ESP8266 Digital Input Pin의 불편한 진실

1. 믿었던 놈인데...

ESP8266은 2017년도 부터 사용했기 때문에, 7년 정도 사용해 왔었다. 그동안 여러 종류의 내 프로젝트에 사용한 MCU이고, 이에 따라서 신뢰도가 상당히 높았다. 물론 순수한 ESP8266으로 사용하지는 않고 Wemos D1 mini 계열(정확하게는 clone)을 사용해왔다. 

[ Wemos D1 mini ]

2. 발명품 때문에...

아직 중학생인 아들의 발명품 경진대회 출품작 때문에 최근에 다시 D1 mini를 사용했다. 발명품은 작은 OLED와 푸시 버튼을 2개 가지는 구조이었다. 푸시 버튼 입력을 어떻게 구성할까 생각하다가 그냥 Pull-Down 구조로 구성하기로 하였다.

[ 2개 푸시 버튼과 Pull-down 회로 ]

3. 시작은 쉬웠으나...

OLED야 자주 사용하던 모듈이었기 때문에 별 어려움 없이 회로를 구성하고, 기존 개발해 놓았던 소스코드를 이용하여 나름 쉽게(?) 한글을 출력하였다. 

[OLED에 한글을 출력하자]

푸시 버튼은 2개의 Input Pin을 이용하여 데이터를 읽어서 HIGHT, LOW 상태를 체크 하였는데, 문제는 입력신호가 다음번 버튼을 누를때 올라오거나, 한번 눌렀는데 2회가 눌리는 경우, 버튼 근처에 손가락을 가져갔는데도 동작하는 등 여러가지 문제가 나왔다. 사실 Wemos D1 mini의 여러 버전의 Clone을 사용해 보았는데, 이런 경우는 사실 처음이었다.  

4. 의심은 또 다른 의심을...

손쉽게 개발이 끝날줄 알았는데, 버튼이 이상하게 동작해서 먼저 작성한 코드를 의심해 보았다. 이리저리 조건을 더 넣어 보기도 하고, 분기를 좀더 세분화 하기도 해보았지만 해결이 되지 않았다.  그래서 처음으로 푸시 버튼의 물리적 고장을 의심해 보았다.  푸시 버튼을 오래 사용하다 보면은 버튼이 눌려진 채로 안 올라오는 경우도 있고, 또는 눌렀지만 실제적으로는 전기적으로 연결이안되는 경우가 있어서 이다. 열심히 테스트를 가지고 버튼을 눌러 보면서 테스트 하였지만, 특이점을 발견하지 못하였다. 한 백번쯤 테스트 해보고 물리적 이상은 없다고 판단 하였다. 

 그 다음으로 Pull-down 회로를 의심하기 시작했다. 보통 Pull-down 회로를 추가하는 이유는 버튼의 상태가 floating 현상을 가지는 경우가 있어서 이를 안정화하기 위하여 사용한다.  사실 Pull-down 회로가 어려운 것도 아니고 간단하게 저항하나 걸치면 되는 것이라 문제될 부분이 없어 보였는데, 이것도 확실하게 하기위하여 테스터기를 또 열심히 찍어 보았다. 단락도 테스트하고, 저항도 테스트 하며 역시 문제가 없다는 것을 확인하였다. 15K 저항이 너무 낮은 값이어서 Pull-down이 동작을 잘 하지 않을 수도 있다는 글을 어디선가 보아서 100K 저항으로 변경하여 테스트 하였지만 역시 증상은 동일하였다.

 다시 원점으로 돌아와서 소스 코드를 확인하였다. 수십년의 개발 경험을 가지고 있지만, 노안과 집중력 감소로 아무래도 실수는 할 수 있다는 생각으로 열심히 살펴보았다. 

이미  독자분들은 결론을 알겠지만, 이러한 의심들은 전혀 소용이 없었다. 어떠한 노력을 해도 문제가 해결되지 않았다. 

5. 검색을...

결국 구글신의 도움을 받아 보기로 하였다. 구글링한지 30분도 안되어서 아주 아주 흥미로운 내용을 발견하였다. 

[ Wemos D1 clone: digitalRead is unreliable ]

결론은 Wemos D1의 짝퉁 버전들은 Digital Input Pin을 이용하여 데이터를 읽을때 편차가 있다는 것이다. 이번 발명품은 2개의 Digital Input Pin을 사용하는데 하나는 큰 문제점이 없었는데, 다른 한개의 Pin이 문제를 일으키고 있었다. 

