우리 집의 미세먼지농도는 어느 정도일까?

탁상용 미세먼지 농도측정 및 온도계 만들기

글/그림 | 이민주 객원기자 itstyle@itstyle.kr

새 집으로 이사 가본 사람들이나 새로운 가구가 집에 들어왔을 때 이상한 냄새가 나 건강상 문제 또는 불쾌감을 느껴본 적 있을 것이다. 이러한 용어를 새집증후군이라 하며 이 현상은 시간이 지날수록 사라지지만 중국 황사의 영향이나 집밖에 지나는 차량들 때문에 미세먼지는 시간이 지나도 사라지지 않는다.
특히 냄새가 없고 눈에 보이지 않아 무관심하기 쉬운 미세먼지 농도! 실용성을 높이기 위해 온도기능을 추가하였고 수치와 함께 색 변화를 제공하여 현재의 상태를 직관적으로 인식하게 해주었다. 우리 집의 청결상태는 어떠할까? 내 방의 온도는 얼마일까? 한번쯤 궁금했던 사람들은 저렴하게 탁상용 미세먼지 농도측정 및 온도계를 만들어 보자.

 ※가격은 변경될 수 있습니다.

핀헤더 준비
이번 프로젝트에서는 3개의 7-세그먼트를 사용하는데 시각적 효과를 극대화하기 위하여 RED와 GREEN LED가 함께 내장된 투톤 7-세그먼트를 이용할 것이다. 안타깝게도 디바이스마트에서 판매하는 투톤 7-세그먼트는 핀 간격이 2mm로 2.54mm 홀 간격을 갖는 일반 기판과 맞지 않는다. 따라서 2mm 핀헤더를 끼워 7-세그먼트가 정렬되도록 할 것이다.

핀헤더를 세그먼트와 결합하기
핀헤더 길이가 부족하므로 부족한 부분은 잘라서 끼울 것이다.

기판 자르기
7-세그먼트에 2mm 핀헤더를 끼운다.
7-세그먼트 다리 사이에 끼워넣을 수 있는 크기의 기판을 잘라 만든다.

IC소켓 삽입
잘라진 기판에 IC소켓을 삽입한다.

기판에 납땜
기판을 뒤집어 납땜한다. 앞으로 부품을 삽입한 후에는 납땜하여 부품을 고정한다. 납땜할 때에는 인두가 충분히 달궈진 후 사용하는데, 기판 동판에 인두팁을 대어 열을 충분히 전달하고 납을 밀어넣은 후 재빨리 떼어내야 깔끔하게 납땜이 된다. 너무 오래 대면 동판이 떨어질 수 있으므로 주의한다.

레치IC소켓 삽입
아두이노 UNO를 이용할 것인데 GPIO가 13개라 7-세그먼트와 센서, 시리얼포트를 사용하기에는 턱없이 부족하다. 따라서 7-세그먼트 부분에 MC14094 IC를 사용하였다. 4094가 없다면 74HC595 같은 부품을 사용하여도 무방하다(기능은 비슷하지만 핀 배열이 다르다).

크리스탈 삽입
아두이노 UNO의 하드웨어를 그대로 사용할 것이므로 16MHz크리스탈을 사용한다.

DC젝 삽입
5V전원을 사용할 수 있도록 DC어댑터 잭을 삽입한다. 필요에 따라 USB나 다른 포트로 변경하여도 좋다.

전해콘덴서 삽입
전원 안정화를 위해 전해콘덴서를 삽입하였다.

세라믹(모노리딕)콘센서 삽입
전원 잡음을 개선하기 위해 세라믹콘덴서를 삽입하였다.

UART통신용 핀헤더 삽입
UART통신용 핀헤더를 삽입한다. 단순 UART통신을 위한 것이 아닌 프로그램을 업로드하기 위한 포트이다. 참고로 사진에는 3PIN을 장착했지만 실제 필요한 핀 수는 4PIN이었다. (Ground, Reset, UART Tx, UART Rx)

LM35DZ온도센서 삽입
제품의 실용성을 극대화 하기 위하여 온도센서를 삽입하였다. 온도와 미세먼지 농도가 5초씩 교차하여 표시될 것이다.

