초코볼의 inside Tech

가지고 있던 방사능 측정기를 사용하고 있습니다. 지금까지의 관련 글은 다음과 같아요.

* Hardware | Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-1

* Hardware | Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 2

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-2

* Hardware | bGeigie Nano 의 battery 를 업그레이드 해보자

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

* Hardware | bGeigie Nano 를 이용하여 방사능을 측정해 보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-bGeigie-Nano-checking-radiation

* Hardware | Safecast bGeigi nano firmware upgrade

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigi-nano-firmware-upgrade

Mini USB B type 으로 충전 합니다만, 뚜껑을 까고 USB 에 연결하는 것이 귀찮아 무선충전 개조를 생각하게 됩니다.

1. 무선 충전 리시버

무선 충전용 리시버를 연결해 주면 될 것 같아, 집안에 굴러다니는 무선 충전용 리시버를 사용해 봅니다.

예전에 사부작 사부작 하려고 구매해 놨던 Charger Module 을 테스트 해 봅니다.

* dc 12V Wireless Charging Charger Module 5V 2A Power Supply Coil for DIY Cell Phone Transmitter Module + Receiver Module

- https://www.aliexpress.com/item/32717511392.html

Receiver Module 입니다.

한 set 인 Transmitter 와 Receiver 와는 사용이 가능하나, 요츰의 Qi 시리즈와는 컨트롤 통신의 싱크가 맞지 않아 사용이 불가 하더군요.

아래 처럼, 무선 충전기에 다른 기기를 충전하다 사용하면 5V 를 뽑아 줍니다.

다만, 선 무선 충전이 이루어 지지 않고 있는 상태에서 Receiver 를 올려 놓으면 전원이 널을 뜁니다.

이걸 사용하긴 힘들겠군요. 

일전에 Transistor Tester 를 무선 충전으로 개조했을 때, 사용했던 Charging Coil Receiver Module 을 또다시 구입합니다.

* Hardware | Transistor Tester 무선충전 upgrade

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

가격이 완벽히 동일하군요.

* 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

* Left & Right & UP & Down Mini USB male to Micro USB B feMale data charger cable adapter converter charger data cable 0.1M -1M

- https://www.aliexpress.com/item/4001170882838.html

USB 어뎁터 도착.

이처럼 Type B > Universal USB 로 변환 어뎁터 이지만, 중간을 잘라 전원의 +/- 선을 무선 충전 코일의 output 과 연결하려 했습니다.

꽂힐 USB Female 부분.

꽂아 봤습니다... 아... 튀어 나오네요.

언뜻 문제 없이 보이지만, 생각보다 많이 튀어나와, 펠리컨 케이스의 뚜껑이 닫히지 않습니다.

선을 밑으로 뺄 수 있도록 되어 있어, 구조적으로 완벽하지만, 뚜껑 문제로 단념.

3. 무선 Receiver Module 장착

USB 단자를 사용하지 못하지만, 본체 부분을 살펴 보면 CHG 5V/- 가 보입니다. 당연 Charging 5V +/- 겠네요.

무선 Receiver Module 에서 나오는 +/- 를 직접 연결하면 될 듯 합니다.

장착될 위치를 대략 맞춰 봅니다. 위치는 대략 이렇게 하면 간섭이 없을 듯.

PCB 부분은 코일 끝단을 구부려서 아크릴 밑 부분에 위치하게 합니다.

아크릴을 다시 본체에 장착하면 다음과 같은 모습이 됩니다. 선을 바깥 쪽으로 빼야 해서, 세번 째 작업에서 성공했습니다.

선을 아래 그림처러 빼고, 중간의 틈새를 이용하여 올리면 됩니다.

끝단을 아래처럼 납땜하면 작업이 완료 됩니다.

4. 테스트

훗, 한방에 잘 되네요. USB 단자를 이용하지 않더라도 충전이 잘 됩니다.

다만, 고주파음이 좀 들리는 것이 흠.

그리고 가장 큰 문제는, 케이스를 씌우고 충전하면 충전 되지 않습니다.

그 이유로는, 케이스를 씌우면서 충전 기기의 Transmitter 와의 거리가 1cm 이상 벌어져, 전자기가 도달하지 못하는 문제가 있습니다.

좀더 강력한 Transmitter 를 사용하지 않는다면, 불가능 할 듯. 나중에 적당한 Transmitter 를 찾아 봐야겠습니다.

당분간는 예전처럼 그냥 USB 를 사용할 수 밖에.... ㅠㅠ

무선 충전 Receiver Module 이 연결되어 있더라도, USB 를 충전도 문제가 없었습니다.

FIN

1. firware upgrade

모든 기기는, 그 동작의 기본이 되는 firmware 가 있습니다.

저번에 만들어 봤던 Safecast bGeigie nano 도 firmware 가 있으므로 upgrade 해봅니다.

지금까지 bGeigie nano 에 대해서는 다음 포스트들을 읽어보세요.

* Hardware | Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-1

* Hardware | Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 2

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-2

* Hardware | bGeigie Nano 의 battery 를 업그레이드 해보자

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

* Hardware | bGeigie Nano 를 이용하여 방사능을 측정해 보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-bGeigie-Nano-checking-radiation

참고로 firmware upgrade 하기 전에는 1.3.4 입니다.

사용된 환경은 Mac 입니다.

아무래도 unix based OS 이고, arduino / FTDI 사용시 반응이 빠릿빠릿 해서 입니다.

2. FTDI driver

우선 FTDI for mac 드라이버를 인스톨 합니다.

위 링크에서 최신 driver 를 다운로드 받아서 설치합니다.

정식 명칭은 FTDI USB Serial Driver 군요.

3. AVR 설치

아래 링크에서 다운로드 받아서 설치합니다.

오랜만에 Mac 에서 설치작업을 해보는군요.

2013년에 나온게 최신버전인가 보군요.

4. FTDI 연결하기

bGeigie nano 의 중앙 처리장치인 arduino FIO 옆에 pinout 이 있습니다.

firmware 업그래이드를 위해 마련된 FTDI 연결 포트입니다.

