초코볼의 inside Tech

1. 4년된 블랙박스

2015년, 차를 바꾸면서 새로 단 블랙박스가, 아래 사진에 보이는 아이머큐리의 TOPAZ 입니다.

* 아이머큐리 HD D1 2채털 블랙박스 TOPAZ

- http://i-mercury.co.kr/?portfolio=power-pills-topaz

그 당시에는 30만원 이상 주고 구입, 설치한 것으로 기억합니다.

제품 밑면에 상품에 관련한 정보 스티커가 붙어 있습니다.

시간이 지남에 따라, 터치패드가 조금씩 먹통이 되기 시작하였고, 요즘에 와서는 micro SD 카드 인식에 문제가 자주 발생했습니다.

교통사고 발생 시, 중요한 역할을 하는 블랙박스를 계속 고장난 채로 놔 둘 수는 없었습니다.

2. 분해

일단 차에서 탈거 후, 분해하여 원인을 알아 봅니다.

제품 밑의 실 아래에 숨어있는 나사도 잊지 말아 주세요.

나사를 모두 분리하면, 베젤을 분리할 수 있습니다.

문제의 터치패널은 LCD 위에 마운트 되어 있는 형식이군요.

전면 마이크와 연결된 커넥터를 분리합니다. 2015년 3월 생산된 제품이군요.

생각보다 다양한 부품이 실장되어 있고, 공간이 협소하다 보니, 작은 부품들이 꽉꽉 채워진 형태 입니다.

LCD 마운트와는 flex cable 로 연결되어 있습니다.

조금 빡빡하지만, 검은색 걸쇄를 올리면 쉽게 분리가 가능합니다.

LCD는 플라스틱 마운트와 양면 테이프로 결합되어 있습니다.

헤라같은 것으로 조금 씩 틈을 만들어 분리해 줍니다.

여기까지 하면 분리할 수 있는 건, 다 분리한 겁니다.

3. 고장 진단

위의 사진들 중에서도 살짝 보입니다만, 터치패널이 맛간거 외에 캐패시터 누액도 발견되었습니다.

즉, 터치패널 문제 외에, micro SD 인식 문제는 이 캐패시터 누액이 원인인 듯 합니다.

수리를 위해서는 이 두개를 교체해야 하는군요.

구매 후 4년이상 되었지만, 수리하게 되면 얼마나 드는지 확인해 봅니다.

일단, 생산회사인 아이머큐리 사이트에 가서 확인해 봅니다.

사이트에 접속하자 마자 뜨는 어서와 문구. 아이머큐리 공식 A/S 대행업체가 따로 존재하는군요.

바로 전화해서 확인해 봅니다.

- 터치패널 교체 7만5천원

- 보드 교체까지 하게 되면, 총 20만원

지금 중고로 5만원이면 구입 가능합니다.

조금 더 얹어주면 저가형 블랙박스도 구매 가능하고, 쓰고 버리는 샤오미 제품도 있습니다.

4. 터치패널

일단, 자가수리로 방향을 정합니다. 폭풍검색을 한 결과, 터치패널을 따로 파는 전문 업자를 발견합니다. 유레카!

의외로 비슷한 증상을 가진 블랙박스들이 많다는 것에 놀랐습니다.

* T&G Tech (티엔지 테크)

- https://blog.naver.com/ldy6958/

* TG-BH11 티엔지 테크(T&G TECH) 3.5인치 블랙박스 전용 클리어 터치패널(판넬) 터치스크린

- https://blog.naver.com/ldy6958/221057451957

5. 캐패시터

누액으로 망가진 캐패시터 교환을 위해, 우선 장착된 캐패시터 사양을 확인해 봅니다.

제조사는 VINA Tech (비나텍) 의 2.7V 7F 용량 제품 입니다.

높이는 30mm.

직경은 8mm.

VINA Tech (비나텍) 캐패시터의 사양을 확인해 보니, 아래 빨간색으로 둘러친 제품입니다. Hy-Cap EDLC 였으면 좋았을 것을.

한가지 주목할 것은 최대 "동작 온도" 입니다. 60도씨.

정확한 품명은 "VEC 2R7 705 QD" 군요.

납품 위주라서 그런지, 온라인에서 쉽게 구할 수 있는 제품이 아니였습니다.