저항 삽입
7-세그먼트에 흐르는 전류량을 제어하기 위해 저항을 달았다. RED부분에는 220옴, GREEN부분에는 150옴을 사용하였는데 일반적으로 RED가 더 밝기 때문에 더 높은 저항값을 사용하였다.

기판 배선
부품 삽입이 끝났다면 배선작업을 한다.

점퍼선 배선
배선할 수 없는 곳은 점퍼선을 사용한다.

MCU삽입하기(아두이노UNO에서 MCU분리)
아두이노 UNO에서 ATmega328p를 분리한다. 이 MCU에는 부트로더가 내장되어 시리얼통신으로 프로그램을 업로드 할 수 있다.

MCU삽입하기
계속해서 MCU를 새로 제작된 미세먼지측정기에 삽입한다.

스케치 업로드를 위해 UART배선
아두이노 UNO 보드(MCU가 제거된)와 새로 제작된 미세먼지측정기 메인보드와 UART, RESET, GND를 연결한 후 아두이노 스케치프로그램에서 업로드한다. 프로그램을 수정할 필요가 없다면 이 과정에서 업로드를 완료하여도 된다.

기판결합
7세그먼트 부분에 메인보드와 결합한다.

트렌지스터 삽입
필자가 메인보드를 작게 만들어 공간이 부족해 7-세그먼트 부분에 트랜지스터를 연결하였다. (기판을 좀 더 넓게 만든다면 기판에 트랜지스터를 끼우도록 한다.)

기판과 세그먼트 배선 작업
메인보드와 세그먼트와 테프론선 또는 일반 연선을 이용하여 배선을 한다.

먼지센서 와이어 연결
먼지센서 와이어를 메인보드에 연결한다. (참고로 먼지센서 커넥터가 포함된 제품은 해외제품으로 배송이 오래걸릴 수 있으며, 국내 재고 제품은 커넥터를 별도로 구매해야 한다.)

완성된 모습(전면) 

완성된 모습(후면) 
케이스를 제외한 완성된 모습이다.

스케치 업로드하기
7-세그먼트가 연결이 완료되었으니 스케치 프로그램을 이용해 프로그램을 업로드하고 필요한 경우 주석을 참고하여 수정한다. (프로그램은 itstyle.kr/34233에서 다운로드 받을 수 있으며 회로도와 부품목록도 함께 제공된다.)

스케치 업로드하기
다운받은 프로그램을 스케치 캔버스에 붙여놓고 빨간색 업로드 버튼을 누르면 컴파일을 진행한 후 업로드가 진행된다.

아크릴 자르기
전면 케이스 제작을 위해 아크릴을 잘랐다.

아크릴 구멍 뚫기
자연적으로 공기가 통하도록하여 미세먼지가 측정되게 구멍을 뚫었다.

먼지센서 부착
먼지센서를 부착하기 위해 비닐을 때어낸 후,

먼지센서 부착
실리콘이나 다른 접착제를 이용해 아크릴에 부착한다.

세그먼트 부착
세그먼트도 같은 방법으로 부착한다.

서포터 삽입
서포터를 아크릴에 끼워 45도 기울여져 세워지도록 만들었다.

아두이노로 제작한 미세먼지농도계
처음 미세먼지센서를 테스트하기 위해 만든 미세먼지농도측정기다.

결과물(가정집 책상 위에서 미세먼지농도 측정중)
가정집에서는 40~60㎍/㎥정도 수치에서 값이 변동하였다. (기본 프로그램 기준으로 40㎍/㎥ 이하는 녹색, 41~80㎍/㎥는 녹황색, 81~120㎍/㎥는 황색, 121㎍/㎥ 이상은 적색으로 표시한다.)

결과물(가정집 거실에서 온도측정 중)
온도측정기능을 제공하므로 온도를 볼 수 있다. (기본 프로그램 기준으로 20℃ 이하는 녹색, 21~25℃는 녹황색, 26~28℃는 황색, 29℃ 이상은 적색으로 표시한다.)

결과물(컴퓨터방에서 미세먼지 측정)

결과물(미세먼지 농도가 높아 붉게 표시된 모습)
인위적으로 먼지를 불어 붉게 표시되고 있는 모습이다.