신기하게도 알리에서 구입한 FTDI breakout board 의 pinout 과 순서가 완벽히 일치합니다.

RX/TX 도 서로 엇갈리게 되어 있고, Vcc / GND 등 모두 짝이 맞춰져 있습니다.

참고로, firmware update 시의 주의사항 입니다.

NOTE: The Nano power switch MUST be turned OFF before connecting (the Fio board powers from the FTDI cable)!
NOTE: If you have a BLEBee or other wireless module, it MUST be removed before reprogramming, since it shares TX/RX signals!

즉, 전원은 꼭 off 로 해 놓고, FTDI 에서 받는 3.3V 를 이용하라는 것이고,

Bluetooth 용인 BLEBee 모듈을 꼭 제거하고 실행하라는 것 입니다. 그렇지 않으면 TX/RX 가 선점되어서 통신이 시작되지 못합니다.

(삽질 하루 걸림...)

꼭! BLEBee 모듈은 제거!

FTDI 와 연결합니다.

지금까지 여러가지 해봤더니, 어느새 FTDI 를 가지고 있네요?

* Hardware | FTDI Serial Adapter 를 사용해 보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-FTDI-FT232RL-using

5. 최신 firmware 다운로드 및 upgrade

최신 firmware 를 다운로드 받습니다.

- wget https://github.com/Safecast/bGeigieNanoKit/raw/master/bGeigieNano.hex

파일을 다운로드 받으려고 하면, redirection 되어서 다음 화면의 링크에서 다운로드 받네요.

"bGeigieNano.hex" 가 그 최신 파일입니다.

다음 명령어로 flashing 합니다.

avrdude -DV -p atmega328p -P /dev/tty.usbserial-A50285BI -c arduino -b 57600 -U flash:w:bGeigieNanao.hex:i

저의 경우는 "/dev/tty.usbserial-A50285BI" 였습니다.

짜잔~. 최신 버전인 1.4.2 로 업그레이드 되었습니다.

참고로 Windows OS 에서의 실행 결과 입니다.

나중을 위해 명령문도 기록해 놓습니다.

C:\"Program Files (x86)"\Arduino\hardware\tools\avr/bin/avrdude -CC:\"Program Files (x86)"\Arduino\hardware\tools\avr/etc/avrdude.conf -DV -p atmega328p -PCOM5 -c arduino -b 5700 -U flash:w:bGeigieNano.hex:i

6. 마무리

최신 firmware 로 upgrade 한 다음, microSD 및 GPS reset 을 해 줍니다.

GPS reset 은, microSD 를 뺀 다음, 부팅시켜주는 것이고,

microSD는 FAT 로 포맷하고, 필요한 파일인 "config.txt", 및 "SAFECAST.TXT" 만 root 에 copy 하고 리부팅 하면 됩니다.

FIN

거부감 없이 bGeigie nano 의 firmware 를 업그레이드 해봤습니다.

사실 microSD 카드에 logging 하는 기능이 정상 동작하지 않아, 궁여지책으로 해본 작업이었습니다.

firmware upgrade 를 해도 개선이 안되는 것을 보면, 다른 문제가 있어 보이네요.

국내에 얼마나 많은 분들이 가지고 계실지는 모르겠습니다만, 참고가 되었으면 합니다.

Update 20191228

마지막에 기술했다 시피, microSD 카드에 logging 되지 않는 현상과,

toggle switch 로 mode 를 변경시켜도 mode 가 변하지 않는 문제가 지속되었습니다.

일단, toggle switch 의 접점 문제로 인하여 mode 변경이 되지 않는게 아닌가 하여, 관련 부분 납땜을 다시 정리해 주기로 합니다.

살살 분해 합니다.

좀 많이 튀어 나온 부분이나, 납이 부족하다고 생각되는 부분을 정리해 줍니다.

이 작업 후에도 개선은 되지 않더군요... ㅠㅠ

1년 4개월이 흐른 뒤...

긴 휴가를 맞이하여 다시한번 도전하기로 합니다.

9개월 전에 새로운 firmware 가 올라 왔군요. 버전은 1.4.3.

그 전 버전이 1.4.2 였으니 마이너 업데이트 이긴 하지만, 밑져야 본전 입니다.

Firmware 업데이트 후, 되는군요... 문제가 고쳐졌습니다. ㅠㅠ

CPM 을 표시하면서 logging (microSD 에 기록) 하는 모드가 정상으로 돌아 왔습니다!!!

물론, 단순 측정 모드 (logging 하지 않음) 도 잘 되구요.

이제야 제대로 사용할 수 있으려나 합니다.

1. 측정해보자

방사능 측정기 조립 과정은 아래 두 link 들에 있습니다.

* Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-1

* Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 2

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-2

드디어 방사능 측정을 시작했습니다.

배송받기 까지도 오래 걸렸지만, 완성 후 측정까지도 오래 걸렸습니다.

우선 차의 유리에 부착하여 측정했습니다.

센서가 밖으로 향하게 하고, 자동차 안에서는 OLED 를 볼 수 있으니, 상황을 잘 알수 있습니다.

9개의 GPS 위성과 연결되어 있고, 고도 5m, 측정 개시후 1시간 41분이 지나고 있다는 정보까지 자세하게 나옵니다.

눈으로 동작을 확인하니 즐겁기 그지 없습니다.

46CPM 은 생활 방사능 정도 입니다.

2. App 과 연동해 보자

Safecast 에서 만들어 내 놓은 "Safecast" 를 통하여 스마트폰과 bGeigie Nano 간에 Bluetooth 연동이 가능합니다.

저는 iPhone 이므로, App Store 에서 검색하면 나옵니다.

App 을 인스톨 후, 실행시키면, 가장 가까운 bGeigie Nano 의 bluetooth 를 자동으로 찾아줍니다.

Bluetooth 모듈이 달린 kit 이 조금 더 비쌌지만, 그 값을 하는것 같아요.