아래는 Mouser 에서 판매되고 있는, 비슷한 크기와 더 높은 사양의 캐패시터 입니다.

* Maxwell Technologies - BCAP0010 P300 X11

- 3V_10F_datasheet-1535553.pdf

캐패시터는 살짝 높은 전압과 용량이면 문제 없다고 알고 있거든요. 3V 10F 면 괜찮아 보입니다.

크기도 거의 동일합니다. 직경이 2mm 정도 큰 것 뿐, 장착에는 문제 없어 보입니다.

여기도 operating temperature 가 65도씨 정도 되네요.

결국 고민하다가, 캐패시터도 터치패널 판매처인 "티엔지 테크" 에서 구입하기로 합니다.

이 회사는 블랙박스 관련된 거의 모든 부품을 판매하는 듯 해요.

Alibaba 나 Mouser 에서도 비슷하거나 더 높은 용량으로 구입 가능하나, 배송료 및 시간을 생각하면 괜찮은 선택인 것 같습니다.

* 2.7V7F 8*30 블랙박스 전용 슈퍼 캐패시터 STAR CAP(스타캡) 2.7V7F HY-CAP(하이캡)2.7V 7F/SUPER CAP(슈퍼 캡) 2.7V7F 블랙박스 콘덴서

- https://blog.naver.com/ldy6958/221061276826

동영상 올리면서 이 글 마무리 합니다.

이게 실패했으면 얼마나 마음 쓰렸을까... 했는데, 다행이 성공했습니다. 너무 기뻐요.

비용을 많이 아끼게 된 것도 있지만, 고민과 수고한 만큼 좋은 결과가 나와서 더 기분이 좋습니다.

이 맛에 DIY 하는 것이겠죠?

오늘도 두 다리 쭉 뻗고 잘 수 있을것 같습니다. Good Night~!

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.pdf

* BL-386(Silk)

- BL-386(Silk).pdf

참고가 될 수 있도록 arduino nano 의 official 자료를 아래에 올려 놓습니다.

* Arduino Nano V3.2

- Arduino_Nano-Rev3.2-SCH.pdf

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.

FT232RL

- SSOP28 USB UART interface IC

* 5pcs/lot New FT232RL FT232 FTDI USB FS SERIAL UART SSOP28 serial chips imported original In Stock

- https://www.aliexpress.com/item/5pcs-lot-New-FT232RL-FT232-FTDI-USB-FS-SERIAL-UART-SSOP28-serial-chips-imported-original/32818686468.html

Duemilanove 용으로 구입한 세트에 모두 포함되어 있습니다.

LM1117IMPX-5.0

- SOT223 Linear regulator

Regulator 인데, 소형이면서 5V / 800mA 대응의 제품은 많은 업자가 팔지도 않을 뿐더러 조금 비쌉니다.

가잘 적절해 보이는 제품이 밑의 링크라서 구입합니다.

* 10PCS/LOT LM1117IMPX-5.0-NOPB SOT223 IC N06B NO6B REG LINEAR 5V 800MA SOT223-4 LM1117IMP-5.0

- https://www.aliexpress.com/item/10PCS-LOT-LM1117IMPX-5-0-NOPB-SOT223-IC-N06B-NO6B-REG-LINEAR-5V-800MA-SOT223-4/32857946996.html

사양 대로 LM1117IMPX/5.0 을 받고 싶었으나, 사진과 동일한 제품이 왔군요.

5V/800mA 사양대로라면 특별히 문제될껀 없다고 봅니다.

확대 사진입니다.

가지고 있는 arduino micro 를 확인해 보니, AMS1117 / 5.0 이군요.

ATMEGA328P-AU

- TQFP32 8-bit Microcontroller

워낙 유명한 chip 이라 쉽게 찾을 수 있습니다.

가격도 좀 있고 하니, 이번 프로젝트에 끌어들인 동료에게 구입을 의뢰합니다.

* 1PCS ATMEGA328P-AU QFP ATMEGA328-AU TQFP ATMEGA328P MEGA328-AU SMD new and original IC

- https://www.aliexpress.com/item/10PCS-ATMEGA328P-AU-QFP-ATMEGA328-AU-TQFP-ATMEGA328P-MEGA328-AU-SMD-new-and-original-IC-free/32522459685.html

16MHz Oscillator

- 3225 SMD Crystal ceramic resonator

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.