RED와 RED+GREEN, GREEN 3가지 색을 낼 수 있을 것으로 보이지만 RED와 GREEN의 시프트레지스터 IC의 Enable단자는 아두이노 프로그램 내에서 analogWrite로 처리되므로 사실 더 많은 색상을 낼 수 있다.
그러나 실제로는 4가지 정도만 명확하게 구분할 수 있어 4단계로 나누었다.

부록 02 – 포트번호 확인하기 스케치 프로그램에서 업로드하기 위해서는 시리얼포트(가상)를 지정해주어야 한다. 아두이노 UNO가 지정된 COM포트 번호를 확인하기 위해서는 “장치관리자”에 우선 들어가서 확인할 수 있다. 시리얼포트를 장치관리자에서 본 COM포트번호와 동일하게 위치한다.

부록 03 – 아두이노UNO 수리하기 이번 DIY에서는 아두이노 부트로더가 올려진 MCU를 이용하기 위해, 그리고 프로그램 업로드 편리성을 위해 범용으로 가장 많이 사용하는 아두이노 UNO보드를 사용하였다. 그러나 MCU만 제거하여 사용하게 되면 MCU가 제거된 아두이노UNO는 활용할 곳이 없어지고 그밖에 MCU가 고장이 나더라도 새 MCU를 끼워 대처할 수 있는 방법이다. 새로운 MCU ATmega328을 아두이노 UNO에 삽입한 뒤 ISP프로그래머를 장착한다. mkII나 패러럴타입 ISP모두 작동한다. 아두이노 스케치를 실행한 뒤 도구->부트로더 굽기를 누르면 새로운MCU에 부트로더가 업로드된다. 만약 인식되지 않는다면 도구->프로그래머에서 자신이 사용하는 ISP의 타입이 선택되어 있는지 확인한다.

부록 04 – ATmega328 아두이노UNO 핀맵 아두이노는 AVR을 기반으로 하지만 스케치에서 프로그램할 때 PORTX와 같이 레지스터명을 전혀 몰라도 된다. 디지털 포트번호에 digitalWrite또는 digitalRead와 같은 동작으로 해당 포트를 마음대로 조작할 수 있으며 analogWrite명령 한줄로 PWM도 사용할 수 있다. 따라서 아두이노UNO에서 ATmega328을 분리해 사용하는 경우 헷갈릴 수 있어 옆의 그림을 첨부한다. 스케치 프로그램에서 업로드하기 위해서는 시리얼포트(가상)를 지정해주어야 한다.

저자소개 제작·사진·글 | 이민주 객원기자 www.itstyle.kr 운영자

International LED Expo 2014

글 | 이용세 edgar@ntrex.co.kr

2014년 6월24일부터 27일까지 일산 킨텍스 전시장에서 세계 LED 엑스포가 열렸다. 올해로 12회를 맞이한 전시회로써 해마다 발전되는 조명기기의 산업현장을 느낄 수 있는 의미있는 자리이기도 하다.

LED, OLED 조명과 장비, 함께 사용되는 부품 외 소재 관련 업체가 13개국 240여개사 550부스가 넘는 규모로 진행되었다. 지난 전시회를 돌아보면 LED 소자의 발전, 소자의 발열과 소모 전력을 줄이고 사용 효율을 높이는 부분이었다면 지금은 시설 장비. 솔루션으로 발전되는 느낌이었다. 운용 솔루션은 설치, 설비 장비와 전원 모듈, 그리고 다양한 건물과 산업단지, 생활공간 전부를 컨트롤하는 통합 관리 시스템이다.

금호전기는 205lm/W급 직관램프를 선보이고, 일진 LED는 200lm/W가 넘는 7030 LED패키지를 공개했다.
씨지라이팅은 할로겐 조명을 대체할 조명 ’레온’을 출시. 기존 할로겐의 85%수준까지 끌어올렸으며 기존 할로겐의 전력 소모량의 10분의 1 수준으로 발열이 심하지 않고 반사각이 넓어 다크존이 없다는 것이 특징이며 할로겐에 비하여 10배가 넘는 수명이 보장된다.

