아두이노의 소비 전력은 USB 전압/전류계를 이용하여 측정하였다. Aliexpress에서 매우 저렴한 가격으로 구매할 수 있다. WiFi(ESP-01S) 모듈 1개와 DHT11 센서를 설치한 내 기기의 경우 5V, 0.1A가 측정되었다. 따라서 단위시간 당 소비전력을 계산하면, 55V ×0.1×0.1A=0.5=0.5W 이고, 이를 1시간동안 사용시 소모전력으로 환산하면 0.50.5W ×1×1hour =0.5=0.5Wh 가 된다. 일반적인 배터리는 mAh(밀리암페어시, 밀리암페어아워)로 표기되어 있다. 일반적으로 한국에서는 kWh, Wh 등의 단위를 주로 사용하기
때문에 혼란스러울 수 있다. 1000010000mAh의 배터리 용량을 소비전력으로 환산해보겠다. mAh가 의미하는 바는 Ah의 1100011000 단위이다. 즉, 10001000mAh=1=1Ah라고 볼 수 있다. 그렇다면 Ah는 무엇인가? 11A가 1시간 동안 흘렀을 때의 총 전하량을 상징하는 단위이다. 예를 들어 11A로 3시간 동안 흐른 총 전하량은 33Ah가 된다. 보통 전하량은 C(쿨롱) 단위를 사용하는데, Ah(암페어시)와 무엇이 다를까? 둘다 ‘전하량’을 나타내는 단위라는 것은 동일하다. 다만, 스케일이 다를 뿐이다. C(쿨롱)은 A·s(암페어-초)와 동일한 단위이다. 즉, 11C은 11A의 전류가 11초 동안 흘렀을 때의 전하량이다. 11A 전류가 11시간 동안 흘렀을 때의
전하량을 쿨롱단위로 표현하면 11A ×3600×3600초=3600=3600C 이 된다. 즉, 11Ah = 36003600C이다. 보조배터리에 적용시켜보자.보조배터리는 일반적으로는 3.73.7V이다. (이에 대한 스펙은 보조배터리에 적혀있다.) 따라서 1시간 동 전류량으로 되어 있는 1000010000mAh(==10$Ah)를 전력으로 환산하면 1010Ah××3.7(V)(V) = 37$(Wh) 이 된다. 그래서 아두이노는 몇 시간 사용가능한가?0.5(Wh)를 소모하므로, 이론상 74시간 사용가능하다. 하지만 보통 배터리는, 자신의 용량의 60~80%까지만 충전되도록 설계한다. 그 이유는, 배터리의 용량이 이를 넘어설 수록 폭발 위험성이 높아지기 때문이다. 그래서 자신의 총 용량의 일부만을 사용하게 제어된다. (LPG연료를 사용하는 자동차에서, 가스통의 최대 충전량의 일부까지만 충전이 되도록 제한을 걸어놓은 것과 비슷하다 볼 수 있다.) 이를 감안할 경우 44.4 ~ 59.2 시간 정도 사용이 가능할 것으로 예상된다. 2nd Quest [하드웨어 & 부품 소개] * 만들고자 하는 운동 분석 기기의 센서 유닛으로는 아두이노 나노 33 BLE를 사용하고 * 전원 공급을 위한 배터리는, 편리하게 핸드폰 충전기로 충전이 가능한 핸드폰용 미니 보조 배터리와 * 아기나 애완동물이 측정 장치의 무게로 불편해 하지 않도록 경량화 하기 위해 노력을 했습니다. * 하드웨어가 내장될 케이스는 '수공으로 제작하는 젤리 케이스'와 연질 필라멘트를 사용하여 제작한 * 넘어지거나 부딪힐 때 충격에도 아기나 강아지가 다치는 일이 없도록 부드럽고 모서리가 없는 형태로 제작을 하고 있습니다. [사용 부품 목록] 1. MCU 보드: 아두이노 나노 33 BLE 2. 미니 보조 배터리 3. 리포배터리 충전 모듈 4. 리튬폴리머 배터리 5. 케이스 2종 6. usb 마이크로 5핀 케이블 (데이터 연결 및 충전용)
[ 부품의 사양과 특징 ] 1. 아두이노 나노 33 BLE 2. 미니보조 배터리 허밍버드 라이트하우스 - 충전 모듈과 소형 리튬 배터리를 사용할 예정이지만, 3. 충전 모듈 - 전원 공급용 리튬폴리머 배터리 충전 모듈로서 배터리 과충전 보호회로가 내장된 것을 사용하는 것이 안전합니다. 4. 리튬폴리머 배터리 - 하드웨어 제작 후 케이스 디자인이 깔끔하도록 아두이노 나노 BLE와 크기가 딱 알맞는 배터리를 선택하였습니다. 충전 용량은 1000mAh로 10시간 이상 사용 가능할 것으로 예상됩니다. 최종 자료에 스마트폰과 BLE연결을 하여 사용 하는 경우의 소비전력을 측정하여 좀 더 정확한 사용가능 시간을 기록하겠습니다. 5. 젤리 케이스 (제작) - 아기자기한 소품들과 스마트폰 실리콘케이스를 DIY로 제작하시는 유튜버분의 영상을 보고 [회로도/연결도]
[기구 구성품 디자인/일러스트] *케이스 드로잉 3D 프인팅을 할 케이스는 저희 e4ds메이커 회원님의 도움을 받아 귀여운 젤리베어 모양으로 만들 예정입니다. 애기들이 좋아할 완전 귀여운 디자인인데, [하드웨어 제작 일정 및 과정] 하드웨어는, 아두이노 나노 33 BLE 보드에 배터리와 충전 모듈, 전원 스위치만 연결하면 됩니다. -Arduino Nano 33 BLE와 미니 보조 배터리- 보조배터리의 USB케이블이 짧아 연장선을 사용해봤습니다. 역시.. 이대로 사용하기는 무리겠죠? >>>>>>> 충전 모듈과 리튬폴리머 배터리를 사용하기로 합니다. . 배선은 간단합니다.아두이노 나노 33의 펌웨어 업데이트와 배터리 충전을 위해 마이크로 5핀 USB 커넥터를 각각 따로 사용해야하는게 케이스 제작할 때 좀 걸리적 거릴거 같습니다. FOTA를 사용해 BLE 통신으로 퍼뭬어 업데이트를 하면 아두이노족 포트는 하나 사용 안해도 되겠는데, 그래도 만약을 위해 cpu모듈의 usb 포트를 사용하는 것이 더 안전할거라 생각합니다. 그래서 배터리 충전용 전압을, 아두이노 나노 33의 V-USB에 연결해 사용하고, 아두이노 나노 33의 USB포트만 사용하는 것으로 정리를 했습니다.
* 테스트를 위해 임시로 밴딩을 한 상태입니다. * 충전도 잘되고 동작도 잘됩니다~!!! 여러분들도 저와 마찬가지실거라 생각되네요. 다들 힘냅시다!!! |