연결되면 bGeigie Nano 의 동작 상황을 자세하게 알 수 있습니다.

GPS 를 찾으면, 측정값과 함께 GPS 정보를 함께 저장하기 시작합니다.

이제 bGeigie Nano 의 OLED 를 확인하지 않아도, App 을 통하여 측정 상황을 확인할 수 있습니다.

측정이 끝나면, 바로 인터넷을 통하여 Safecast API 로 측정 log 를 쏴줄수 있습니다.

"api.safecast.org" 에서 자기가 올린 data 를 확인할 수 있으며,

data 내용이 문제 없다면, 추가 정보를 기입하고 승인 요청을 합니다.

data 에 문제가 없고 승인이 끝나면, 전 세계인에게 공유됩니다.

3. Singapore

마침 Singapore 에 한달짜리 출장을 가게 되었습니다.

Singapore 는 어떤 상황인지 궁금합니다.

숙소에서 Singapore Sports Hub 까지 자전거를 타고 가면서 측정해 봅니다.

사용된 자전거는 10월 한달 free promotion 중인 OBike 와 함께 하였습니다.

Obike 는 길 가다가 자전거를 발견하면 바로 타고, 목적지에서 버리면 되는 간편한 시스템 입니다.

비용은 탄 시간에 맞게 지불하면 됩니다만, Singapore 에서는 현재 동일한 서비스를 제공하는 회사들이 있어서

Free promotion 기간이었습니다.

OBike 에 대해서는 따로 글을 작성하였습니다.

* 쓰고 목적지에서 버리는 자전거

- http://chocoball.tistory.com/entry/Life-bicycle-sharing

저기 오늘 같이할 자전거가 저를 기다리고 있군요.

자전거에 문제 없는지 확인하고 바로 올라 탑니다.

조금 돌아왔더니만 1Km 더 주행했습니다.

방사능 측정 결과 입니다.

문제 없는 수치 입니다.

자세히 보면, 하천 근처나 공사가 많이 이루어진 장소에서 값이 비교적 높게 나옵니다. 흠흠... 그렇군.

4. 하늘에서 측정하기

후꾸시마 사태때에 일본 정부에서 항상 빼놓지 않고 이야기 한 내용이,

"비행기 타고 다니면 장난 아니게 방사능 쐬지만 문제 없잖아" 였습니다.

실제로 그런지 무척 궁금한 내용입니다.

귀국하는 비행기에서 측정할 수 있도록 full 충전 해놓고 드디어 비행기 이륙 !

비행기에서 다행히 창가쪽 자리가 배정되었습니다.

GPS 도 무리없이 잘 잡히네요.

이륙 후, 고도 1282m 까지 올라갔습니다.

41 CPM 이면 지상과 거의 다를바 없습니다. 그렇군...

4682m 올라 왔습니다.

86 CPM 으로 값이 살짝 올라갔습니다. 비가 많이 들치고 먼지가 쌓이는 창틀의 홈에서도 81 CPM 이었으니...

5431m. 표시하는 값이 새로운 영역에 도달했습니다.

95 CPM 은 여지껏 처음 보는 수치 입니다.

5873m. 126 CPM 입니다.

이는 지상의 값인 60 CPM 의 약 2배의 값입니다.

6226m. 134 CPM 를 가리킵니다.

고도에 따라 우주에서 오는 방사능은 점점 강해지는 것을 눈으로 실제로 확인하게 되네요.

대기층의 중요함을 정말 피부로 느낍니다.

7362m. 183 CPM.

8201m. 214 CPM.

9104m. 257 CPM.

거의 지상 10Km 상공에서 동영상을 찍어봅니다.

9867m. 309 CPM.

기어이 300 CPM 을 넘었습니다. 지상의 5배 정도 입니다.

비행기의 항속 높이 입니다.

12600m. 524 CPM 을 찍었습니다.

이정도면 저의 사타구니를 납으로 만든 컵으로 가려야 하는게 아닌가 진심 걱정되었습니다.

이렇게 쎌 줄이야 !!!

후덜덜 하네요.

비행기 많이 타면 방사능 샤워를 한다는 이야기는 맞는것 같습니다.

App 을 통해서도 확인이 가능했습니다.

최종적으로 괴적을 그려봤습니다.

중간에 이빨이 빠졌지만, 대체로 잘 측정이 되었습니다.

FIN

도보, 자전거, 자동차, 비행기를 이용하여 여러가지 측정해 봤습니다.

비행기를 빼곤, 일반적으로는 무시할 수 있는 일반적인 수치를 보여줬습니다.

다만, 앞으로 비행기 탈 일이 생기면, 납으로 만든 컵을 가지고 다닐까 합니다.

1. 시작

bGeigie Nano 가 무엇인지, 어떻게 조립했는지는 아래 link 들을 참조하세요.

* Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-1

* Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 2

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-2

bGeigie Nano 를 조립하면서 설명서를 보면, battery 가 기존 2000mAh 에서 1200mAh 로 바뀐 것을 알게 됩니다.

- https://github.com/Safecast/bGeigieNanoKit/wiki/Assembly-Manual

제작자에게 문의한 결과 battery 수급 문제와 두께로 인한 문제를 언급하고 있습니다.

- https://groups.google.com/forum/#!searchin/safecast-devices/battery|sort:date/safecast-devices/DSUfd7i8IUQ/G6Hjsrn-BwAJ

이게 충전을 하고 가지고 다니는 것이라, 가능하면 큰 용량의 battery 를 사용하는게 좋을것 같았습니다.

아래는 기존 battery 사진입니다.

두꺼운 전선과 Li-Ion 충방전에 필요한 보호회로가 붙어 있습니다.

이 대용품을 찾아야 합니다.

2. 고용량 제품 찾기

한국내에서 제품을 찾기도 쉽지 않을 뿐더러, battery 제품은 가격이 비쌉니다.

AliExpress 에서 폭풍검색 합니다.

