분명 고3일 때 하라는 공부는 안 하고 블로그에 글을 쓰고 있었는데, 정신차려보니 어느덧 군 복무도 끝나가고 있습니다.
    새로운 마음으로 공부하고 작업한 내용을 기록하고자 새 Jekyll 블로그를 만들었습니다.

    댓글을 쓰셔도 보기가 어려우니, 불편하시더라도 궁금한 점은 옮긴 새 블로그에 댓글로 달아 주시면 성심성의껏 답변해 드리겠습니다. 감사합니다.
    2021년 2월 14일

    새 블로그 주소는 https://luftaquila.io입니다.
     

    LUFT - AQUILA

    A sky sailing Electron.

    luftaquila.io




    블로그를 이전하면서 글도 같이 옮기고 있습니다.

    블로그 이전 공지 : https://luftaquila.tistory.com/56

     

    이 글은

     

    https://luftaquila.io/blog/diy/usb-wattmeter-diy/

     

    아두이노 USB 파워미터 DIY

    당신의 전기료는 안녕하십니까

    luftaquila.io

    로 이동되었습니다!


    댓글을 쓰셔도 보기가 어려우니, 불편하시더라도 궁금한 점은 옮긴 새 블로그에 댓글로 달아 주시면 성심성의껏 답변해 드리겠습니다.

     

     

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    바로 이전에 작성했던 아두이노 사물인터넷 - 블루투스 전등 제작기를 만들고 나니 슬슬 걱정이 되지 뭡니까.

    1년 365일 내내 핸드폰 충전기로 전원을 공급받는데, 전기료가 안녕하실지가요 (...)

     

    일단 5V에 1A, 5W짜리 충전기라 최대 출력으로 24시간 사용해도 120Wh 수준.

    아두이노 소모 전력이 워낙 적으니 그 20% 수준도 안 될 거라고 예상은 했지만, 그래도 뭔가 찜찜합니다.

     

    직접 측정을 해 봐야겠습니다.

     

    ...라고 해서 인터넷을 검색했더니 파워미터라고 이런 제품들이 나오더군요

    오 괜찮은데? 얼마지? 하고 봤더니 4만 6천원... 저가형 제품도 다 만원은 넘더랍니다.

     

    마침 막 뭐가 만들고 싶기도 했고(?) 이 정도면 만들어도 가격 비슷하겠다! 싶어서, 네. 직접 만들어 보겠습니다.

     

     

    일단 원리는 적산전력량계와 같습니다. 전력 P = 전압 V * 전류 I 입니다.

    매 순간의 전압, 전류를 측정해 전력을 구한 다음, 이걸 빠르게 반복 측정해서 다 더해주면 됩니다.

    마치 적분 개념과 비슷합니다.

     

     

    그렇다면 필요한 부품은 전압 센서, 전류 센서, LCD 등등이 되겠군요.

     

    측정용 인터페이스도 필요하니 USB Female 소켓과 마이크로 5핀 USB Female 소켓도 필요합니다.

    저는 출력 단자를 두 개로 만들고 싶어서 두 개 넣었어요.

    그 외에 LCD에 필요한 저항(2kΩ 정도), 전원 스위치, 조작용 버튼 등등도 필요하겠습니다.

     

     

     

    이번엔 뭔가 제대로 된 제품다운걸 만들어보고 싶어서, PCB 보드도 하나 샀습니다.

    여기에 죄다 깔끔하게 납땜해서 만들어 보려고요. 그리고 후에 깔끔하게 만드려는 계획은 폭망합니다.

    그냥 제작해보실 분들은 브레드보드에 꼽아서 제작하셔도 상관없습니다.

     

     

     

    PCB에 부품 배치를 위해 실사이즈로 그려 봤습니다. 캐드로 하면 좋겠지만, 전 그런 거 못해요.

    ACS712는 홀 효과 전류 센서인데, 홀 전류 센서는 특성상 자기장에 교란을 받습니다.

    실사용에 쓰기에는 곤란해서 션트 저항을 사용하는 INA219로 대체했습니다.

     

    우측 하단에 개념도를 그려 놓았습니다. 왼쪽 마이크로 5핀 커넥터로 입력을 받습니다.

    전압계는 병렬로, 전류계는 직렬로 연결해야 하는건 다들 아시죠?

    센서들을 거친 다음 USB 커넥터로 나갑니다.

     

     

    ...이걸 센서들과 LCD를 고려해서 회로도로 작성해 보면....

