Instructables 여러분, 이번 글에서는 버려져 작동하지 않는 태양광 램프를 가스 누출 감지 장치로 개조하는 방법을 보여드리겠습니다.
이 장치는 가스 누출을 감지할 뿐만 아니라 OLED에 실시간 화면을 표시하고, 부저와 램프에서 업사이클링한 Edison LED 필라멘트를 통해 경고합니다.
이제 왜 빛 표시기와 실시간 상태를 보여주는 화면상의 OLED가 필요한지 궁금할 수 있습니다.
차고나 다른 장소에서 누출이 발생했을 때 모든 감각이 정상인 사람이라면 이 장치의 경고음으로 알림을 받을 수 있기 때문입니다.
청력이 좋지 않은 사람의 경우를 생각해 보세요. Edison LED의 깜박임 알림 방식이나 OLED를 활용할 수 있습니다. 이 경우 부저는 도움이 되지 않을 수 있습니다!
또 다른 상황으로, 어두운 곳에서 가스가 누출되고 있다면 다른 장소에 있는 사람은 빛을 볼 수 없습니다. 이런 경우에는 부저가 도움이 됩니다.
보너스 상황입니다! 감기에 걸리면 아무 냄새도 맡지 못할 수 있는데, 이때 경고 시스템이 도움이 됩니다!
이 장치의 기능이 유용한 여러 상황이 있기 때문에, 전체적으로 일상적인 상황에 적합하도록 3가지 유형의 표시기를 추가했습니다.
캠핑을 하며 텐트에서 자고 있을 때 누출이 발생한다면, 이 장치는 상황을 알리고 빠져나오는 데 유용합니다.
이 장치를 만들게 된 주된 이유는 오랫동안 작동하지 않는 상태로 방치된 이 태양광 램프를 계속 보아 왔기 때문입니다.
내부 부품이 작동하는지 알 수 없었지만, 대부분의 경우 문제는 배터리나 회로에 있을 것입니다.
제 경우와 아마 여러분의 경우에도 마찬가지로 태양광 패널과 Edison LED 필라멘트는 정상적으로 작동할 것입니다.
태양광 충전 사이클이 회로와 배터리를 손상시키므로 다른 부품이 손상되었을 가능성은 매우 낮습니다.
이를 고려해 무게가 가볍고 모든 전자 부품을 수용할 수 있는 태양광 램프의 본체와 프레임을 활용하고 싶었습니다.
플라스틱 폐기물은 토양 오염의 주요 원인입니다. 이를 업사이클링하면 장치뿐만 아니라 사람에게도 두 번째 기회를 줄 수 있습니다!
그럼 이제 이 장치에 대해 몇 가지 알아보겠습니다.
esp32c3 super mini와 OLED, 가스 센서 모듈로 구동되는 이 장치는 집에서도 만들 수 있는 작동 가능한 가스 누출 감지 센서입니다.
가스 센서가 가스 누출을 감지하면 Edison LED 필라멘트가 밝은 빛을 여러 차례 점멸하고, 대기 상태의 OLED에는 직선이 표시됩니다. 가스를 감지하면 부저가 울리는 동시에 ECG 장치와 같은 그래프를 보여 줍니다.
배터리를 추가해 가스에 불이 붙을 위험이 있는 회로를 만들고 싶지 않았기 때문에, 이 장치는 USB 전원으로 작동시킬 것입니다.
이제 프로젝트 제작을 시작해 보겠습니다.
오래된 태양광 랜턴 또는 조명을 사용할 예정인데 청소가 필요했습니다. 따라서 이 프로젝트를 만드는 데 필요한 재료의 전체 목록을 소개합니다.
오래된 태양광 램프(비슷한 제품은 여기)
가스 센서(MQ2)
그릇+물+세정액+브러시
점퍼 케이블
브레드보드(회로 테스트용-선택 사항)
압전식 부저(소형)
글루건용 핫 글루
드라이버(십자형)
테스트용 라이터 또는 매니큐어 리무버
3D 프린터
PLA 필라멘트
슬라이서(저는 ultimaker cura를 사용했습니다)
이 램프는 오랫동안 방치되어 흙과 얼룩으로 완전히 뒤덮여 있었으므로, 여기서 가장 먼저 해야 할 일은 깨끗이 청소하는 것입니다.