몇몇 제품이 물망에 올랐지만, bGeigie Nano 에 잘 수납되어야 하고, 용량이 2000mAh 이상인 것을 계속해서 찾던 중,

아래 제품을 알게 됩니다.

* 3.7V 2500mAh polymer lithium ion battery

- https://ko.aliexpress.com/item/3-7V-2500mAh-645455-polymer-lithium-ion-Li-ion-battery-for-mp3-mp4-tablet-pc-DVD/32797293075.html

크기가 확신할 수는 없었지만, 기존의 battery 의 폭과 두께가 크게 차이나지 않을것 같았습니다.

7.14 USD 는 정말 매력적인 가격이 아닐 수 없습니다.

3. 도착

배송 완료까지 거의 1달 걸렸습니다.

Battery 라서 좀 까다로왔는지 모르겠습니다.

배송 추적을 해 보면, Turkey 에 보내졌다고 나왔는데, 어느샌가 저의 주소로 배달되었습니다.

예상했던 그대로 배송이 되었습니다.

막상 upgrade 를 할 수 있다는 마음에 매우 흥분되었습니다.

오오오~~~!!! 대용량 battery 다!

bGeigie Nano 보드에 올려 봅니다.

크기가 정말 딱 맞습니다. 거의 여유공간은 없이 들어갑니다.

제작자가 이야기 했듯, 날카롭게 쏫아 오른 납땜 부분이 battery 를 찔러서 터질 수 있으니,

동봉되어 있던 쿠션용 스폰지를 붙여 놓은 플라스틱 보드지가 두껍고 딱 크기가 좋아서 바로 뒷에 덧대어 줍니다.

이렇게 맞춤일수가.

두께도 적당합니다. 쿠션 테이프까지 붙이고 나사를 조이면, 확실하게 고정이 됩니다.

완벽하게 고정되는 순간입니다.

4. Connector

여기서 문제가 생깁니다.

위의 사진에서도 알 수 있듯이 선만 달랑 있고, 기판과 연결되는 connector 가 없습니다.

Connector 의 사양 확인해야 하는데, 베니어 켈리퍼로 칫수를 측정해도 아주 미묘한 차이인지라 어떤것을 주문해야 할지 난감했습니다.

AliExpress 의 여러 판매자 제품들을 보니, 대략 위의 규격중에 하나라는 것을 알게 되었습니다.

처음에는 XH 2.54mm 가 아닐까 했습니다만, 확신할 수 없었습니다.

그래서 처음부터 동봉되어 있는 battery의 connector 를 뚤어져라 보았죠. 뭔가 있을것 같았습니다.

그렇습니다. 뭔가 적혀있었어요. "H JS" !!!

또한, 이 bGeigie Nano 에 들어가는 부품들은 OLED 모니터부터 Bluetooth 모듈까지 SparkFun 회사꺼를 많이 사용합니다.

그럼 혹시...?

SparkFun 에서 취급하는 Connector 를 찾아봅니다. Bingo!

SparkFun 은 JST 규격의 2.0mm 제품을 선호한다고 나와 있습니다.

그리고 친절하게도 JST 2.0mm 는 PH 두개의 극을 가지는 것과 같다는 것도 나와 있었습니다.

* Power Connectors

- https://learn.sparkfun.com/tutorials/connector-basics/power-connectors

정리하자면, JST 2.0mm = PH 2-pin connector 라는 것이였습니다.

한달 기다렸는데 좀더 기다리죠 뭐. Connector 도 주문을 합니다.

* JST 2.0 PH 2-Pin Connector

- https://ko.aliexpress.com/item/50-SETS-Mini-Micro-JST-2-0-PH-2-Pin-Connector-Plug-with-Wires-Cables-120MM/32824363436.html

한 3주 걸려서 도착했습니다.

도대체 이거 하나 upgrade 하는데 얼마나 걸리는지 모르겠습니다. (거의 2달)

커넥터의 모양을 요리조리 살펴 봅니다.

흠흠 맞는것 같네요.

Female connector 에 고정되는 돌기도 잘 구현되어 있습니다.

실제로 bGeigie Nano 에 연결해 봅니다.

딱 맞군요!

분리시, 손톱을 거는 돌기가 정품보다 작습니다.

모양의 거의 동일합니다.

5. Upgrade 효과

아래 사이트를 보면, 계산적으로 2500mAh 면 3일정도 가는 것으로 되어 있습니다.

- https://github.com/Safecast/bGeigieNanoKit

실제로 upgrade 하고 full 충전 후, 한번도 끄지않고 사용해 보면, 딱 48 시간 = 이틀 정도 갑니다.

1300mAh 정도면 하루+12시간이라고 표현 되어 있으니, 계산상으로만 보면 12시간 늘어난 것인데,

위성 통신이랑, Bluetooth 통신도 있으므로, 실제로는 1일이 2일 정도로 늘지 않았나 생각해 봅니다.

Battery low 가 뜨면 로깅이 중지됩니다.

그냥 측정만 하는것 같아요.

Battery low 가 뜨는 타이밍은 약 10% 정도인것 같습니다.

FIN

좋은 점

당연히 오래 간다는 점이죠!

아쉬운 점

Connector 의 선이 한가닥으로 되어 있어서 전류량적으로 아쉽다.

Connector 의 고깔 부분을 손톱으로 잡고 뽑을 수 있게 되어 있는데, 이 부분의 크기가 작아서 아쉽다.

2500mAh 면 대략 3일인데, full 2일이면 끝난다. 혹시... 용량표기의 오류?

이 글은 전편이 있습니다. 먼저 다음 link 를 꼭 읽고 오세요.

* Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-1

1. Mainboard

bGeigie Nano 의 중추인 mainboard 입니다.

보드 버전은 1.1r5a 입니다.

조립 메뉴얼이 초기 버전을 기준으로 제작되어 있다 보니, 나름 최신 보드와 맞지 않는 부분들이 있습니다.

대략 예상하면서 메뉴얼을 따라가면 그리 큰 문제는 없습니다.

