아두 이노 배터리 충전 - adu ino baeteoli chungjeon

아두이노 배터리충전 모듈 사용법 알아보기 [충전지, 충전모듈]

안녕하세요 메카솔루션입니다.

이번에는 이런저런 프로젝트에 배터리 충전모듈을 사용하는 방법에 대해 알아보고자합니다.

아두이노에서 배터리가 필요할때는?

사실, 배터리의 사용이 필요하기때문에 이글을 찾아오셨으리라 생각하지만 간단하게 한번더 짚고 넘어가봅시다.

아두이노를 사용하기 위해서는 항상 컴퓨터 USB를 통해 전원을 공급하거나, 배럴잭을 통해서 전원을 공급해주어야합니다.

즉, 아두이노는 전기가 없으면 돌아가지를 않는다는 것이지요

하지만 아두이노를 사용하는 프로젝트 들이 언제나 가까운자리에 컴퓨터가 있거나, 전원 어댑터가 있는 환경을 위주로 구성되지 않습니다.

사람들의 옷에 착용한다거나, 멀티탭이 닿지 않을정도로 멀리 있다거나...

이러한 경우에 사용하는 것이 배터리입니다.

배터리의 종류에는 1차전지(충전이 안되는 건전지)와 2차전지(충전이 가능한 배터리)가 있습니다.

건전지와 충전기중 어떤것을 사용하실지 고른다면 다음과 같이 기준을 생각 할 수 있습니다.

건전지 : 다쓰면 교체가 필요, 교체주기가 긴편
충전지 : 다쓰면 충전이 필요, 충전주기가 짧은편, 수명이 제한되잇기때문에 수명이 다하면 교체필요

각각의 장단점이 있기때문에 어느것을 추천드리기는 어려울것 같네요

이번 포스트에서는 충전모듈의 사용법을 알아보게됩니다.

충전모듈 알아보기

TP4056 리튬폴리머 충전모듈

보호회로 내장
마이크로 5핀 USB를 통한충전
충전완료 전압 4.2v
최대 충전 전류 1A

회로 알아보기

B+ , - : 배터리 + -를 연결해줍니다.
OUT+, - : 전원을 공급할 대상에 연결해주도록 합니다.

프로젝트에 사용하기전 참고할 사항

아두이노는 동작전압이 5v라고 적혀있으나 실제로는 5v보다 낮은 3v로도 동작이 가능합니다.

다만 아두이노에 사용되는 모듈들이 5v보다낮은 전압에 동작할지가 가장 큰 문제가 되지요

그렇기때문에 전원사용이 높은(전류, 전압) 모터, 서보모터, 릴레이등... 는 배터리를 사용하는 곳에서는 되도록 사용하지 않고

사용한다면, 방전율이 높은 배터리(드론, RC용)와 전류노이즈에 의한 이상동작을 막기위해 콘덴서를 추가해서 사용하는것을 권장합니다.

리튬 배터리 충전 모듈 사용법

아두이노 나노의 새로운 제품군이 최근 추가 되었습니다. 먼저, 나노보드와 동일한 외형으로 성능을 높인 Nano Every 와, IoT 기능을 추가한 NANO 33 IoT 버전, 그리고 NANO 33 BLE, BLE 보드에 강력한 센서 기능을 추가한 NANO 33 BLE Sensor 보드까지 4종이 추가 되었습니다. 나노 Every 보드를 제외한 나머지 3 보드에 대한 사용법은 연관 포스팅을 참고하시기 바랍니다. 오늘 올릴 포스팅은 리튬배터리 충전 모듈 사용법입니다.

새로 나온 4종 보드 비교표를 참고하십시요.

새로 나온 보드들이 작기 때문에 휴대용 장치나 IoT 제품 프로토 타입 개발에 휴대용 충전지는 거의 필수입니다. 사용할 충전모듈은 Micro USB 5V 1A 18650 TP4056 Lithium Battery Charger 입니다. 충전 용량이 1A 이니 충전 배터리 용량이 1A 이상인 배터리에는 사용하지 않아야 합니다.

TP4056 충전모듈에 대한 자세한 특징은 아래와 같습니다.

- Femail 타입의 마이크로 USB 연결, 일반적인 리튬배터리 충전용 휴대푠 연결 커넥트로 작업이 쉽다.
- 18650 배터리의 3.6~3.7V 사용
- 입력 전압 : 5V - Charging cut-off voltage: 4.2V ± 1% (cut-off voltage : 배터리 팩이 cut-off voltage 보다 낮은 전압이 되면 더 이상 사용할 수 없다)
- 배터리에 충전할 수 있는 최대 충전 전류 Maximum charge current: 1000mA
- 과방전 보호기능, 이 전압 이하호 방전되면 배터리에 손상 방지 Battery over-discharge protection voltage: 2.5V
- Battery overcurrent protection current: 3A, 과전류 방지 커런트 - Board size : 17.16 mm x 26.17mm

휴대용 충전 배터리에 대한 기본적인 용어는 아래를 참고하십시요.(리튬 배터리 보호회로(PCM, Protection Circuit Modul or BMS, Battery Management System)의 종류와 기능)

리튬이온 계열 배터리의 보호회로(PCM, Protection Circuit Modul)는 기본적인 4가지의 기능과 규격이 있습니다.
1. 과충전보호기능( Over Charge Protection Voltage ---4.25~4.35V Max) 보호 전압이상 과충전시 화학반응이 시작되어 가스와 열이 발생 배부름과 폭발로 이여집니다이를보호하기 위하여 사전 차단을하는 기능과 전압입니다.
2. 과방전보호기능( Over Discharge Protection Voltage ---2.40~3.00V Min) 2V 이하로 방전되면 회복불능으로 전지가 손상되어 이를 방지하기 위하여 사전 차단하는 기능과 전압입니다.
3. 과전류차단기능( Over Current Protection /Detection current----1.5A~3A 소형셀기준) 외부의 기기의 오동작이나 실수로 인한 과전류로 전지나 보호회로가손상되는 것을 방지하기 위해 일정이상의 전류가 흐르면 차단되는 기능입니다.
4. 단락보호기능( Short Protection /Detection Condition---외부회로 단락) 외부의 부하가 단락되면 배터리나 보호회로가 손상되고, 단락으로 인한 화재로 부터 보호하기 위한 기능입니다.

충전 모호모듈은 외관 이미지는 아래 사진 참고

배터리와 연결도는 아래 그림을 참고

구매부품 싸이트 - 메카솔루션

5V 1A 리튬폴리머 배터리 충전기 모듈 Micro USB 단자(TP4056 USB Lithium Battery Charger Module) - 550원 

리튬폴리머 배터리 / tw-752438 / 650mAh - 4,100원 

참고

배터리 C-rate란?

18650 리튬배터리 충전모듈 TP4056 사용법

더욱 좋은 정보를 제공하겠습니다.~ ^^