6. 고생의 끝은...

결국 캐패시터 하나로 해결되었다. 단순히 Digital Input Pin 과 GND 사이에 캐패시터를 연결하면 된다.  세라믹 캐패시터는 극성이 없기 때문에 아무 방향으로 연결해도 문제없다.

[ 0.1uF 세라믹 캐패시터 ]

캐패시터를 추가하니 2개의 푸시 버튼 모두 내가 원하는 형태로 동작하였다.  뭐랄까.. 쾌적해진 느낌이 되었다. 

7. 왜 캐패시터를 사용하는가?

커패시터를 사용하는 이유는 대략 느낌상으로 알고 있었지만, 구글링을 통하여 찾은 내용을 한번더 정리해본다. (여기에 정리해 두면 나중에 찾기 쉬우니....)

- 디지털 신호 안정화(노이즈 필터링) : Arduino 계열의 Digital Input Pin은 전압의 빠른 변화를 감지할 수 있는데, 외부 환경이나 전자기적 간섭으로 인해 신호에 노이즈가 발생할 수 있다. 이에 따라서 의도 하지 않은 상황에서 Input Pin에 HIGH 또는 LOW가 걸릴수 있다.  캐패시터를 연결하면 빠른 전압 변화를 완화하고, 신호가 더 안정적으로 들어오게 된다.

- 디바운싱(Debouncing) : 버튼이나 스위치와 같은 입력 장치가 연결된 경우, 버튼을 눌렀을 때 물리적인 특성으로 인해 여러 번 신호가 변화하는 현상이 발생할 수 있다. 이 현상을 디바운싱이라고 하는데, 캐패시터를 추가하면 신호의 변화를 부드럽게 만들어 여러 번의 잘못된 입력을 방지할 수 있다. 

* 보통 스위치 신호를 안정화 하기 위해서는  0.1uF 정도의 캐패시터를 사용한다.  용량이 커지면 스위치의 반응이 느려지고, 용량이 커지면 스위치의 반응이 민감해지는데, 너무 작은 용량의 캐패시터를 사용하면 노이즈 필터링 효과가 줄어들기 때문에 추천하지 않는다.  

다른 사람들이 나처럼 고생하지 않기를 바라면서 글을 적었다. 

May the force be with you. 

3단 6핀 스위치로 DC 모터의 회전 방향을 바꾸어 보자

1. 필요는 연구의 어머니

항상 느끼는 부분이다. 필요하지 않으면 연구하지 않으며, 필요하면 연구한다. DC 모터를 조건에 따라서 정방향 또는 역방향으로 회전시켜야 하는 필요가 생겼다. 처음에는 MCU 및 Relay Switch를 이용하는 방법을 생각했는데, 이것은 너무 오버하는 것이 아닌가 생각하게 되었다.  그 다음은 스위치를 두개 이용하는 방법을 생각해 보았는데, 이것 역시 사용할때 주의를 해야 하는 상황이라서 포기했다.  이것 저것 고민하다 좋은 방법을 찾게 되었다.

2. 가까이 있는 재료

고민의 해결책은 너무나 가까운 곳에 있었다.

[ 3단 6핀 스위치 ]

이것 저것 만들때 항상 스위치가 필요하기 때문에, 2단 4핀 스위치,3단 6핀 스위치, 2단 2핀, 3단 3핀 정도의 스위치는 각각 몇개씩은 재고로 가지고 있었다. 이중 3단 6핀 스위치가 현재 상황에 딱 맞는 것이었다. 

3. 연결 방법

연결 방법이 어마 무시하게 어려운 것은 아니다.  먼저 아래의 그림을 보자.

스위치의 위 아래 핀에 입력 부분을 연결하고, 스위치의 중간핀에 출력을 연결하면 된다. 다만 입력 부분에 있어서는 위쪽 핀과, 아래쪽 핀이 대각선 입장이 되도록 연결해야 한다. 이미지를 놓고 보면 입력 부분의 연결이 어려워 보이는 것 같아 보이지만, 사실은 아래쪽 핀에 +, -를 각각 연결하고 여기에서 점퍼로 위쪽에 연결하되 대각선으로 연결하면 된다.  출력은 그냥 중간핀을 각각 하나씩 뽑아내면 된다.