모든 실장 위치에 금도금이 되어 있어서 납이 잘 붙게 되어 있습니다.

잘 만들어진 보드라고 생각합니다.

2. 부품과 아크릴 지지대

부품은 따로 포장되어 있습니다.

제가 받은 제품의 고유 번호는 2981 되겠습니다.

기판을 보호하고 모양을 만들어주는 아크릴 지지대와 logging 을 위한 micro SD + adapater,

그리고 GM tube 를 보호해 주는 철망이 보입니다.

3. 저항 납땜하기

이제 본격적으로 작업을 시작합니다.

저항을 하나씩 검수해 가며 납땝합니다.

예전에 만들어 놓은 Transistor Tester 를 이용했습니다.

* Transistor Tester

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

10kΩ 짜리를 측정해 봅니다. 대략 오차범위 이내 입니다. 납땜해 줍니다.

1kΩ 짜리를 측정해 봅니다. 대략 오차범위 이내 입니다. 납땜해 줍니다.

4.5kΩ 짜리를 측정해 봅니다. 대략 오차범위 이내 입니다. 납땜해 줍니다.

겨우 4개 저항을 납땜했지만 뿌듯합니다. 기념샷 찍어줍니다.

계속 측정하고 땜질하고 반복합니다.

궁금해졌습니다. 왜 예전 방식인 "탄소 피막 저항" 일까?

온도변화에 약하며 정확도가 떨어지는 제품을 썼을까?

"메탈 피막 저항" 은 정확하며 온도변화에도 강한데 말입니다.

저항에 대해서는 아래 link 를 읽어보세요. 저도 처음에는 구분을 못했답니다.

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-buying-resistors

집에 굴러다니는 메탈 피막 저항을 측정해 보는 것으로 궁금함은 더해가지만,

일단 접어두고 나중에 community 에 물어봐야겠습니다.

4. 콘덴서 납땜하기

저항 다음에는 콘덴서를 납땜해 줍니다.

총 3개가 있습니다. 100nF 이라고 합니다.

정말 소중하게 한땀한땀 납땜하였습니다.

뒷면의 리드로 모드 잘라주었습니다. 깔끔하게 잘 했다고 자화자찬을 해 봅니다.

5. 그 외 부품 납땜하기

저항과 콘덴서로 손이 어느정도 익었으니, 속도를 좀 내어 봅니다.

트랜지스터 1개와 스위치류, LED 등을 납땜해 갑니다.

C1815 라는 제품이지만 잘 모릅니다.

측정해 보면 NPN 트랜지스터 입니다. 납땜해 줍니다.

토클 스위치입니다. 일본에서 제조된 제품이네요.

사진으로는 크지만 앙증맞게 생겼습니다. 금속으로 된 스위치로 딸깍거리며 동작시키는 것이 은근 재미 있습니다.

무슨 용도의 스위치 인지는 모르겠습니다.

조이스틱처럼 누르기도 되고 상하좌우 움직일 수 있습니다. 메뉴 설정등에 사용될 듯 합니다.

밑면입니다.

스피커 입니다. 제품 마무리가 잘 되어 있습니다.

다이오드 입니다. 열에 약하니 최대한 짧게 열을 가하여 납땜합니다.

전원 스위치 입니다.

전류가 흐르는 곳이니 납을 많이 먹여 납땜합니다.

딥스위치 입니다. 납땜합니다.

Alerting 과 Counting 을 하는 LED 입니다.

제품 버전에 따라 빨간색 대신 파란색도 있었던것 같습니다.

조립하는 사람에 따라 빨간색을 counting 으로 사용하는 사람도 있고 여러가지 입니다.

저는 Alerting 에는 빨간색, Counting 에는 흰색을 선택해서 납땜하였습니다.

LED 는 이런 값을 보여주는군요.

Transistor Tester 로 측정시 불이 들어왔다 나갔다 하는 모습이 신기하여 동영상으로도 찍어 봤습니다.

아마도 측정시에 여러가지 패턴으로 전류/전압을 가해보고 결과를 도출하는 것 같습니다.

자잘한 부품을 모두 납땜한 모양입니다. 여기까지 하고 좀 쉬었습니다. 한 2주일.

6. OLED

가장 눈에 띄는 OLED 를 작업합니다.

뽁뽁이 포장지를 잘 뜯습니다.

저 위의 구멍에 납땜을 하면 됩니다.

제품 정식 명칭은 Adafruit 사의 SSD1306 1.3" 128x64 OLED 입니다.

집에 다른 OLED 두개를 더 가지고 있어서 잠깐 비교 놀이를 해봅니다.

* Adafruit SSD1306 128x64 1.3" monochrome OLED 를 사용해보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Adafruit-SSD1306-128x64-13inch-monochrome-OLED

기판 밑부분에 지지대를 납땜하고 볼트로 고정해 줍니다.

OLED 를 납땜한 소켓에 삽입하고 너트로 지지대 기둥에 고정해 줍니다.

설명서에는 휘지 않도록 너트를 위아래로 설치하라고 되어 있으나, 지지대 볼트 길이가 짧아서 절대 불가능 합니다.

그냥 위에만 너트로 고정해 줍니다. 너무 조이면 장력이 생기니 적당하게 조여줍니다.

7. GPS module

Adafruit 의 Ultimate GPS Breakout v3 제품입니다.

66개의 channel 을 받을 수 있다고 하네요. Wow!

뒷면은 GPS 정보를 저장하여 다시 reboot 될 때 GPS 를 빨리 연동되게 하기 위한 battery 고정부가 있습니다.

3.3V ~ 5V 까지 인가할 수 있습니다. 5V 도 견디지만 3.3V 로 동작시키면 좋겠죠?

이렇게 분리되어 있는 것을 아래와 같이 납땜해 주었습니다.

고정하는 부분이니 납을 많이 먹여 주었습니다.

GPS 가 올 자리는 여기가 되겠습니다.

지지대를 세우고 mainboard 와 연결되는 부분에 pin 을 납땜해 줍니다.