1. 또 온도센서야?

지금까지 시험해본 온도센서들 입니다. 5개나 있네요.

* Hardware | AM2322 Temperature & Humidity Sensor

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-AM2322-Temperature-Humidity-Sensor

* Hardware | Arduino 비접촉 온도센서 GY-906 MLX90614

- http://chocoball.tistory.com/entry/HardwareArduinoMLX90614

* Hardware | Arduino BMP280 고도/온도/기압 센서

- http://chocoball.tistory.com/entry/HardwareArduinoBMP280

* Hardware | BME280 sensor

- http://chocoball.tistory.com/entry/HardwareBME280

* Hardware | DS18B20 온도센서

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-DS18B20-temperature-sensor

네 그렇습니다.

온도 센서에는 기존에 확인했던 위의 센서들 말고, 준비하고 있는게 아래 3가지가 있습니다.

- K-type

- PT100 / PT100

- Cu50

이 포스트에서는 K-Type 에 대해 알아보려 합니다.

2. K-type

이번에는 K-type 온도센서 이므로, 해당의 제품을 구매합니다.

* Thermocouple K-Type Thermocouple Thermometer Probe WRNT-03 200mm*1000mm

- https://www.aliexpress.com/item/Thermocouple-K-Type-Thermocouple-Thermometer-Probe-WRNT-03-200mm-1000mm/32615649856.html

일반적으로 Thermocouple K-type 은 선이 두가닥인데, 도착한 놈은 세가닥 입니다.

거기에 더해서 "Cu50" 이라는 라벨도 붙어 있습니다...

분명 난, K-Type 을 보고 주문한건데 말입니다.

사양서도 확인해 보면 WRNT-03 이라서 Probe type 의 thermocouple 이라고 생각했습니다만, 도착한건 그냥 Cu50 인듯 합니다..

세가닥 단자들 사이는 55 Ohm / 0 Ohm 의 차이를 보입니다.

100 Ohm 정도면 PT100 인데, 55 Ohm 이면 좀 애매하네요.

확실히 잘 사용되지 않는 Cu50 이 맞는 듯 합니다.

이놈은 이놈 나름대로 사용될 수 있는 방법을 찾아봐야겠습니다.

음?

테스터기로 측정하고 있을 때 눈에 들어오는 테스터용 온도 probe !!!

위 사진의 오른쪽 다발로 보이는 것이 테스터용 온도 센서 입니다.

혹시나? 하고 메뉴얼을 찾아 보니 "K-type" 이라고 적혀 있네요!

우연히 K-Type 온도센서를 구할 수 있게 되었습니다.

역시 K-Type 은 단자가 2개인게 확실합니다.

3. MAX31855

보통 온도 센서들은 아날로그 값으로 표현하므로, digital 로 변환해주는 converter 가 필요합니다.

K-Type 온도센서용으로는 MAX31855 라고 하는군요.

Arduino 용 K-Type 모듈인 MAX31855 를 구입합니다.

* MAX31855 MAX6675 SPI Type K Thermocouple Temperature Sensor Board Module For Arduino

- https://ko.aliexpress.com/item/MAX31855-K-Type-Thermocouple-Breakout-Board-Temperature-200C-to-1350-Celsius-for-Arduino/32746337946.html

아래는 도착 사진 입니다.

친절하게 알아서 사용하라는 중국 생산자의 배려 입니다.

기록을 위해 뒷면도 찰칵.

4. sketch

Arduino IDE 에서 Library Manger 를 열고 max 라는 키워드로 검색하면, MAX31855 가 나옵니다.

인스톨 하세요.

패키지 인스톨 후, "File > Examples > Adafruit MAX31855 library > serialthermocouple" 을 선택합니다.

Sketch 는 다음과 같아요.

/*************************************************** 
  This is an example for the Adafruit Thermocouple Sensor w/MAX31855K

  Designed specifically to work with the Adafruit Thermocouple Sensor
  ----> https://www.adafruit.com/products/269

  These displays use SPI to communicate, 3 pins are required to  
  interface
  Adafruit invests time and resources providing this open source code, 
  please support Adafruit and open-source hardware by purchasing 
  products from Adafruit!