기존 할로겐이 사용되던 부분에 앞으로 색 재연성이 높아진 만큼 많은 부분을 대체할 조명으로 주목받고 있다.

끝으로 SMD 타입의 WAGO사의 표면실장 가능형 커넥터를 소개하고자 한다. 작은 사이즈로 공간을 적게 차지하며 소형, 유선연결 LED 스포트라이트에서부터 산업 배선까지 드라이버와 모듈간의 완벽한 연결을 제공한다. 전 세계 여러 응용 분야에 다양한 적용이 가능하도록 많은 전선들을 수용 가능하도록 설계되었다. 자세한 내용은 미디어사이트(www.ntrexgo.com)와 디바이스마트에 게재될 예정이다.

케이디메카텍에서 Mach3가 구동되는 PC와 NC머신의 위치 제어모터(스텝모터 또는 서보모터)드라이버를 연결하는 인터페이스 보드를 출시했다.
15개의 포토커플러를 이용해 패러럴 포트의 입출력을 모두 절연시킴으로써 노이즈의 유입을 차단하여 정확한 신호 전달 성능을 제공한다. 총 4축(X, Y, Z, A)의 제어신호를 스텝(STEP)과 구동방향(DIR)으로 나눠 출력하며, 노이즈에 강인한 5V Line Driver 형태의 출력을 지원한다.
또한 내장된 Charge Pump 회로를 이용해 Mach3가 구동되는 동안에만 모든 출력이 활성화되는 기능을 제공하여 오작동을 방지하였으며, 3개의 Open Drain 출력을 이용하여 릴레이뿐만 아니라 작은 출력의 DC모터(1A Max)도 구동할 수 있도록 설계됐다.
그리고 프레임의 이동을 제한하기 위한 리미트 스위치 입력 및 비상정지 스위치를 포함하여 총 5개의 입력단자를 제공한다. Mach3의 설정부터 플라즈마가공 예제에 이르기까지 매뉴얼을 제공하여 초보자도 쉽게 CNC가공에 접근할 수 있도록 했다.
BD-MACH3-INT (MACH3 인터페이스 보드)의 자세한 사항은 디바이스마트를 통하여 확인할 수 있다.

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제이씨넷은 최근 ISP 다운로더가 내장된 ATmega128 모듈 JMOD-128-mini 및 JMOD-128-BASE 2종과 무선 프로그램 업로드 기능, 블루투스 통신 기능, 모터 드라이버 기능을 모두 내장한 아두이노(Arduino)인 JARDUINO-UNO-BM, 그리고 이 모듈을 탑재한 무선자동차 JARDUINO-UNO-CAR(Eco) 2종을 출시했다.

JMOD-128-mini는 ISP 다운로더가 내장된 4각형 모양의 ATmega128 미니 모듈로, JMOD-128-1의 기본 기능에 블루투스 모듈 추가시 무선으로 다운로드를 수행할 수 있는 기능이 추가된 모듈이다. 공간의 제약을 받는 경우나 무선으로 다운로드를 하여야 할 필요가 있는 타겟을 구현하는데 적합한 제품이라고 할 수 있다.
JMOD-128-BASE는 ISP 다운로더가 내장된 박스헤더 인터페이스를 갖는 ATmega128 모듈로, 외부의 다른 부품과 쉽게 연결할 수 있도록 ATmega128의 GPIO 핀 모두를 2 x 5 박스헤더로 제공하는 모듈로, 점퍼선만으로 원하는 부품과 연결하려할 때 사용이 편리한 제품이다.
JARDUINO-UNO-BM은 <아두이노 UNO R3> + <블루투스 실드> + <모터 실드>를 통합한 제품으로 아두이노 UNO R3와 기능 및 인터페이스가 동일하며, 무선 프로그램 업로드와 블루투스 통신, 모터 구동이 가능하므로 하나의 모듈로 로봇이나 장난감 자동차 등 움직이는 타겟을 구현하는데 매우 적합한 획기적인 제품이라 할 수 있다.
JARDUINO-UNO-CAR(Eco)는 <JARDUINO-UNO-BM> + <자동차 차체> + <모터 및 바퀴 등의 부속품>으로 구성된 조립용 무선자동차 세트의 이코노믹(Eco) 버젼으로, 무선으로 프로그램 업로드가 가능하며 스마트폰으로 조정이 가능한 무선자동차이다.
신제품에 대한 자세한 사항은 디바이스마트와 제이씨넷 홈페이지를 통해서 확인할 수 있다.