4. 정방향 

정방향이라고 정의하기에는 좀 그렇지만, 여튼 3단 스위치가를 위로 올렸을때의 상황을 이야기 해보자. 일단 그림을 보고 이해 하자.

[ 정방향 연결 ]

스위치를 위로 올리면 3단으로 구성된 핀에서 위쪽줄 핀과, 중간줄의 핀이 연결된다. 이렇게 되면 Output 1로는 +극이, Output 2로는 - 극이 연결되어 출력이 된다. 

5. 역방향 

4번에서 설명한 상황과 반대의 상황으로 스위치를 아래로 내렸을때이다.  역시 아래의 그림을 보자.

[ 역방향 연결 ]

스위치를 아래로 내리면 중간줄 핀과 아래줄 핀이 연결된다. 이렇게 되면 Output 1에는 -극이 연결되고, Output 2에는 +극이 연결된다. 4번의 출력과 비교하면 반대의 출력을 가진다. 

6. 끝으로

위와 같이 배선을 하면 손쉽게 DC 모터를 정방향 또는 역방향으로 생각보다 쉽게 회전시킬수 있다. DC 모터의 정방향, 역방향을 고민하게 되는 이유는 사용하는 자작 목공 기계에 적용하기 위해서 이다. 기회가 되면 유투브 동영상으로 적용된 기계를 소개할 예정이다. 

디월트 배터리를 활용하자 3편 - 작업등으로 사용하자

 1. 시작이 반?

디월트 배터리팩에 연결하여 출력 전압을 조정할 수 있는 장치는 이미 만들었다.

[ 나름 포스 있음 ]

이걸 책상 위에 올려 놓고 몇일을 쳐다보니 또다른 아이디어가 떠 올랐다. 물론 이전에 보조배터리 기능을 가지도록 성능을 확장하였지만, 활용을 늘리는 것은 나쁘지 않다고 생각한다.

2. LED 모듈

 사람마다 가격이 싸다고 느끼는 범위는 다를 것이다. 천원이 싸다고 느끼는 사람이 있을 것이며, 만원이 싸다고 느끼는 사람이 있을 것이다. 물론 현명한 사람이라면 들어간 소재를 고려하여 싸다 혹은 비싸다 생각할 것이다.

 LED 모듈은 사실 그렇게 비쌀 이유가 없지만, 워낙 열이 많이 발생하는 물건인지라 방열처리를 위한 부가적인 구조가 가격을 올리게 된다. 솔찌기 내구성은 써보기 전에는 알 수 없다. 자주 물건을 구매하는 알리 사이트에서 아래의 물건을 발견하게 되었다. 

12V 또는 24V를 사용할 수 있으며, 모듈 외부를 알루미늄케이스가 감싸고 있는 형태 이다. 뒷면 또한 발열을 위한 구조로 되어 있다. (사실 발열 구조는 살짝 아쉽기는 하다.)

하지만 가격이 워낙 착한터라 바로 구매하였다.

[ LED 모듈 구매 사이트 ]

구매 링크를 아래에 적지만 판매자가 가격을 변경하거나, 제품을 바꿀수 있으니 한번쯤 확인해보자.

처음에 제품이 12V, 24V 모두 사용 가능하다는 것에 대하여 의아해 했다. 어떤 구조 이길래 이정도의 전압 범위를 사용할 수 있을까 하는 생각이 들었다. 일단 배송되어온 것중 하나를 뜯어서 확인해 보았다. 내부 기판 자체가 워낙 간단해서 믿을 수가 없었다. 다만 판매자가 자동차용으로 판매하는 형태라서 24V도 되리라 생각하였다.

실험을 통하여 알게 된것은 12V ~ 15V는 1차 회로를 사용하고 22 ~ 23V 가 되면 2차 회로를 사용하는 것 같다. 처음에 12V 대로 정상적으로 동작하는 것을 확인하고 나서 24V를 걸었더니 퍽 소리와 함께 LED 모듈이 어두워 졌다가 다시 밝아졌다. (즉 12V를 걸었을떄와 거의 동일한 밝기). 하지만 내 경우 보통 12V를 사용할 예정이기에 다시 12V로 바꾸었더니 굉장히 흐린 상태였다. 즉 한번 이라도 24V를 걸면 내부의 특정 소자가 끊어지고 2차 회로로만 전기가 흐르도록 설계된 것 같다. (여튼 테스트 했던 1개 모듈은 봉인)

제품 소개에 1개당 45W라고 적혀 있지만 실제적으로는 10W 정도로 생각하면 된다. 12V 기준으로 Current가 1A정도 걸렸다.

