남보공방

써미스터 센서(Themistor Sensor)란 온도에 따라 내부 저항값이 반도체소자로써, 아두이노에서 100원미만의 CDS센서로 빛의 세기 측정하는 것과 비슷하게 역시 몇십원짜리 써미스터센서를 이용하여 온도를 측정할 수도 있다.  

써미스터 센서는 온도가 올라감에 따라 저항값이 작아지는 특성을 가진 것과 거꾸로 온도 상승에 따라 저항 값도 상승하는 특성을 가진 것이 있는데, 전자를 NTC( Negative temperature coefficient) 타입이라고 하고 후자를 TPC (Positive temperature coefficient)이라고 한다. 아두이노 환경에서 온도 측정용으로는 주로 NTC타입이 사용되고 PTC타입은 온도스위치 등의 개발에 사용된다.

NTC 써미스터는 다양한 모양으로 제작되어 판매되고 있으며, 스텐레스 케이스에 방수처리되어 물속에서도 사용할 수 있는 제품도 있다.

센서의 사양

-NTS 써미스터는 저항값의 범위에 따라 1K옴 부터 1000K옴 짜리 까지 다양한데, 이는 25도일 때 써미스터가 가지는 저항값을 기준으로 표시한다. 즉 100K옴 써미스터란 온도가 25도 일때 100K옴이고 온도가 변화됨에 따라 이값이 변한다는 의미이다.

-그리고 정밀도에 따라 1% 오차율 센서부터 5% 오차율 센서까지 있다.

아두이노와의 연결  

위와 같이 가지고 있는 써미스터의 표준 저항값과 동일한 용량의 저항을 이용하여 5V 전압을 분배하고 아날로그 단자를 통해 전압을 측정함으로써 현재 온도에서의 써미스터의 저항값을 계산해 낼 수 있다. 현재 저항값을 알아내면 거꾸로 현재 온도가 몇도 인지를 알아 낼 수 있는 것이다.

샘플프로그램 

int ThermistorPin = 0; int Vo; float R1 = 10000; float logR2, R2, T, Tc, Tf; float c1 = 1.009249522e-03, c2 = 2.378405444e-04, c3 = 2.019202697e-07; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { Vo = analogRead(ThermistorPin); R2 = R1 * (1023.0 / (float)Vo - 1.0); logR2 = log(R2); T = (1.0 / (c1 + c2*logR2 + c3*logR2*logR2*logR2)); Tc = T - 273.15; Tf = (Tc * 9.0)/ 5.0 + 32.0; Serial.print("Temperature: "); Serial.print(Tf); Serial.print(" F; "); Serial.print(Tc); Serial.println(" C"); delay(500); }

저항값을 가지고 현재 온도를 계산하는 공식으로 Steinhart–Hart equation을 사용하는데 그 내용은 다음 Wikipedia 링크에서 참조할 수 있다.

          https://en.wikipedia.org/wiki/Steinhart%E2%80%93Hart_equation

브레드보드에 부품을 연결하여 회로를 구성하거나 아두이노 핀 단자와 부품들을 연결하여 회로를 구성하고자 할 때 이들을 연결할 수 있는 케이블이 필요한데, 흔하게 구할 수 있고 편리하게 사용할 수 있는 것이 듀폰케이블이다.    

듀폰 케이블은 브레드보드홀이나 핀소켓에 꽂을 수 있는 숫단자와 핀에 꽂을 수 있는 암단자의 배열에 따라 다음 세가지 종류가 있고 보통 10가지 컬러로 구분되어 있다. 

또 길이에 따라 10cm, 20cm, 30cm 짜리가 흔하게 판매된다.  

응용방법

위와 같은 핀헤더를 구해 다음과 같이 교체해서

아래와 같은 케이블 형태로 변형시키면 핀간격이 2.54mm로 통일되어 있으므로 모터나 센서모듈 등에 연결할 때 한번에  꽂을 수 있어 편리하고 여러개 핀 중에 한개만 빠진다든지 하는 에러를 줄일 수 있다.    

또는 아래와 같이 롤단위로 판매되는 케이블과 핀단자 등을 구매하여 원하는 길이 원하는 소켓크기를 가지는 자신만의 듀폰케이블을 제작해서 사용할 수도 있다.

이와 같은 작업을 위해서는 아래와 같은 듀폰케이블 crimping 공구가 있어야 한다.

부품을 연결하여 회로를 구성할 때 기판 등에 납땜하는 것이 안정적이나, 실습 또는 개발시에 이리 저리 부품을 배치하고 테스트로 회로를 구성할 때에는 납땜하기도 번거롭지만 한번 납땜한 것을 녹여 다시 해체하는 것도 번거로운 일이다. 브레드보드는 납땜 작업없이도 간단히 핀을 꽂는 작업만으로 임시 회로를 구성해 볼 수 있는 임시용 기판이다.

브레드보드는 크기별로 다양한 종류가 있으므로 구성해 보고자 하는 회로의 규모에 따라 선택할 수 있다.

사용방법

브레드보드의 내부적으로는 다음과 같이 연결되어 있고 홀사이의 간격은 2.54mm(10분의1인치)으로 통일되어 있다. 그리고 아두이노 보드, 센서모듈,소자부품 등 아두이노용 각종 부픔들은 대부분 핀사이의 간격이 2.54mm이므로 별도 납땜작업 없이 브레드 보드에 바로 꽂아 회로를 구성해 볼 수 있다.   

위 아래 긴 라인은 전원공급용 라인인데 회로를 구성하는 각 부품에 전원을 공급하는 경우가 많으므로 한 곳에서 전원을 공급하고 편한 위치에 연결해서 전원선을 연결할 수 있어 편리하다.