  Written by Limor Fried/Ladyada for Adafruit Industries.  
  BSD license, all text above must be included in any redistribution
 ****************************************************/

#include "SPI.h"
#include "Adafruit_MAX31855.h"

// Default connection is using software SPI, but comment and uncomment one of
// the two examples below to switch between software SPI and hardware SPI:

// Example creating a thermocouple instance with software SPI on any three
// digital IO pins.
#define MAXDO   3
#define MAXCS   4
#define MAXCLK  5

// initialize the Thermocouple
Adafruit_MAX31855 thermocouple(MAXCLK, MAXCS, MAXDO);

// Example creating a thermocouple instance with hardware SPI
// on a given CS pin.
//#define MAXCS   10
//Adafruit_MAX31855 thermocouple(MAXCS);

void setup() {
  while (!Serial); // wait for Serial on Leonardo/Zero, etc
  
  Serial.begin(9600);
  
  Serial.println("MAX31855 test");
  // wait for MAX chip to stabilize
  delay(500);
}

void loop() {
  // basic readout test, just print the current temp
   Serial.print("Internal Temp = ");
   Serial.println(thermocouple.readInternal());

   double c = thermocouple.readCelsius();
   if (isnan(c)) {
     Serial.println("Something wrong with thermocouple!");
   } else {
     Serial.print("C = "); 
     Serial.println(c);
   }
   //Serial.print("F = ");
   //Serial.println(thermocouple.readFarenheit());
 
   delay(1000);
}

음? 정상적으로 동작하지 않는군요.

혹시 몰라 MAX31855 의 전 버전인 MAX6675 라이브러리를 설치하고 sketch 를 실행시켜 봅니다.

음... 안되는군요.

뭐가 문제일까요?

5. 중국 공장의 나쁜 버릇

폭풍 검색을 해도 문제를 해결한 케이스를 볼 수 없다가,

우연히 Youtube 의 댓글에서 힌트를 찾았습니다.

MAX6675 와 MAX31855 breakout 보드의 차이점은 1번과 2번 pin 이 연결되어 있느냐 없느냐의 차이라고 합니다.

제가 구입한 MAX31855 breakout 보드의 1번과 2번을 보니 붙어 있네요.

위는 MAX6675 의 breakout board 의 layout 입니다.

1번과 2번이 연결되어 있네요.

MAX31855 의 breakout board 의 1번 / 2번 pin 은 서로 붙어있지 않습니다.

Adafruit 의 정식 판매용 MAX31855 breakout board 도 1번 / 2번 pin 도 떨어져 있습니다.

위의 사진은 중국 AliExpress 제품의 소개 사진입니다.

Chip 은 MAX31855 지만, breakout board 는 전압 regulator 도 없는 MAX6675 용 breakout board 와 비슷합니다.

즉, 중국 업자들은 기존 MAX6675 breakout board 에,

스펙이 비슷한 MAX31855 chip 을 얹은게 아닌가 하는게 internet 친구들의 예상입니다.

MAX31855 는 minus 온도까지 측정할 수 있는 등 upgrade 되었으나,

MAX6675 breakout board 를 사용하면서 기능 확장도 안되고, pinout spec. 에 맞지 않게 된거죠.

쉽게 말하면,

upgrade 제품이니까 맞겠지 하고 MAX6675 breakout board 에 MAX31855 를 얹으면서 정상작동하지 않는 것이였습니다.

(이거 팔아도 되는거야? 구매한 다른사람들은 어떻게 사용한거지?)

결국 위의 사진처럼 1번/2번 pin 사이의 연결을 완전히 긁어 내어 단락시키니 정상 작동하였습니다.

아놔....

6. K-Type +/- 단자 사이에 capacitor

해결점을 찾아서 정상 작동까지는 왔으나,

값이 널을 뛰어 안정적으로 측정하지 못했습니다.

위에서 보듯이 많은 사람들이 단자에 capacitor 를 사용했더랬습니다.

* Hardware | AliExpress 에서 Ceramic Condenser 를 구입해 보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-AliExpress-Ceramic-Condenser-buying

뭘 하려면 여러가지가 구비되어야 하는군요.

다행이 ceramic capacitor (condenser) 가 있었습니다.

사용된 것은 10nF = 0.01uF 입니다.

7. Pinout / Layout

Pinout 은 다음과 같습니다.