3. 재료준비

늘 사용하는 포맥스 조각, LED 모듈 1개, 접착제 등을 가지고 시작했다. 포맥스는 제작할 구조에 맞게 이미 잘라서 준비했다.

[ 사실 포맥스 자르는 것이 큰일 ]

4. 제작과정

먼저 LED 모듈에 직접적으로 연결할 작은 받침부터 만든다.

LED모듈이 M6 볼트 너트로 바닥과 고정하는 형태이기 때문에 만든 받침대의 앞면 중간에 6mm 구멍을 뚫었다.

실제 LED 모듈을 고정할때는 아래의 사진과 같이 한다.

LED 모듈의 전원 연결부는 3.5파이 단자를 붙였다. 전력 소비도 그렇게 크지 않기 때문이다.

그다음에 이전에 만든 전압 조정장치와 결합하는 부분을 만들었다. 따로 옆에 두어도 되지만 이동의 편리성을 위하여 전압장치 윗부분에 필요에 따라 결합, 분리할 수 있도록 만들었다. 구조는 아주 간단한 구조이다. 'ㄱ'자와 'ㄴ'자로 결합하는 구조이다.

[ 아래쪽은 'ㄱ'자 ]

[ 위쪽은 'ㄴ'자 ]

이렇게 만든 것은 아래 같이 결합한다.

이렇게 만들고 난뒤 처음에 만들었던 작은 사각형 모양을 받침과 붙이면 된다.

그리고 나면 아래와 같이 최종적으로 결합해서 사용할 수 있다.

[ 나름 키가 크다 ㅠㅠ ]

[ 측면 , 원소주 엑스트라로 출현 ]

[ 스위치 온 상태 ]

5. 내용 정리

 판매자가 45W 라고 하였으나, 측정해 보니 12W 수준이었다. 생각보다 적은 전력소비 이었다. (= 적은 밝기? )  작은 창고와 같은 실내에서 사용하기에는 아무 문제 없어 보였으나, 외부 넓은 지역에서 작업하기에는 살짝 어두운 감이 있을 수도 있다. 내가 다른 작업등을 처음 만든 것은 아니며, 지인에게 만들어서 배송한 것은 60W로 소개된 LED 모듈 2개를 이용해서 만든 것이 있다.  이 버전은 실제적으로 LED 모듈이 개당 20W수준으로 동작하였으며 2개 달아서 40W 정도의 소비 전력을 보였다.  지인에게 선물한 버전은 보쉬의 12V 배터리팩을 사용할 수 있도록 만들어 졌으며, 3Ah 용량인 배터리팩으로 1시간 보다 짧게 작업등을 켤 수 있었다. 지인은 12V 배터리팩을 5개 가지고 있기 때문에 충전하면서 사용한다면 거의 무한대로 사용이 가능하다. 지인의 설명을 듣자면 밤에 외부에서 작업하는데 무척 효율적이라고 한다. 사실 더 밝게 하는 것도 방법이 없는 것은 아니지만 휴대성, 보관성, 지속성 등을 고려한다면 40W가 적당할 것 같다.

21V 6Ah 정도의 배터리 팩이라면,  100W를 켜도 1시간 이상 가능할테니, 아주 환하게 하려면 이정도로 구성하는 것도 좋을듯 하다. 다만 결과물이 크기가 커지는 것에 대해서는 고려하여야 한다. 

배터리 활용편 관련해서 기존에 작성한 글들을 아래에 소개한다.

[ 디월트 배터리를 활용하자 1편 - 니켈 스트립 제거기(갈갈이) 외부에서 사용하기 ]

[ 디월트 배터리를 활용하자 2편 - 보조배터리로 사용하자 ]

디월트 배터리를 활용하자 2편 - 보조배터리로 사용하자

1. 이미 만든거 한번더 확인

외부에서 18V 전원을 사용하기 위해서 바로 이전 글에서 아래와 같은 장치를 만들었다.

[ 3V ~ 20V 가변 가능 ]

만드는 과정이야 이전 글이지만 아래에 링크를 다시 올렸다.

[ 배터리 어뎁터 만들기 ] 

2. 만들고 나서 아쉬운 부분을 발견

제일 아쉬운 부분이 위에 사진에서 보이는 검정색 손잡이(가변 저항을 조절하기 위한 노브)의 위치가 마음에 안들었다. 뒷면에 불쑥 튀어 나와서 뭐랄까 걸리적 걸리는 느낌이 들었다. 상대적으로 반대편은 여유가 있기 때문이다. 