고정 기둥에 올려 놓고 너트로 조이면 이렇게 됩니다.

점점 모양을 갖춰 가네요.

8. OpenLog

측정한 data 를 micro SD 에 저장하는 부분입니다.

제품은 SparkFun 사의 OpenLog DEV-13712 입니다.

Arduino 와 친숙한 ATmega 칩이 달려 있습니다.

뒷면은 micro SD 를 삽입할 수 있게 되어 있습니다.

한번 넣으면 딸깍 하면서 고정이 되고, 다시한번 누르면 튀어나오는 방식입니다.

위치할 자리는 여기 입니다.

예전 버전에는 바로 아래 부분에 GM tube 와 연결하는 pin 납땜자리가 있어 쉴딩을 해줘야 했지만,

버전업이 되면서 GM tube 연결 땜 자리는, 그 밑으로 위치하는 레이아웃으로 바뀌었습니다.

이왕 본 김에 GM tube 와 연결되는 pin 을 납땜해 줍니다.

9. Arduino FIO

이제 두뇌에 해당하는 Arduino FIO 를 작업합니다.

DEV-10116 이라고 되어 있네요.

LED가 반짝반짝 하는 윗부분이 밑으로 가야 하는지라 좀 아쉽습니다.

밑부분이지만 위로 가는 부분입니다.

위치는 여기가 되겠네요.

납땜할 자리가 가장 많습니다.

일단 mainboard 에 모든 다리에 pin 을 넣고 납땜해야 하고, 그다음 male pin 들을 Arduino FIO 에 납땜하여 다리를 만들어 줘야 합니다.

향후 firmware upgrade 를 위해 FTDI 인터페이스에도 납땜을 해 줍니다.

실제로 이런 모양이라고 합니다.

* Using a L-shaped plug and soldered low-profile sockets to program a Fio

- https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardFioProgramming

나중에 software 가 version up 되면 도전해 보겠습니다.

마침 FTDI breakout 보드도 있네요 :-)

* FTDI Serial Adapter 를 사용해 보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-FTDI-FT232RL-using

지금까지의 모든 부붐을 올려 봤습니다. 호오오오!

10. Bluetooth module

micro SD 카드에 logging 을 하지만,

스마트폰으로 실시간 측정치를 확인하거나, 로그를 인터넷으로 바로 보내고 싶으면 Bluetooth 모듈이 필요합니다.

제품은 seeed 사의 BLEBee v2 입니다.

- https://www.seeedstudio.com/BLEBee-v2.0.0-p-2461.html

따로 사려면 34.5 USD 하는군요.

AliExpress 에서 파는 XBEE 의 bluetooth 모듈과 호환이 되는지 많이 궁금합니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/Free-shipping-bluetooth-wireless-module-bluetooth-slave-HC-06-red-for-arduino/2046081268.html

기회가 되면 한번 실험해 보겠습니다.

Bluegiga BLE113-A-M256K 라는 모듈을 이용해서 만들었다고 합니다.

오리지날은 MiKro Labs 라고 합니다.

하지만 이미 website 는 가동되지 않고 있네요. ( www.mikro-labs.com )

Arduino FIO 의 밑단 부분에 세모로 선이 그어있는 부분에 꽂습니다.

11. 시험 가동

GM tube 를 제외하고 모든 부품이 실장되었습니다.

GM tube 를 연결하기 전에 납땜이 정상인지를 확인하고,

추가 작업을 진행하기 전에 수정사항이 있는지를 보기 위해 battery 를 연결하고 시험 가동을 해 봅니다.

동봉된 battery 는 1200mAh Li-Ion Polymer 입니다.

두근두근....

한번에 성공입니다!!!

사실 실패하면 다른 방도는 없었습니다.

역시 납땜시는 열을 최대한 짧게 가하고 완료하는게 정말 중요하네요. 오로지 이거 하나만 지키면서 납땜하였습니다.

오랜 동안 납땜에 투자한 시간이 보상받는 순간입니다.

12. Geiger Mueller Tube

방사능 측정용 센서는 pancake 형태인 센서 입니다.

* LND 7317

- http://www.lndinc.com/products/geiger-mueller-tubes/7317/

특장점으로는 엄청 예민하다는 것과, alpha / beta / gamma 모두를 잡아낼 수 있다는 것입니다.

일반적으로 한가지나 두가지만 잡아낼 수 있는 센서와는 격을 달리합니다.

그래서 낱개 구매는 130 ~ 200 USD 정도 한다고 합니다.

bGeigie Nano kit 가격의 1/3 에 해당합니다. 그만큼 조심해서 다뤄야 합니다.

GM tube 의 표면이 찟기지 않게 하기 위해 철망을 붙여줘야 합니다.

여성들의 메니큐어 코팅제로 붙이면 나중에 메니큐어 제거재로 쉽게 분리 가능하다 하니, 준비합니다.

살살 제품을 꺼냅니다. 아주 얇은 피막으로 되어 있다고 씌여 있습니다.

뒷면이 위로 오게 뒤집어져 있습니다. 앞쪽은 얇은 피막이니까요.

only USA 에서만 생산되고 있습니다.

들어보면 꽤 무겁습니다. 무식한 작은 후라이팬처럼 생겼습니다.

앞면입니다. 찟어지지 않도록 살살...

다른 작업으로 진행하기 전에 얼른 금속망을 앞면에 붙여줍니다.

1분 이상 지긋이 누르라고 설명서에 나와 있으니, 지긋하게 눌러서 고정되게 합니다.

13. GM tube 연결

GM tube 와 고전압 회로와 연결하는 보드를 조립합니다.

보드에 선을 납땜해야 하는데, 극성이 선의 배열과 다릅니다.

이쁘게 납땜할 수 있도록 핀을 이용하여 선을 동그랗게 말아줍니다.

미리 투명 수축 튜브도 끼워 넣어 줍니다.

납땜을 이쁘게 하고, 수축튜브를 잘 씌운 다음, 열을 가하여 수축, 고정되게 합니다.