 MAX31855  | Arduino Micro
---------------------------
    Vin    |      5V
    GND    |      GND
    DO     |      D3
    CS     |      D4
    CLK    |      D5
---------------------------

구성도는 다음과 같습니다.

8. 결과

이제서야 제대로 측정이 되었습니다.

chip 자체적으로 Internal Temp 를 측정 가능한게 신시합니다.

여름 저녁이라 거실 실내 온도가 31도군요.

올해는 더워도 너무 덥습니다. 1994년도 5월에 입대하고 기초훈련 받던 때가 생각나네요.

그때도 이만큼 더웠던것 같습니다. 유격훈련 한번 하고 나면 동기들이 탈진해서 쓰러지곤 했더랬습니다.

우리 기수, 다른 중대 훈련병 중에 행군중 탈진으로 죽은 전우가 있어,

저의 다음 기수부터는 행군을 생략했다는 이야기를 들었습니다.

저의 행군 중에도, 옆에서 쓰러진 동기는 흰자위를 보이며 땅바닥에서 경련을 일으킬 정도로 극한의 날씨였습니다.

위는 K-type thermocouple 에 라이터 불로 온도를 높혔을 때를 동영상으로 찍어 봤습니다.

EXCEL 의 그래프 작업으로 internal / sensor 의 온도변화를 그래프로 표현해 봤습니다.

흠흠, 잘 변화를 감지했군요.

FIN

제대로 함정을 밟았지만, 잘 헤쳐나온것 같습니다.

Breakout board 는 되도록 reference (Adafruit / Sparkfun) 과 잘 비교해 본 다음, 문제가 없어보이면 구입하는게 좋을것 같습니다.

1. 시작

HC-SR501 을 가지고 움직임이 있을 시 반응하는 센서를 가지고 놀아 봤더랬습니다.

* Hardware | HC-SR501 PIR motion sensor

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-HCSR501-PIR-motion-sensor

그러던 중, Photoresistor 단자를 발견합니다.

아래는 HC-SR501 회로도 입니다.

제조사의 사이트에 올라와 있는 회로도와 실제 기판을 봐도 이미 R3 (1MΩ) 이 실장되어 있어서,

제대로 된 값의 photoresistor 만 달면 기능하게 되어 있네요.

좀더 찾아 보니, 아예 세트로 파는 업자도 있습니다.

요는 photoresistor 를 이용하여, 항상 모션 탐지를 하는 것이 아니라,

어두워졌을 때에만 작동하도록 하는 것 입니다.

흠흠, 그럼 photoresistor 를 구입해야 겠죠?

2. Photoresistor 가지고 놀기

HC-SR501 에 photoresistor 를 붙여서 구동하기 위해, 우선 photoresistor 를 가지고 놀아봅니다.

* Hardware | Arduino 로 Photoresister 가지고 놀기 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-Photoresister-1

이때 구입한 제품이 GL5528.

간단한 동작을 확인 했으니, 본격적으로 HC-SR501 에 붙여 봅니다.

3. HC-SR501 에 납땜하기

Photoresistor 는 RL 이라는 자리에 납땜하면 됩니다.

+/- 전극 구분이 없어서 그냥 두 다리 고정하고 납땜하면 됩니다.

높이 잘 계산해서 올려주고요.

장착되면 위와 같은 모습이 됩니다.

다리를 옆으로 벌려서 흔들리지 않게 하고 납땜합니다.

짜잔 !!!

4. Layout 및 Sketch

구성은 예전 글에서 사용했던 구성과 sketch 와 완벽히 동일합니다.

HC-SR501 PIR sensor | Arduino Nano
----------------------------------
         S          |     D8
         +          |     5V
         -          |     GND
----------------------------------
 
    Piezo busser    | Arduino Nano
----------------------------------
         S          |     D11
         +          |     5V
         -          |     GND
----------------------------------

회로 구성입니다.

Sketch 입니다.