또 한가지는 전압, 전류를 표시하는 디스플레이를 수직으로 세웠는데, 의자에 앉아서 보면 아주 애매한 상태로 잘 보이지 않았다. 그래서 값을 읽기 위해서는 살짝 들어서 기울인 다음에 봐야 했다.

3. 첫번째 개선

몇일을 만지다 보니 불편해서 정말 못참겠는 상황이 되어 버렸다. 그래서 앞 뒷면을 바꾸고 디스플레이가 위치한 부분을 경사를 줘서 다시 만들었다. 그리고 디스플레이가 너무 커서 무거운 느낌이 들어서 디스플레이의 플라스틱 커버를 제거 하였다. 

[ 새롭게 태어난 앞모습 ]

이렇게 바꾸고 나니 앉아서도 잘 보이고, 뒷면이 평편하게 되어서 배터리를 수직으로 세울수도 있게 되었다. 

4. 두번째 개선 ( 보조배터리로 변신 )

앞면을 바꾸고 나서 곰곰히 생각해보니, 배터리팩을 보조배터리로도 사용해야 겠다는 생각이 들었다. 사실 무선 공구의 배터리팩을 보조배터리로 바꾸어주는 제품들은 많이 있다. 심지어 LED를 달아서 켤 수도 있게 하는 것들도 있다. 뭐 220V로 만들어주는 제품도 있으니...

이런저런 생각으로 하다가 일단 USB 출력 모듈이 집에 있기에 뒷면을 개조 하기로 마음 먹었다. 다행이 모듈이 내부에 들어갈 만한 공간도 되고 해서, 뒷부분에 꼽을 수 있도록 개조 하였다. 

[ 윗부분에 겨우 안착 ]

실제로 사용은 아래와 같은 형태로 사용한다.

[ glo 전자담배 조연으로 출연 ]

그냥 어디론가 떠날때 차에 6A 배터리팩 2개 정도 싣고 떠나면 몇일은 걱정 없을듯 하다.

- 2023-05-02 추가

 기능을 확장하여 작업등으로 사용할 수 있도록 만들었다. 아래 링크 참조

[ 디월트 배터리를 활용하자 3편 - 작업등으로 사용하자 ]

디월트 배터리를 활용하자 1편 - 니켈 스트립 제거기(갈갈이) 외부에서 사용하기

1. 니켈 스트립 제거기(갈갈이)

지난번 글에 만드는 과정을 소개한 도구이다. 니켈 스트립 제거기인데, 보통 사람들이 갈갈이라 부르는 도구이다. 

[ 갈갈이 1호 ]

만드는 과정을 소개 하면서 집안에서 사용하기에 조금 아쉬운 부분을 설명한 부분이 있다.  니켈 스트립을 갈아서 제거하는 형태이기 때문에 생각보다 미세먼지가 많이 발생하기 때문에 집안에서 사용하기에 살짝 부담되는 부분이다.  

[ 갈갈이 1호 만드는 과정 ]

2. 그럼 외부에서

내가 만든 스트립제거기의 핵심은 미니 그라인더(일명 드레멜)인데, 이 기계는 18V이면서 연결잭으로 3.5파이 단자를 사용한다. 실제 사용하면서 측정해보니 부하(Current)는 1A이하로 걸리는 아주 소형 제품이다. 먼지를 생각하니 집에서 나가서 근처 공원에서 살짝 제거하고 들어올까 라는 생각을 했다.  결국 배터리로 이 미니 그라인더를 동작시키기로 결정하였다. 

집 밖에서 사용하기 위해서는 18V를 만들면 되는 것인데, 18V 배터리팩을 만들수는 없고(이유는 18650 배터리를 4개 직렬연결하면 16.8V이며 5개를 직렬연결하면 21V이다. 살짝 애매한 전압들이다.) 겨우 1A정도의 부하가 걸리는 도구라서 기존 배터리팩을 사용하면서, 변압하기로 결정하였다. 이정도의 전력량이라면 $1 이하의 모듈로 변압이가능하다.

3. 만들기 소재 

미니 그라인더는 1A 정도의 부하만 걸리는 상황이지만 혹시나 모를 나중을 위하여 대략 10A정도의 부하까지 커버 가능한 소재를 준비하였다. 또한 현재의 전압과 전류를 표시 가능한 모듈도 준비하였다. 