모든 부품을 깨끗하게 만들고 싶었기 때문에, 먼저 마른 천으로 프레임의 먼지와 거미줄을 닦아냈습니다!
그다음 십자드라이버를 사용해 뒷면 패널을 분리하고 내부의 전자 부품을 모두 꺼냈습니다.
배터리는 사용할 수 없는 상태라 폐기해야 했습니다. 태양광 패널은 여전히 잘 작동했지만, 전자 제어 회로(소형 PCB)는 쓸모가 없어 함께 폐기해야 했습니다.
예상대로 Edison LED 필라멘트는 상태가 매우 좋았습니다. 나중에 사용할 부품은 따로 보관하고 하드웨어와 소프트웨어를 분리했습니다.
전구는 청소할 필요가 없었으며, 필요하다면 마른 천 조각으로 부드럽게 닦으면 됩니다.
이제 부품을 모두 확보했지만 사용하기 전에 먼저 청소해야 합니다. 다음 단계에서는 이러한 하드웨어 부품을 어떻게 청소하는지 알아보겠습니다.
흙으로 덮인 부품을 가장 간단한 방법으로 청소해 보겠습니다.
그릇에 물을 30%만 채운 다음 플라스틱 부품을 먼저 담급니다. 그 위에 유리 세정액을 뿌리고 작은 브러시로 청소를 시작했습니다.
플라스틱 커버(여기서는 유리처럼 보임)는 표시등(Edison LED 필라멘트)을 확인할 수 있도록 해 주며, 흠집이 나지 않도록 부드럽게 청소해야 합니다.
그다음 램프의 뒷면 덮개를 청소하면 되며, 이 두 부품은 청소하는 데 그리 오래 걸리지 않습니다!
가장 때가 많이 탄 부분은 앞쪽 프레임이었고, 이를 청소하는 데 시간이 좀 걸렸습니다. 같은 브러시를 사용해 모서리까지 원래 램프 색상이 보일 때까지 청소했습니다.
태양광 패널을 분리한 뒤 청소해도 되고 다른 부품과 함께 청소해도 됩니다. 태양광 패널에는 방수 처리된 실링이 되어 있으므로 어느 쪽이든 상관없습니다.
깨끗한 부품을 얻는 데 거의 20분이 걸렸습니다. 충분히 씻은 후 작은 천 조각으로 젖은 부품을 톡톡 두드려 물기를 말렸습니다.
따라서 전체 과정은 25분을 넘기지 않으며, 이 프로젝트에 바로 사용할 수 있는 완벽하게 깨끗한 프레임을 얻게 됩니다.
하드웨어 준비가 끝났으니, 이제 이 하드웨어에 생명을 불어넣을 소프트웨어 부분을 만들겠습니다. 다음 단계도 기대해 주세요.
이 프로젝트에서는 총 네 가지 부품을 사용하며, 부품별로 나누어 회로를 설명하겠습니다.
먼저 가스 센서 모듈
핀은 4개이며, 여기서 양극과 GND는 ESP32 보드의 3V 및 GND 핀에 연결합니다.
A0 핀은 3번 핀에 연결하고 D0 핀은 ESP32 보드의 4번 핀에 연결합니다.
OLED 모듈 연결
VCC와 GND는 각각 3V 및 GND 핀에 연결하고, SDA는 ESP32 보드의 1번 핀에, SCL은 0번 핀에 연결합니다.
Edison LED 필라멘트 연결
핀의 양극은 2번 핀에 연결하고 음극은 GND에 연결합니다.
부저 연결
GND는 보드의 GND에 연결하고, 여기서 양극은 컨트롤러의 5번 핀에 연결합니다.
이 연결을 모두 마친 후 Type-C 케이블로 보드를 컴퓨터에 연결하고 Arduino IDE를 엽니다.
아래 프로그램을 Arduino IDE에 입력하고 올바른 보드 유형과 COM 포트를 선택한 다음 업로드를 클릭합니다.
업로드에 문제가 있다면 최신 라이브러리로 업데이트하면 바로 사용할 수 있습니다.
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여기서 ‘단순화’라고 말하는 것은 방금 본 브레드보드 프로토타입 회로를 실제로 태양광 램프 안에 넣기에는 어렵다는 뜻입니다.
