출력으로 나오지 않습니다.

아....

FIN

오래 계획해서 실행에 옮겼지만, 결국 고치지 못했을 뿐 아니라 더 망가뜨려 버렸습니다.

이유로 생각할 수 있는 것은,

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1. 충분히 가열한답시고 너무 오래 열을 가했다.

2. 계속 온도가 올라가므로, 동일한 거리를 유지하고 지진다 한들 시간에 비례하여 전달되는 열은 엄청 많다.

3. 납볼이 촘촘히 박혀있는 경우는, 너무 높은 온도로 인하여 근접한 납들과 붙어버렸을 가능성이 있다.

4. 캡톤 테이프를 붙이긴 했지만, chip 근처의 작은 부품들이 손상되었을 수도 있다.

Upgrade 버전을 만들어보고 싶습니다.

아래 내용을 감안하여 다시 재도전 하고 싶습니다.

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1. IR infrared 센서를 이용하여 non contact 온도계를 같이 연동시킨다.

2. 설정한, 일정한 온도에 도달하면 전류를 차단하여 일정 온도 이상 올라가지 않게 한다.

3. 기성품과 기슷하게, 비접촉 온도계는 laster pointer 를 달아서 target 을 쉽게 인식할 수 있게 한다.

4. 손잡이를 더 편하게 만드며, 절연을 철저하게 해 놓는다.

5. OLED 를 이용한 설정창과 모니터링을 위해 Arduino 를 활용한다.

그런데, 열풍기 upgrade 한들, 이제 MeeGoPad T07 은 이제 없네?!!! (눈물)

1. 빵판

전자부품을 이용하여 놀려면 빵판이 필요합니다.

AliExpress 에서 빵판을 구매하기로 하고 돌아봅니다.

큰것도 있고 작은것도 있고...

큰거는 부담스럽고, 작은 것은 프로토타입 만드는 용도 정도라, 반쪽 사이즈를 찾아봅니다.

당연히 있네요.

2. 주문

AliExpress 에서 딱 적당한 크기의 빵판을 팔고 있습니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/Breadboard-830-Point-Solderless-PCB-Bread-Board-MB-102-MB102-Test-Develop-DIY/32339925888.html

특히 좋은 것은 몇 개의 lead 선들과 전원 모듈을 같이 동봉되어 있네요.

바로 주문합니다. 무료배송인지는 항상 확인합니다.

3. MB102 Power Supply Module

주문한 빵판에는 MB102 Power Supply Module 이라는, 전원 공급장치가 있습니다.

Arduino 에 필요한 5V/3.3V 는 물론이거니와 USB를 통한 전원도 공급하는 모양입니다.

원래는 YwRobot 이라는 회사에서 정식으로 제조되는 물건인데,

중국분들이 클론을 제조해 팔고 있는 듯 합니다.

요렇코롬 생겼습니다.

빵판의 +/- 에 딱 다리가 맞게 되어 있습니다.

한쪽에 다리가 두개씩 되어 있습니다.

다음과 같이 끼우면 됩니다.

뒷면입니다.

워낙 구조가 간단하다 보니 그렇게 특별하지 않아 보입니다.

4. 구동

전원을 인가해 봅니다.

단, 어느정도의 voltage 를 넣어도 되는지 아무런 설명서가 동봉되어 있지 않습니다.

뭐 늘상 그러려니 하고 인터넷을 뒤져 봅니다.

뭔가 복잡한 회로도가 나왔습니다.

각 단자들의 연결과 부품들이 나와 있습니다.

이렇게 잘 나와 있으니 카피 뜨는건 정말 쉬울 듯 합니다.

좀더 찾아보니 input voltage 를 명시한 그림이 있네요.

그렇습니다. "6V ~ 12V" 를 DC로 입력하라고 그러네요.

적당한 DC adapter 를 골라서 꼽아 줍니다.

집에는 9V / 1A 어뎁터가 있어, 이것을 이용합니다.

5. 전압 확인

전원을 인가했을 때, 전압이 제대로 나오는지 확인해 봅니다.

우선, 점퍼를 3.3V 으로 옮겨 놓고, 빵판의 전원 라인에 3.3V 가 되는지 확인해 봅니다.

3.273V... 뭐 적정한것 같습니다.

이번에는 5V 에 점퍼를 옮겨 놓고 측정해 봅니다.

4.94V... 나쁘지 않은 것 같습니다.

빵판의 전원선에 연결하는 것 외에

보드상에서 바로 3.3V / 5V / GND 핀으로만 되어 있는 부분에 연결해 봅니다.

3.3V / GND 를 확인해 보면, 3.273V 가 나옵니다.

어찌보면 당연하네요. 동일한 레귤레이터를 거쳐서 3.3V / 5V 를 만들어 내므로, 전원 리드선에서 나오는 값과 같을 수밖에 없습니다.

아쉬우니 5V / GND 핀도 측정해 봅니다.

동일하게 4.94V 가 측정됩니다.

USB 를 통한 전원 공급도 문제 없는지 봅니다.

Arduino Micro 가 잘 동작하네요.

5V / GND 와 USB를 동시에 사용했을때도 검사해 봅니다.

특별히 로드를 걸지 않아서 적절한 확인인지는 모르겠지만, 문제 없이 잘 나옵니다.

특별히 문제 없고 괜찮은 듯 합니다.

OLED 같이 항상 그 자리에 놓고 전원을 인가하는 module 일 경우는, 3.3V / GND 에 항상 연결해 놓고 사용해도 편할 것 같습니다.

6. 주의사항

아래 URL 에서 자세한 주의사항 및 spec. 정보가 있었습니다.

- http://www.petervis.com/Raspberry_PI/Breadboard_Power_Supply/YwRobot_Breadboard_Power_Supply.html

이 사이트에서도 제품을 받고 사양을 믿고 바로 사용하지 말고, 꼭 디지털 미터기로 측정한 다음 사용해라고 나와 있습니다.

또한 어뎁터도 가능한 6.5V 근처의 것을 사용하라고 권장하고 있습니다.

이는, 어차피 5V / 3.3V 로 떨어트려 사용하므로, 레귤레이터에 무리가 없게 하려면, 낮으면 낮을 수록 좋을것 같습니다.

흠흠... 그렇군.

FIN

하나씩 알아가는 재미가 쏠쏠합니다.