위에 사진에 소개된 소재들은 아래와 같다.

- Step down module : 배터리팩이 21V 이기 때문에 18V로 강하시켜아 해서.. 최대 10A를 생각해서 약 $1.5 모듈로 승격 !! (미니 그라인더만 생각한다면 $0.2 모듈로 가능)

- 전압 + 전류계 : 현재 전압과 사용되는 전류를 표시하기 위해서

- 스위치

- 3.5 파이 단자

- XT60 단자 : 꼭 필요한 것은 아니지만 10A정도를 사용한다면 3.5파이 단자는 살짝 불안하기 때문에 ..

- 그외 : 전선, 포맥스

물론 소재 이외에 칼, 자, 접착제, 땜납, 인두.. 이런것들... 

4. 작업 과정 및 결과

준비된 소재들은 거의 대부분 그냥 사용하면 되는데, Step Down Module 만큼은 PCB에 부착된 가변 저항을 외부로 빼야한다. 즉 원래 부착되어 있던 가변저항을 떼에내고, 새로운 것을 연결해야 한다. 

이 모듈에서 가변 저항은 전압을 조절하는데 사용하며,  총 3개의 연결점이 있는데 위의 사진 기준으로 중간과 오른쪽은 쇼트되어 있다. 그래서 두개의 선만 연결하였다. 새로 부착하는 가변저항은 중간과 오른쪽을 연결해두고, PCB와는 두가닥만 연결하여 전압을 조절한다.  나름 공수가 들어가는 작업이라 위의 상태까지 제일 먼저 작업해 두었다.

사실 가장 센스가 필요한 부분은 배터리팩과 연결되는 부분이다. 오늘의 결과물을 만드는 과정에서 가장 시간이 많이 들어간 부분이다. 인터넷에 보면 배터리팩에 연결하여 전기를 뽑아낼 수 있는 제품들이 상당히 많다. 다만 내가 필요한 용도에 맞는 것이 없기 때문에 제작하는 형태이다. 

이제 쎈쓰를 발휘할 시간이다.

먼저 배터리팩과 직접적으로 연결되는 연결핀이다. 여러 소재가 있겠지만 가장 손쉽게 구할수 있는 것으로 만들면 된다.  처음 만들때는 프링글스의 바닥쪽에 있는 철판(?)을 가위로 잘라서 만들었고, 두번째는 아래와 같이 18650 배터리의 스폿용접에서 사용되는 니켈 스트립을 이용하여 만들었다. (소재가 무었이든 가까운곳에 있으면 된다.) 물론 프링글스보다는 니켈 스트립이 더 좋은 결과물을 만들어낸다. 

[ 핀 부분은 이걸로.. ]

니켈 스트립을 한뼘 정도 자른후에 두번 접는다. (총 4겹이 되도록) . 그리고 이것을 2개 준비한다. 그다음 아래와 같은 방법으로 조각을 붙이면서 모양을 만들어 간다. 

[ 제일 처음의 포맥스는 2 ~ 3mm ]

바닥에 포맥스를 살짝 깔고 연결핀을 꼽는다.   사실 이 부분이 핵심이다. 여기에서 시작해서 포맥스 조각을 붙여 나가기 때문이다.

[ 레고 1 ]

[ 레고 2 ]

위에 그림들과 같이 레고 쌓듯이 하나 쌓으면서 본드로 붙인다. 위에 그림에는 왼쪽 연결핀 부분만 소개했지만 오른쪽 나머지 핀도 그런식으로 쌓으면 된다. 

사실 이 부분을 만드는 과정 중간 중간에 사진을 찍어두지 않아서 위에는 다시 시뮬레이션 한 사진이다. 다 만들면 아래와 같은 모양새가 된다.

[ 첫번째 작품 ]

위에 사진은 처음 만든 것이고,  아래에 만든 것이 두번째 만든 작품이다.

[ 두번째 작품 ]

첫번째 만든 것은 지인에게 선물해 드렸고, 두번째가 내가 사용하기 위해서 만들고 있는 것이다. 니켈스트립을 줄이나 사포로 살짝 갈아내서 전선을 납땜하고 위쪽으로 먼저 뽑아 냈다.

위의 사진이 내가 만들려고 하는 결과물의 바닥판이다. 직육면체 모양이기 때문에 바닥판 이위에, 좌, 우, 앞, 뒤 판이 필요하며, 맨 마지막 상판으로 덥는다.