/*******************************************************
 
Uses a PIR sensor to detect movement, sounds a buzzer
 
*******************************************************/
//the time we give the sensor to calibrate (10-60 secs according to the datasheet)
int calibrationTime = 30;
 
int ledPin = 13; // choose the pin for the LED
int inputPin = 8; // choose the input pin (for PIR sensor)
int pirState = LOW; // we start, assuming no motion detected
int val = 0; // variable for reading the pin status
int pinSpeaker = 11; //Set up a speaker on a PWM pin (digital 9, 10, or 11)
 
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT); // declare LED as output
pinMode(inputPin, INPUT); // declare sensor as input
pinMode(pinSpeaker, OUTPUT);
 
//give the sensor some time to calibrate
Serial.begin(9600);
Serial.print("Calibrating sensor ");
  for(int i = 0; i < calibrationTime; i++) {
    Serial.print(".");
    delay(1000);
  }
  Serial.println(" Done!");
  Serial.println("SENSOR is ACTIVE now");
  delay(50);
}
 
void loop() {
  val = digitalRead(inputPin); // read input value
  if (val == HIGH) { // check if the input is HIGH
    blinky(); // blink LED when motion haas been detected
    // digitalWrite(ledPin, HIGH); // turn LED ON
    playTone(300, 160);
    delay(150);
     
    if (pirState == LOW) {
    // we have just turned on
      Serial.println("Motion detected!");
      // We only want to print on the output change, not state
      pirState = HIGH;
    }
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW); // turn LED OFF
    playTone(0, 0);
    delay(300);
 
    if (pirState == HIGH){
    // we have just turned off
      Serial.println("Motion ended!");
      // We only want to print on the output change, not state
      pirState = LOW;
    }
  }
}
 
void playTone(long duration, int freq) {
  // duration in mSecs, frequency in hertz
  duration *= 1000;
  int period = (1.0 / freq) * 1000000;
  long elapsed_time = 0;
 
  while (elapsed_time < duration) {
    digitalWrite(pinSpeaker,HIGH);
    delayMicroseconds(period / 2);
    digitalWrite(pinSpeaker, LOW);
    delayMicroseconds(period / 2);
    elapsed_time += (period);
  }
}
 
void blinky() {
  for(int i=0; i<3; i++) {
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(200);
    digitalWrite(13, LOW);
    delay(200);
  }
}

5. 흠...

손으로 photoresistor 를 가리면 동작은 하는데, 기민하게 동작하지 않았습니다.

원래 회로는 short 된 회로인데,

photoresistor 를 연결하면 광원이 있는 곳에서 close 상태로 만들어 주어 모션 감지를 하지 않게 (disable) 됩니다.

주위가 어두워 지면 photoresistor 의 dark resistance 가 올라가

원래 회로가 가지고 있던 short 상태를 만들어 주는 것인데,

어정쩡하게 저항이 발생하면 제대로 short 된 상태로 넘어가지 못하는 것이었습니다.

뭔가 Photoresistor 가 망가졌나? 생각하고 다른 GL5528 센서로 교환하다, 옆에 있던 캐패시터 옆구리를 지져버렸습니다.

아놔...

다행히 기존에 구입해 놨던 capacitor 가 있어서 교체합니다.

* Hardware | AliExpress 에서 condenser 를 구입해 보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-AliExpress-condenser-buy

기존의 capacitor 보다는 굵은 소자라 뭔가 신뢰가 가네요.

6. 다른 Photoresistor

Capacitor 를 교환했고, photoresistor 도 교환했음에도 불구하고 여전히 기민하게 동작하지 않습니다.

Photoresistor 를 가리고 한참 기다리고 있어도 운 좋으면 detecting 하고, 그렇지 않으면 아무 반응이 오지 않았습니다.

결국 구입한 photoresistor 의 수치적인 한계라고 확신하고, 다른 photoresistor 를 구입해서 테스트 해보기로 합니다.

처음 구입할때는 보이지 않았던, 5가지 묶음 세트가 있네요.

바로 구입합니다. (아니 왜 저 세트로 처음부터 안파냐고...)

* Photoresistor Kit 5Kindsx10pcs 5506 5516 5528 5537 5539 Light Dependent Resistor LDR Pack Photoresistor Package for Arduino

- https://ko.aliexpress.com/item/Photoresistor-Kit-5Kindsx10pcs-5506-5516-5528-5537-5539-Light-Dependent-Resistor-LDR-Pack-Photoresistor-Package-for/32812625860.html

각 소자 번호에 따라 어떤 값을 보이는지 테스트 해봤습니다.