14. Case 고무에 동그랗게 구멍 뚫기

Pelican 1010 case 의 안쪽 뒷면은 고무로 기기를 안정되게 고정될 수 있도록 쿠션이 있습니다.

여기를 GM tube 가 돌출될 수 있도록 구멍을 뚫어야 합니다.

보드에 LND 7317 과 연결하고 아크릴에 고정시켜 봅니다.

이제야 고지가 눈앞에 보이네요.

케이스 뒷면에 센서가 돌출될 수 있도록 동그랗게 구멍을 뚫어 줍니다.

신기하게도 250ml 주스캔 윗부분과 크기가 똑같습니다. 주스캔을 이용하여 그림을 그린 다음 커터로 잘라주면 됩니다.

짜잔~!

FIN

이로써 모든 조립 작업이 완료되었습니다.

계획하고 구입하고 조립하기 까지, 장장 6년(계획)하고 3개월(실조립) 이 걸렸습니다.

왜 구동 모습이 없냐구요?

실제 구동 모습은 따로 글을 만들어서 차근차근 기록하겠습니다.

여기까지만 해도 진이 다 빠졌습니다.

1. 311 대지진

2011년 3월 11일, 가족과 일본에서 생활하던 그 날.

아이의 신학기가 시작한지 얼마 되지 않았을 때였다.

엄청난 흔들림.

옆에 있던 동료에게 "난 지진 detector 야. 진도를 알 수 있지" 라면서,

농담처럼 이건 3도인데... 한 4도정도 되려나? 이건 5도인데... 더 세지네!!!

20층 건물에서 8층에 근무했던 사무실에서 본능적으로 지갑과 휴대폰만 챙기고 밖으로 튀어 나갔다.

사무실 문을 벋어나 엘리베이터를 타려 했으나,

이미 차단막이 내려가 있고, 비상구로만 탈출할 수 있게 셔터들이 내려가 있었다.

순간 내가 어디에 와 있지 할 정도로 통로 구조가 바뀌어 있었다.

지진 알람이 발생 후, 자동으로 셔터가 내려간 것에 잠시 탄복하면서,

미로에 놓여 있는 쥐처럼 비상구를 향해 돌진했다.

사람들이 비상구를 이용하기 시작했고, 층을 내려갈 수록 사람들 수가 불어났다.

중간에 넘어지는 사람, 흐느끼면서 내려가는 사람, 과호흡으로 봉지를 물고 있는 사람...

모두 직감적으로 "이러다 죽을 수 있어" 라는 문장을 떠올리는 얼굴들이었다.

나도 그랬다.

"죽을 수 있겠지만, 그래도 살아 남아야겠어" 라는 본능이 머릿속에서 몸부림 치고 있었다.

일단 1층에 다다르자 조금 안도가 되었고,

만일 더 흔들리고 건물 붕괴의 위험이 발생하면 지하 주차장으로 내려갈 것이냐,

아니면 깨져서 떨어질 유리 파편을 피하면서, 근처 중학교까지 죽을 힘을 다해 뛰어갈 것이냐를 고민했다.

가장 큰 임팩트가 살짝 사그라들 때, 밖에 나가서 맞은편에서 짓고 있던 40층 건물을 보았다.

맙소사... 두개의 쌍둥이 건물이 바다 밑에 자라는 해조류처럼 흔들거렸다.

2. 탈출

대지진 발생 후, 바로 다음날인 3월 12일. 아직 큰 여진들이 들이닥치는 시기에 후쿠시마 원자력 발전소가 수소폭발을 일으켰다.

이 대지진은 이제 완전히 새로운 국면으로 들어섰다는 신호였다.

지진에 의한 공포가 이제는 피폭에 대한 공포로 바뀌었다.

그것도 원전 3기가 차례로 폭발을 잃으키면서 의심없는 사실로 받아들여졌다.

고민할 필요도 없이, 동경을 탈출해야 한다는 생각으로 귀결되었다.

거대한 탈출의 물줄기에서 가족 4명을 실어다줄 항공기 수배에 나섰으며,

대중교통이 끊긴 도로를 달려 우리 가족을 공항까지 이동시켜 줄 개인 택시 "나라시" 를 찾았다.

다행히 모두 수배가 되어, 대지진 발생 1주일만에 일본을 탈출했다.

동경시에서 나리따 공항까지 가는 고속도로... 도로 중간중간 부서진 부분들이 보였으며, 다니는 차가 거의 없었다.

그야말로 유령의 고속도로였다.

3. Safecast

여기서부터는 어투를 바꾸겠습니다. :-)

혼자 다시 동경으로 돌아온 뒤 알게된 것은, 당시 일본 전국을 휩쓸고 있었던 "방사능의 공포".

정부에서는 정보를 차단하고 있었고,

동경과 200Km 밖에 떨어져 있지 않은 후꾸시마는 동경의 먹거리를 책임지는 곡창지대인 동북지역의 한 곳으로,

방사능이 있다 하더라도 먹어서 동북아 지역 재건에 동참하자는 어처구니 없는 상황이 벌어지고 있었습니다.

이런 "방사능 공포" 의 불안을 해소하고자 사람들이 방사는 측정기를 너도나도 구매하려 했고,

평소 가격의 몇 배에서 몇 십배로 제품 가격이 뛰게 되었죠.

제대로 된 것을 구입하려면, 몇 십만원을 줘야 했습니다.

거기서 등장한 것이 이 제품,

Safecast 라는 단체에서 Pancake 센서를 채용한 제품을 cloud funding인 Kickstarter 에 공모합니다.

- https://www.kickstarter.com/projects/seanbonner/safecast-x-kickstarter-geiger-counter

디자인, 휴대성, 사용된 LND 사의 고성능 7317 센서 모두는 너무 매력적이었습니다.

제품으로써 완벽에 가까워 보였으니까요.

참고로 LDN 7317 pancake 센서는 Alpha / Beta / Gamma 를 모두 측정할 수 있는 고성능 센서 입니다.