[ 상판 제외 모두 등장 ]

전면부는 전압, 전류를 표시하는 디스플레이와 전압 조절용 가변저항의 손잡이를 끼워 넣을 구멍을 뚫었다.

좌측면은 전원 스위치 및 3.5파이 단자를 위하여 구멍을 뚫었다. 작은 구멍 3개는 발열을 위한 숨구멍이다.

우측면은 XT60 단자를 위하여 칼로 오려냈다. 역시 작은 구멍 3개는 발열을 위한 숨구멍이다.

뒷판은 구멍이 없고 그냥 덮개 수준이다. 

전면부중에서 디스플레이는 칼로 오려서 끼워 넣었고, 가변저항 손잡이 위치는 드릴로 구멍을 뚫었다.  

[ 전면부의 앞면 ]

[ 전면부의 뒷면 ]

좌측면은 모두 드릴로 구멍을 뚫어서 자리를 잡았다.

[ 좌측면 ]

우측면은 칼로 오려내고 안쪽에서 포맥스 조각을 붙여서 XT60 단자를 고정시켰다. 아마도 칼로 오린 모양새가 별로였던지 근접 촬영을 안해 놓았다. ㅠㅠ

그 다음 각각 필요한 전선들을 납땜을 하였다. 

전선들은 딱 맞는 길이로 미리 잘라서 납땜을 하면 좋겠지만, 세상은 그리 편하지 않기 때문에 살짝 길게 먼저 납땜을 한다. 그 뒤에 뒷판을 제외한 각 방향의 판들을 본드를 이용하여 붙였다. (어차피 포맥스이기 때문에 강력본드 한두방울이면 딱 붙는다.)

위의 사진처럼 준비가 되면 그 다음부터는 조금 길게 자른 전선들을 배치를 봐 가면서 딱 맞게 자른다. 물론 좀더 길어도 상관없다. 어차피 박스 안에 구겨 넣으면 되니까.

뒷판과 상판은 유지보수를 위해서 본드로 붙이지 않는다. 뒷판은 가는 피스 4개로 고정했다. 

[ 구겨 넣은 결과 ]

원래 처음부터 소재들이 들어가기에 충분한 공간으로 설계했지만, 전선들이 포함되면서 생각보다 꽉차보인다.  

일단 동작을 확인한 후에 상판을 피스로 고정하였다. 

[ 상판 결합 ]

위에 사진에서 전압, 전류가 이상하게 표시되는것 같은데 이건 디스플레이가 고장난 것이 아니라 실제로는 저렇게 안보이는데, 사진으로 찍으면 저렇게 보인다. 


사실 XT60 단자가 있는 쪽은 너무 안 이쁘게 나왔다. 

[ 소금통 엑스트라로 등장 ]

5. 사용

만드는 과정에도 동작 테스트는 했지만, 내 입장에서 최고의 결과물이다.  전압 조절도 잘 대고 대략 7 ~ 8 A 정도도 잘 나오고, 처음 계획인 미니 그라인더도 18V로 출력을 조절해서 사용하니 아주 잘 돌아간다.  노력한 나에게 막걸리 한사발을 선물했다.

캬~

-2023-04-26 추가

만든거 몇일을 만지작 하다보니 불편한 점이 생겼다. 그래서 보완하고 보조배터리 기능을 추가하였다. 아래의 링크로 확인 가능하다.

[ 디월트 배터리를 활용하자 - 2편 ]

-2023-05-02 추가

활용도를 높이기 위하여 작업등 모듈을 추가 하였다. 아래의 링크로 확인 가능하다

[ 디월트 배터리를 활용하자 3편 - 작업등으로 사용하자 ]

18650 배터리 니켈 스트립(니켈똥)을 제거해보자

1. 니켈똥

18650 배터리에 니켈 스트립을 스폿 용접한 부분을 떼어내면, 니켈 스트립이 배터리에 약간 붙어 있는 상태로 떨어진다. 이것을 '니켈똥'이라고도 부른다. 내가 붙인 이름은 아니고 누군가 그렇게 이름을 붙였는데, 통용되고 있다.

[ 니켈똥 ]

일단 배터리를 재사용하려면 저것들을 제거해야 한다. 내 경우 마이크로 니퍼로 먼저 손질을 좀더 한 다음에 후공정을 진행하였다. 