나중에 전선 수를 줄이면 회로 크기도 줄일 수 있다는 것을 알게 되었습니다.
여기서는 총 4개의 부품이 있고 네 부품 모두 GND 전원 핀에 연결해야 한다는 뜻입니다. 회로를 축소하지 않고 일반적인 회로 구성으로 진행하면 GND용 전선이 4개 필요하게 됩니다.
하지만 단순화하면 하나의 GND를 여러 GND에 사용하게 되며, 이 수정 사항은 이 단계의 두 번째 이미지에 나와 있습니다.
음극을 연결할 공통 핀 4개와 양극 전원 공급용 핀 2개를 구성할 수 있도록 이 세트를 2개 만들었습니다.
이 작업이 끝나면 회로도에 나온 대로 부품을 연결하고, 이제 ESP32 보드를 USB 전원 공급 장치에 다시 연결하여 모든 것이 작동하는지 확인합니다.
센서 부분이 작동하는지도 다시 테스트했습니다. 전자 부품을 하드웨어 안에 조립하기 전에 모든 것이 제대로 작동하는지 확인하면 나중에 문제가 발생하지 않습니다.
먼저 램프 프레임 내부에 공간을 만들겠습니다. 램프가 작동할 때 배터리를 고정하는 데 사용되던 돌출부 같은 부품이 몇 개 있었습니다.
이제는 더 이상 필요하지 않으므로 커터로 잘라 내겠습니다. 이 여분의 부품들을 제거하고 나니 모든 전자 부품을 넣을 충분한 공간이 생겼습니다.
그다음 가스 센서를 먼저 배치할 텐데, 뚜껑 부분에서도 일부 부품을 제거해야 했습니다. 표시를 해 두었으며, 같은 표시를 확인할 수 있습니다.
이 작업이 끝나면 먼저 가스 센서를 접착하고 그다음 부저를 접착합니다.
Edison LED 필라멘트는 처음과 마찬가지로 전구 안에 넣습니다. 이제 필요한 곳에 양면 접착제나 글루건을 사용합니다.
OLED 홀더로는 ESP32 C3 보드도 고정할 수 있는 3D 프린팅 인클로저를 만들었습니다.
순간접착제를 사용해 이 3D 프린팅 부품을 램프 프레임에 연결하고, 모든 것을 제자리에 배치한 다음 나사를 이용해 뒤쪽 뚜껑을 고정합니다.
이제 제작 과정은 거의 끝났고 남은 것은 테스트와 사용뿐입니다. 다음 단계에서 살펴보겠습니다.
사용 방법은 매우 간단합니다. USB Type-C 케이블로 연결한 보조 배터리에서 전원을 공급하겠습니다.
핀을 ESP32 보드에 연결하면 OLED에 전원이 켜진 후 경과한 시간이 초 단위로 표시되고, 보정이 진행된 뒤 몇 초 안에 센서를 사용할 수 있게 됩니다.
여기서 OLED에 직선이 표시되면 가스 센서가 가스 누출을 감지하지 못하고 있다는 뜻입니다. 가스를 감지하면 OLED에 곡선이 표시됩니다!
작은 라이터의 가스와 매니큐어 리무버 증기에 센서를 노출해 보았습니다.
가스 센서가 가스를 감지하면 즉시 OLED에 곡선이 표시되고, 부저가 울리며 Edison LED 필라멘트에서 빛이 깜박입니다.
이렇게 가스 누출이 발생했다는 것을 확인할 수 있는 방법은 3가지입니다.
여러분도 이 프로젝트를 만들어 보고 결과를 공유하시길 바랍니다! 이곳이 처음이라면 ‘I Made It’ 섹션에 게시할 수 있습니다.
이 프로젝트의 전체 제작 과정과 작동 영상을 담은 이 영상을 놓치지 말고 확인해 보세요.
이 장치를 여러 차례 테스트해 본 결과 상당히 좋은 결과를 얻었습니다.
이 프로젝트에 대한 내용은 여기까지입니다. 궁금한 점이 있으면 댓글로 알려 주세요. 좋은 하루 보내세요!
원문: https://www.instructables.com/Gas-Leakage-Detection-Device-From-an-Old-Solar-Lam/
https://www.instructables.com/Gas-Leakage-Detection-Device-From-an-Old…