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전선의 피복을 벗기지 않고 전선을 연결하는 무탈피. 다접점 전선커넥터가 빠른 속도로 국내 외 관련 작업자들에게 확산되고 있다.
전선을 벗기지 않고 작업을 한다는 편리성 뿐만 아니라, 그 제품 속에 숨어있는 기술을 알게되면 더욱 놀라게 된다. 놀라운 IDMC기술은 Insulation Displacement & Multiple Cnonnection의 약칭으로 무탈피와 다접점 접속을 의미한다. 현재까지 무탈피 기술(IDC)은 이미 알려진 기술로서 통신용 케이블에 작업은 가능했으나 전기용 케이블에는 적용이 불가능한 기술이었다. 이는 커넥터와 전선 간에 발생하는 접속저항으로 인해 발생하는 열을 해결할 방법이 없었기 때문이다. 하지만 이젠 새로운 시대가 열렸다. IDMC기술에서 다접점(Multiple) 접속방식으로 커넥터와 전선 간에 접속면적을 충분히 늘려 접속저항을 혁신적으로 낮추는데 성공했다. 이 때 발생하는 접속저항은 납땜을 한 수준정도로 확인되었다.(한국산업기술시험원) 이러한 놀라운 IDMC기술은 이미 전세계 특허가 진행된 상태이다.

국내에선 한국전력 및 남부발전소로부터 고전압, 고전류용 제품을 의뢰받은 상태이며 조만간 개발이 완료되면 판매될 예정이다. 또한, 사용자 편의를 위해 전선 규격에 따라 커넥터 색상을 컬러로 정해서 손쉽게 커넥터를 구분할 수 있게 했다. 향후, 방수를 위한 방수캡, 정션 박스용(여러 가닥의 전선 연결) 등이 계속해서 출시될 예정이다.
(주)칩센은 무탈피 다접점 전선커넥터의 국내총판사로서 판매/유통/영업을 진행하고 있으며, 제품은 온라인 쇼핑몰 디바이스마트에서 판매하고 있어 손쉽게 구매할 수 있다.

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FAX. 02-2083-2288
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- 기존 모델 15B, 17B, 18B 성능 업그레이드하고 가격은 합리적으로 책정
- 내구성 및 안전성도 개선…전기 유지보수, 전자기기 제조 등 활용도 높은 이상적인 테스트 장비

전자측정기기 전문기업 한국플루크(대표 전하연)가 신속하게 신뢰할 수 있는 값을 측정하는 디지털 멀티미터(DMM) 신제품 3종(모델명 15B+, 17B+, 18B+)을 출시했다. 이는 지난 10년간 시장에서 널리 사랑 받아왔던 Fluke의 15B, 17B, 18B를 대체하는 후속 모델로, 성능을 업그레이드 하면서도 가격을 합리적인 수준으로 책정한 중저가의 범용적인 디지털 멀티미터이다.