* Hardware | Arduino 로 Photoresister 가지고 놀기 - 2

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-Photoresister-2

수치를 그래프화 해본 결과, 처음 구입한 GL5528 (녹색) 은 가장 어둡게 해도

dark resistance 가 조금 높게 나옵니다. (스펙상으로는 1MΩ 이긴 한데...)

확인 결과 새로 구입한 세트에 있는 5539 (하늘색) 이 더 높은 dark resistance 를 보여 줬습니다.

어둡게 하면 거의 short 상태를 만들어 줄 수 있을 것 같습니다.

수치적으로도 5MΩ 정도면 short 상황을 만들 수 있겠네요. 

7. 구동 확인

기존 GL5528을 제거하고 새로 구입한 5539 를 납땜해 주었습니다.

이제 대망의 마지막 확인 입니다.

5539 photoresistor 는 센서의 구불구불이 더 촘촘하네요.

어둡게 하면 의도대로 잘 동작합니다.

Photoresistor 에 샤프심 캡을 씌워, 어두운 상황을 만들어 동작 시키니 예상대로 반응합니다.

FIN

작년 7월에 처음 photoresistor 를 구매하여 실패의 실패를 거듭하여 겨우 확인 했습니다.

HC-SR501 센서는 이제 서랍으로 들어갈 수 있게 되었습니다.

Photoresistor 는 종류와 가용 범위가 많아서 잘 선택하고 사용해야겠습니다.

이제야 마음 편하게 다른 센서들 공부를 할 수 있겠네요.

1. 시작

전자 부품 취미를 하다 보면, 회로 구조상 condenser 가 필요한 대목이 나옵니다.

대학교때 회로이론에서는 주로 Capacitor 로만 표현되는데, 실제 필드에서는 Condenser 라는 용어가 더 많이 쓰이는 것 같습니다.

Condenser = Capacitor 는 회로에서 일종의 buffer 역할을 하며, 직류시에는 차단을 하며 교류만을 흘려보내는 성질이 있습니다.

위의 성질을 이용하여, 실제 사용 방법은 다음과 같아요.

a. 직류를 차단

b. 노이즈 제거

c. 안정된 전원

d. 전압/전류에 민감한 IC 보호

아래는 wikipedia 에서 가져온 그림입니다.

캐패시터는 참 여러종류가 있죠?

회로의 기호적으로는 다음과 같습니다.

2. 구입

원래는 콘덴서로 유명한 삼영, 루비콘, 에너솔 등을 구입하려 했으나,

본격적으로 구입해서 뭔가 수리를 하기에는 기술이 부족해, 간단한 회로 확인만을 위해 간단하게 구성합니다.

아래는 향후 PC 보드 수리나 가전 수리를 위해 구입하면 괜찮을 리스트 항목 입니다.

( http://www.parkoz.com/ 에서 활동하시는 "우명진 [wmjcom]" 님의 여러 수리기를 통하여 리스트업 해 봤슴 )

삼영 NXH 10V 330uf 지름 6.3mm 높이 11mm 1개 [105도, 6000시간, Low ESR, 초장수명]
삼영 NXH 10V 1000uf (10mm, 105도, 장수명)
삼영 NXC 10V 1000uf 8파이(8mm, 105도, Low ESR)
삼영 NXH 10V 1000uf 10파이(10mm, 105도, 장수명)
삼영 NXH 10V 1500uf 10파이(10mm, 105도, 장수명)
삼영 NXH 10V 2200uf (105도/10000시간/지름10mm*높이25mm, 초장수명/Low ESR)
삼영 NXB 10V 3300uf (지름 10mm * 높이 25.0mm, Low ESR, 105도  4,000시간, Ripple  Current(리플 전류)
삼영 LXZ 10V 3300uf

삼영 NXH 16V 100uf
삼영 NXH 16V 220uf 지름 6.3mm 높이 11mm 1개 [105도, 6000시간, Low ESR, 초장수명]
삼영 NXH 16V 1000uf 8파이(8mm, 105도, 장수명)
삼영 NXB 16V 2200uf 10파이(10mm, 105도, Low ESR)
삼영 NXH 16V 3300uf (지름 10mm * 높이 25.0mm, Low ESR, 105도 10,000시간, Ripple  Current(리플 전류)