[ 마이크로 니퍼 ]

2. 후공정 : 방법 1

처음에 특별한 도구를 사용한 것이 아니라 다있소에서 파는 천원짜리 줄로 작업하였다. 미세한 줄이라서 쓱쓱 문지르면 어느정도 가공이 되었다. 

[ 야스리 3종 세트 ]

평줄, 둥근줄 두개를 이용해서 대략 작업은 되었지만 만족할 만한 결과를 얻지 못했다. 줄로 작업하는 경우 배터리를 감싸고 있는 껍데기가 항상 손상되기 때문이다.

3. 후공정 : 방법2

예전에 3D 프린팅하면서 후공정을 위하여 사둔 미니 드릴 그라인더가 있었다. 사람들이 드레멜(Dremel)이라 부르는 도구인데, 드레멜은 도구의 모양새를 말하는 것이 아니라 브랜드 이름이다. 블랙앤데커라는 회사가 전동공구 브랜드로 디월트, 스탠리,블랙앤데커라는 가지고 있듯이 드레멜은 보쉬라는 회사의 한 브랜드 일 뿐인데, 워낙 미니 드릴 그라인더가 유명해서 마치 대명사가 된듯 하다.

[ HILDA 미니 드릴 그라인더 ]

이 미니 그라인더에 사포를 연결하거나 추자석을 연결하여 니켈 스트립을 제거하였다. 

4. 갈갈이

배터리에 붙은 니켈 스트립을 효과적으로 제거하기 위한 도구를 어느 용자분이 '갈갈이'라 칭하기 시작했고, 인터넷에서 굉장히 많은 버전이 올라와 있다. 3D 프린터기로 프린팅한 버전도 있고, 베어링에 모터까지 포함한 어마무시(?)한 버전도 많이 있다. 

나는 일단 보유한 미니 드릴 그라인더를 이용하여 간략 버전으로 만들기로 결정했다. 내가 배터리로 먹고 사는 사람이 아니다 보니, 거의 쓸일이 없지만, 그래도 일년에 두세번 이상은 쓸듯 하여 만들게 되었다.

일단 포스너로 19mm 구멍을 내고 톱으로 반을 잘라내었다. 소재는 2년전에 주서다가 분해해 놓은 목재 의자의 다리 부분이다.  (일전에 18650 배터리 용접을 위한 지그 만들때 썻던 그 소재이다.)

톱으로 대충 자르다가 보니. 모양세가 별로이다. ㅠㅠ

19mm  구멍을 내고 반을 자를 이유는 미니 그라인더가 대략 그정도의 지름을 가지고 있기 때문이다.

[ 일단 그라인더 고정 ]

밑판위에 반쪽을 본드로 붙이고, 그위에 그라인더를 놓고 나머지 반쪽을 피스로 고정하였다. 피스로 고정하는 이유는 그라인더가 항상 저기에 고정되는 것이 아니라 필요할때 고정을 해서 사용하고, 평소에는 다른곳에서 사용하려고 하는 이유이다. 이렇게 붙이고 나서 보니 높이가 너무 낮아서 밑판에 붙인 반쪽을 떼어내고,  나무를 좀더 댄 다음 다시 붙였다.

구조가 워낙 간단하기 때문에 거의 마지막까지 만든 모습은 아래와 같다.

배터리가 놓이는 쪽도, 포스너로 구멍을 뚫고 반을 갈라서 나란히 붙였다. 높이를 맞추기 위하여 가지고 있던 포맥스 조각들을 겹쳐서 아래쪽에 깔았다. 

이렇게 사용하다보니 자꾸 얼굴쪽으로 먼가 튀길래 이런 저런 고민을 하다가, PET병 하나 잘라서 가림막을 만들었다.  

[ 거의 최종 ]

위의 사진에는 PET병을 그냥 걸쳐 놓은 상태인데, 나중에는 피스로 고정했다.  자꾸 왔다갔다 하는 것이 신경쓰여서 피스로 고정하니 정말 만족스러웠다.  

5. 마지막으로

대략 20개 정도 되는 배터리를 갈아보았다. 생각보다 미세한 먼지가 많이 발생하는 것을 느낄 수 있었다. (목의 칼칼함이나. .뭐. 이런 느낌.). 집에서 작업을 진행하기 위해서는 먼지를 막을 수 있도록 보강 작업이 필요할듯 하다.  물론 집밖에서 작업을 할 수 있다면 정말 좋을 것 같다.