* LDN 7317

- http://www.lndinc.com/products/geiger-mueller-tubes/7317/

또한 Safecast 는 측정한 자료를 인터넷 및 전용 app 에 공유하여 사람들로 하여금 방사능의 심각성을 알리고 있습니다.

* Safecast

이 어플을 통해서, 이 프로젝트에 참여한 사람들이 측정한 실측치를 확인할 수 있습니다.

일본 정부에서 공개하지 않은 데이터 들을 볼 수 있습니다.

후쿠시마 근처와 연결된 하천은 접근하지 말아야 할 장소가 명확합니다.

4. bGeigie Nano

Kickstarter 에서 공모한 제품을 너무 가지고 싶어서,

제작자에게 메일도 띄워 보고, ebay 에 나와 있는게 없나 그렇게 많이 찾아 헤맸습니다만 구할 수 없었습니다.

그러던 중, Safecast 에서 아래와 같은 제품을 발표합니다.

* bGeige Nano

- https://shop.kithub.cc/collections/environmental-monitoring-kits/products/safecast-bgeigie-nano

미국내 세금 포함 655.5 USD !!! 미칠듯한 가격입니다. 오살라게 비싸네요.

평소 AliExpress 로 떄워왔던 저로서는 너무 괴로운 구매였습니다.

너무 하고싶은데 가격은 비싸고, 너무 하고싶은데 가격은 비싸고, 너무 하고싶은데 가격은 비싸고...

한국에 돌아와 버렸지만, 이 제품을 만들어 보고 측정에 동참하고 싶은 욕구는 사그라들지 않았습니다.

결국 오랜 고민 끝에 질렀습니다. 655.50 USD !!!

5. 도착

거진 2주만에 제품을 받았습니다.

이하 도착샷들 입니다.

이 로고를 보려고 정말 오래 기다렸습니다.

자잘한 부품이 있으니 애들이 집어 먹을 수 있다는 문구가 보입니다.

뚜껑을 열어 보면 꽉 차 있습니다.

조립 완성 후, 가지고 다닐 수 있게 버클 및 끈이 동봉되어 있습니다.

기판을 고정하는 볼트, 너트, 와셔 들 입니다.

전자 부품들은 뽁뽁이로 잘 쌓여 있습니다.

보호 케이스 입니다.

따로 Amazon 에서 구입할 수도 있습니다.

- https://www.amazon.com/Waterproof-Case-Pelican-1010-Micro/dp/B001G23JZ4/ref=pd_sim_421_1

저에게 배달된 제품의 시리얼 넘버는 2981 인듯 합니다. 

납땜해야 하는 전자 부품들 입니다.

완성되면 붙이게 될 스티커도 있습니다.

6. 부품 확인

제품이 도착하면 누락이 없나 확인해 봐야겠죠?

Safecast 사이트에서 부품들을 확인할 수 있습니다.

- SafecastbGeigieNanoManualandResources.pdf

FIN

여기까지 오는 과정이 6년이나 걸렸습니다.

일단 제품을 받고 나자, 좀 진이 빠진것도 있고 마음을 추스리고 만들고 싶어서 약 한달동안 묵히게 됩니다.

"Safecast bGeigie Nano 를 조립해 보자 - 2" 에서 하나씩 조립해 가게 됩니다.

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-2

Update - 20201216

참고를 위해 첨부.

1. Safecast bGeigie Nano

시간이 나면, 짬짬이 방사능 측정기를 조립하고 있습니다.

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Safecast-bGeigie-Nano-1

조립 메뉴얼을 보면,

option 으로 분류되어 있으며 구성품에 포함되어 있지 않은 부품이 한개 있습니다.

- https://github.com/Safecast/bGeigieNanoKit/wiki/Assembly-Manual

이는 "TSSR 3.5mm audio out jack" 으로,

부착하고 싶으면 따로 구매를 해야 합니다.

부품리스트에서 자세히 보면, 아래 제품이라는 것을 알 수 있습니다.

* SparkFun TRRS 3.5mm Jack Breakout

- https://www.sparkfun.com/products/11570

bGeigie Nano 구매하고 구성품 받기까지 오래 걸리기도 하거니와

배대지를 이용해야 해서 여간 복잡한게 아니였습니다.

완성도 있게 만들고 싶은데, 이 부품이 빠지면 아쉬울 것 같아, AliExpress 도와줘요~ 해봅니다.

2. TSSR 3.5mm Audio Socket Breakout

AliExpress, 아니 중국은 대단한것 맞습니다.

완벽히 똑같은 카피품을 판매하고 있네요.

- https://ko.aliexpress.com/item/3-5mm-Plug-Jack-Stereo-Plastic-Metal-TRRS-Headset-Audio-Socket-Breakout-Board-Extension-Module-Approx/32757253027.html

모양, pin 이름, 크기 모두가 똑같습니다.

여기에 더하여 가격이 1/4 가격입니다.

정품은 3.95 USD, 카피품은 1.09 USD 에 더하여 배송비 무료 입니다.

저같이 돈은 없지만, 전자부품으로 놀고 싶은 사람에게는 AliExpress 는 천국입니다.

3. 도착

아래는 도착샷 입니다.

평범하게 도착했습니다. 한 3주 걸린것 같아요.

앞면입니다.

프린트된 문구도 같네요.

뒷면입니다. TRRS Breakout 보드라고 표시되어 있네요.

4. 테스트

OLED 를 가지고 VU meter 를 만들어 볼 때, 테스트 해봤습니다.

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-VU-meter-using-SSD1306-monochrome-OLED

Arduino 와의 연결에, Male Pin 납땜을 하고싶지 않아서 Probe Clip 을 사용하였습니다.

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Probe-Clip

여기서는 VU meter 를 구성하는 과정은 생략하고 결과만 올립니다.

iPhone 과 연결에 문제가 없네요.

확인 동영상 입니다.

FIN

방사능 측정기는 언제 조립을...