삼영 NXH 25V 100uf [105도/6000시간/Low-ESR/지름 6.3mm/높이 11mm]
삼영 NXH 25V 470uf [105도/10000시간/Low-ESR/지름 10mm/높이 12.5mm]

삼영 NXH 35V 47uf (105도/6000시간/Low ESR/직경5파이/장수명)
삼영 NXH 35V 100uf (105도/6000시간/Low ESR/직경6.3파이/장수명)
삼영 NXH 35V 220uf [105도/8000시간/Low-ESR/지름 8mm/높이 11mm]

삼영 NXH 50V 10uf 1개(105도/6000시간/Low ESR/직경5파이/장수명)
삼영 NXH 50V 22uf 1개(105도/6000시간/Low ESR/직경5파이/장수명)
삼영 NXH 50V 47uf 지름 6.3mm 높이 11mm 1개 [105도, 8000시간, Low ESR, 초장수명]
삼영 NXH 50V 100uf 지름 8mm 높이 11mm 1개 [105도, 8000시간, Low ESR, 초장수명]

삼영 TDA 200V 680uf 지름 22mm 높이 45mm 2개 [105도, 2000시간, Lug Type]

삼영 TDA 400V 270uf(105도, 2000시간, 직경 25파이, 러그 타입)
삼영 TLS 450V 330uf [105도/3000시간/지름25.4mm/높이45mm]

에너솔(EneSol) 16V 470uf (105도/11.5파이/고체 캐패시터/Super Low ESR/최대 리플용량 6100uf)
에너솔(EneSol) 6.3V 560uf

루비콘 MCZ 6.3V 3300uf (105도/2000시간/Low-ESR/지름10mm/높이25mm)
루비콘 MXC 6.3V 3300uf (10파이/10mm/105도/Low ESR)

결국 우리의 친구 AliExpress 에서 구입합니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/set-of-120pcs-12-values-0-22UF-470UF-Aluminum-electrolytic-capacitor-assortment-kit-set-pack-Free/32323214980.html

1.63 USD 입니다.

구성품은 다음과 같다고 하네요. 도착하면 확인해 보려 합니다.

3. 도착

한 3주 걸려서 도착했습니다.

포장은 평소의 AliExpress 답습니다. 무난해요.

아래는 펼쳐보인 사진 입니다.

4. 확인

도착한 애들을 확인해 보았습니다.

확인에 사용된 기기는, 역시 AliExpress 에서 구입한 multi tester 와, 역시 AliExpress 에서 구입하여 만든 Transistor Tester 입니다.

* Multi Tester

- 

* Transistor Tester

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

* 0.47 uF / 50V

Transistor Tester 가 전반적으로 더 정확한것 같습니다.

대략 0.5uF 를 가르키는 군요.

Multi Tester 기도 비슷한 값을 보여줍니다.

* 1 uF / 50V

테스터기 두 친구 모두 비슷한 값을 나타내 줍니다.

그 값 또한 거의 정확합니다.

ESR 값 (뭔지 모름. 아마 내부 저항) 까지 보여주는게 믿음직 스럽습니다.

* 33 uF / 16V

약 1 uF 이 넘어가면 정확한 값을 나타내 주는것 같습니다.

* 0.22 uF / 50V

* 4.7 uF / 50V

* 2.2 uF / 50V

각각 사진을 찍으면 사진 갯수가 늘어나니, 한꺼번에 찍었습니다.

양쪽을 붙잡고 있어야 하니, 몇 번의 실패를 하고야 한장 건집니다.

* 10 uF / 50V

* 22 uF / 50V

* 47 uF / 16V

값이 높아지면 살짝씩 Tester 들끼리 차이가 나기 시작합니다.

Transistor Tester 쪽을 믿어야겠죠?

* 100 uF / 16V

* 220 uF / 16V

VC97 은 완전히 측정 범위를 벗어나 버렸습니다.

이로써 VC97 은 100uF 이하에서만 활용이 가능한 것 같습니다.

* 470 uF / 16V

값이 조금 커지니 VC97 은 오차가 많이 벌어지기 시작합니다.

FIN

정확성을 요구하는 보드에 사용하기에는 좀 그렇지만,

기본 수치는 달성하는것 같아, 간단한 동작을 구현하거나 IC 를 사용한 테스트 보드를 구성하기에는 좋은것 같아요.