    흠. 어디서 많이 본 짤이군요. 바로 제 블로그 홈 타이틀 이미지입니다.

     

    제가 그렸지만 제가 봐도 머리아픕니다. 뭐가 뭔지 하나도 모르겠습니다.

    근데 이걸 타이틀 이미지로 쓴다고? 어차피 타이틀 보고 들어오시는 것도 아닌데 뭐

     

    여기서 방문자 분들 페이지 닫고 나가는 소리가 들리는 것 같군요. ㅋㅋㅋㅋ

    절망하실 필요 없습니다. 이건 정말 순수하게 연결해야 하는 선들을 죄다 표현해 놓은 것 뿐입니다.

    말인즉슨, 어쨌든 다 연결하긴 해야 합니다

     

    센서별로 하나하나 연결하면 금방이니 차근차근 시작해 보겠습니다.

     

     

    먼저 마이크로 5핀 단자와 USB 단자를 같은 극끼리 서로 연결해 줍니다.

    극성에 주의해 주세요. 핀맵은 다음과 같습니다.



    GND와 VCC만 연결해 주시면 됩니다.

     

    그리고 연결 한 부분을 끊어서 +극 쪽은 INA219의 Vin+에, -극 쪽은 Vin-에 연결해 주세요.

    전압 센서는 병렬 연결로 +극과 VCC를, -극과 GND를 연결해 주시면 됩니다.

     

    간략하게 그렸지만, 이렇게요.

     

     

    INA219의 핀은 Vcc, Gnd, Scl, Sda, Vin-, Vin+가 있습니다.

    Vcc는 아두이노의 +5V

    Gnd는 아두이노의 GND

    Scl은 아두이노의 A5핀

    Sda는 아두이노의 A6핀

    에 연결해 주시면 됩니다.

     

    전압 센서에서는

    -는 아두이노의 GND,

    S는 사용하실 아무 아날로그 핀에 연결해 주세요. 저는 A7에 하겠습니다.

     

    +내용추가 - 전압 센서의 저항이 약 37.5kΩ 정도로, 전압계 치고 저항이 아주 낮은 편입니다.

    보통 디지털 멀티미터 전압계는 최소 수십 메가옴이거든요.

    도선에 그렇게 크지 않은 저항 하나를 병렬로 연결한 셈이니 본래 회로의 전류가 좀 깎여나갑니다.

    INA219 센서에서 sensor219.getBusVoltage_V(); 함수로 버스 전압을 재도 비슷하게 나오니 이렇게 쓰셔도 무방합니다.

    다만 전압센서보다는 값이 좀 흔들리는 편이에요.

     

     

    다음은 LCD를 연결할 차례군요!

    LCD는... 핀이 좀 더럽게 많습니다.

     

    제일 왼쪽을 1번으로, 맨 끝을 16번 핀으로 정하고 말씀드리겠습니다.

     

    1, 5, 15번 핀은 +5V

    2, 16번 핀은 GND

    3번 핀은 준비한 2kΩ과 연결한 후에 GND

    4, 6, 11, 12, 13, 14번 핀은 각각 다른 아두이노 디지털 핀에 연결해 줍니다.

    저는 순서대로 D12, D11, D10, D9, D8, D7에 대응시켜 줬습니다.

     

    다음으로 측정값 초기화 등의 역할을 수행할 택트 스위치를 D5번 핀에 연결해 주겠습니다.

     

     

       (작업중...)

     

    저는 다 땜질하기로 해서, PCB에 하나하나 붙여 주겠습니다. 아아 왜 그랬을까

     

    열심히 노가다 땜질을 하다 보면,

     

    완성입니다! 오? 생각보다 꽤 깔끔해 보인다고요?

     

    (....)

     

    LCD 샘플 코드 올려서 장난도 좀 쳐 보고.. 가운데는 블로그 모바일 타이틀 이미지 맞습니다.

     

     

    휴.. 하드웨어는 일단 완성입니다.

    글이 너무 길어지는 것 같으니 소프트웨어는 다음 편에 들고 오도록 하겠습니다.

     

    이어보기 : 아두이노 USB 파워미터 프로젝트 - 소프트웨어 편

     

     

    Posted by LUFT - AQUILA

    • 2018.06.29 12:55

      비밀댓글입니다


    • 2018.11.16 15:14

      비밀댓글입니다


    • 2021.03.09 17:07

      비밀댓글입니다


    • 2021.03.09 17:07

      비밀댓글입니다


    • 2021.03.09 17:14

      비밀댓글입니다