디지털 멀티미터는 전기 유지보수, 현장 문제 해결, 전기 설치 및 수리, HVAC 설치 및 수리 등 광범위한 산업 분야에서 사용할 수 있는 이상적인 테스트 장비다. Fluke는 이러한 테스트 장비들을 1m 높이의 낙하에서도 견딜 수 있도록 견고하게 설계, 사용자들이 믿고 사용할 수 있도록 하고 있다. 한국플루크 관계자는 “Fluke는 우수한 성능과 견고한 내구성의 제품으로 고객의 신뢰가 높은 브랜드로 자리잡았다”며 “고객 성원에 보답하고자 이번에 기존 제품에 비해 기능이 업그레이드된 신제품 멀티미터 3종을 합리적인 가격에 출시하게 되었다”고 말했다.
특히 Fluke 18B+ 모델은 최대 100kHz까지의 주파수 및 LED 측정이 가능한 디지털 멀티미터로, 과거에 대부분의 사용자가 쉽게 사용할 수 없었던 중요한 측정 정보까지 제공함으로써, TV, 오디오, LCT 제조 및 전자기기 제조 분야에 적합한 장비라 할 수 있다. 또한 이전 모델보다 50% 더 커진 디스플레이와 백색 LED 백라이트로 어두운 곳에서도 쉽게 읽을 수 있도록 가시성이 개선되었으며, 새로이 추가된 Fluke 17B+의 과전압 표시기는 미터기에 입력된 위험 전압을 나타내어 사용자가 잠재적으로 위험한 전압을 인식하도록 하여 안전성을 향상시켰다. 아울러 빠른 응답시간을 제공한다는 장점을 가지고 있으며, 최소/최대 값을 캡쳐하는 새로운 기능을 탑재, 테스트를 수행하는 동안 측정값을 보며 대기할 필요가 없어 무인 감시가 가능하도록 했다.
Fluke 디지털 멀티미터는 테스트 도중 발생할 수 있는 과전압 스파이크를 견딜 수 있도록 설계, CAT III 600V 및 CAT II 1000V 환경에서 사용 할 수 있는 등급을 갖췄고, 고객의 안전을 보장한다. 특히 국내에 판매되고 있는 저가형 디지털 멀티미터는 이러한 안전 등급을 갖추지 않은 장비가 많아, 안전 사고의 위험에 노출되어 있어 신중한 장비의 선택이 요구된다. 또한 별도의 배터리 케이스를 갖추고 있어서, 멀티미터 전체를 분해할 필요 없이 스크류 드라이버만으로 간단하게 배터리를 교체할 수 있어 유지 보수가 편리하다. 디지털 멀티미터는 3만원대에서부터 수 백만원대까지 그 종류가 다양하므로, 전문가와의 상담을 통하여, 사용의 목적 및 안전성 등을 고려하여 적합한 장비를 선택하는 것이 필요하다.
한국플루크 관계자는 “끊임없는 기술 혁신을 통해 지속적으로 성능을 업그레이드시켜 고객의 편리성과 안정성을 향상시킴으로써, 믿고 신뢰 할 수 있는 장비를 제공하는 하는 기업이 되겠다”고 말했다.
신제품 Fluke 15B+, 17B+, 18B+에 관한 자세한 정보는 디바이스마트(www.devicemart.co.kr), 한국플루크 홈페이지(www.fluke.co.kr)에서 확인할 수 있다.

상세정보

TEL. 02-539-6311
E-MAIL. info.kr@fluke.com
www.fluke.co.kr

산업용 PC 전문 업체인 컴파일테크놀러지가 디바이스마트에 입점했다.
컴파일테크놀러지는 1996년 설립되어 2013년 미국지사 확장 이전 등 우수한 솔루션과 기술력으로 세계 시장에서 인정받은 기업이다.
주력 제품군으로 산업용 PC와 산업용 컨트롤러, 디스플레이, 리모트 컨트롤 등의 다양한 라인업을 갖고 있으며 이번에 디바이스마트에 등록된 제품은 산업용 PC로 XP/7/8 패널 PC 7종, CE패널 PC 8종이다.
대표제품으로는 10.2인치 전면 방수형 터치 패널 PC로 기존의 CUPC-P80 업그레이드 버전인 CPCV4-102WR이다.
ATOM N2600 듀얼 코어를 사용하여 더 빠른 속도를 보여주고 윈도우7 OS를 지원한다. 10.2인치 WID 300cd/㎡ 오픈프레임 타입이며 WVGA(800×480) 해상도를 갖고 있다. Intel ATOM N2600 Dual 1.6GHz, 4GB SODIMM DDR2 SDRAM, 1 x CRT Output Port, 4 x USB 2.0, 64GB m-SATA, IP65 기준에 준하는 방수 가능 등의 스펙을 갖추고 있다.
또한 홈페이지를 통해 산업용 PC 적용사례를 볼 수 있는 블로그, FAQ, 동영상 강좌를 지원하고 있다. 제품에 대한 사항은 디바이스마트와 컴파일테크놀러지 홈페이지에서 확인할 수 있다.

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TEL.02-711-2592
FAX.02-711-2593
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