아두이노 외부전원 - adu-ino oebujeon-won

아토플래닛

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아두이노 우노 기준으로 3.3V 와 5V 전원을 자체에서 공급할 수 있게 되어 있다. 하지만 아두이노의 최대 출력 전류는 500mA 밖에 되지 않는다.  만약 서보모터 2개 이상을 제어하는 프로젝트를 아두이노 자체 전력을 이용해서 만든다면 작동하지 않거나 작동하더라도 아두이노가 고장이 날 수 있다. 보통 서보모터의 소비전류는 400mA 가 넘기 때문이다.  이럴 경우에는 아두이노 자체 전력을 이용하지 않고 외부전원을 이용해야 안정적으로 동작한다. 이 글에서는 아두이노 외부전원 연결에 대해서 알아보려고 한다.

아두이노 우노의 구조 : 자체적으로 3.3V 및 5V 출력을 지원하지만 레귤레이터의 한계 때문에 500mA 정도의 전력 밖에 지원하지 않는다 (이미지 : http://jameco.com)

아두이노 자체의 전원으로는 LED 몇 개, 전력소모가 낮은 센서 1~2개 정도야 문제 없이 구동이 가능하지만 전력소모가 큰 센서나 모터 같은 경우는 제대로된 동작이 어렵게 된다.

아두이노 자체 전원으로 3개의 서보모터를 가동하는 경우이다. 서보모터 1개 정도는 자체전원으로도 문제가 없지만 3개가 동시에 가동된다면 제대로 움직이지 않을 것이다. 그러므로 전원연결의 나쁜 케이스라고 할 수 있다.

위의 나쁜 케이스를 외부전원을 이용해서 개선해 보았다.  외부전원(배터리)가 추가 되었고 배터리의 마이너스(-) 는 아두이노의 GND에 연결해 주었다. 위와 같이 하면 아두이노 자체 전원이 아닌 외부전원으로 서보모터가 구동이 되므로 안정적으로 동작이 가능하다. (외부 공급 전원은 작동시키려는 부품의 허용 동작전압을 넘지 않도록 한다)

덧붙여서 아두이노 가동을 위한 전원의 경우 외부전원의 전력이 충분하다는 전제하에 위의 그림과 같이 외부전원의 플러스(+)를 아두이노의 VIN 단자에 연결하면 아두이노 작동을 위한 별도의 전원을 연결하지 않아도 된다.

아두이노(Arduino)는 자체적인 충전지(빠데리)나 전원이 없기 때문에 외부 전원을 공급해야 합니다. 오늘은 아두이노에 전원을 공급하는 방법을 알아보겠습니다. 

저는 표준 모델이라 인식되고 있는 아두이노 우노 R3 (Arduino UNO R3) 제품을 구입하였기 때문에 UNO R3 기준으로 포스팅하였습니다. 구입하고 처음 켜보는 거라 두근두근했어요~ ㅎㅎ

Arduino(아두이노)ّ의 전원을 연결하는 방법은 USB Port, DC barrel jack, Vin pin으로 크게 3가지가 있습니다.

① USB 포트 (Port)

USB Port는 컴퓨터와 USB 케이블(표준형 USB B Type 케이블)로 연결하는 방법으로 컴퓨터로부터 전원(5V)을 공급받습니다. 또한 USB Port를 통해 컴퓨터와 통신을 하기 때문에 Arduino에 코딩한 프로그램을 전송하는데 반드시 필요합니다. USB 타입의타입의 5V 출력 스마트폰 충전기나 보조배터리를 USB Port와 연결해도 USB 케이블을 통해 전원 공급을 할 수 있습니다. 이때 충전기 어댑터나 보조배터리의 출력이 반드시 5V 인지 확인하셔야 합니다.

② DC 배럴잭 (barrel jack)

두번째 방법으로 DC 배럴잭을 통해 전원을 공급하는 방법입니다. 컴퓨터와 연결하지 않고 아두이노 보드에 전원을 공급하는 용도로 DC 배럴잭(사이즈: 5.5x2,1mm)을 사용합니다. 아두이노는 외부로부터 6~20V 범위로 전원을 받을 수 있는데 일반적으로 7~12V로 공급되는 게 좋습니다. 7~12V 전원이 공급되더라도 레귤레이터를 통해 5V로 변환되어 아두이노 보드에 공급되기 때문에 걱정하지 않으셔도 됩니다. 대부분 우리나라 전원은 AC 220V이기 때문에 AC-DC 어댑터가 필요합니다. 어댑터의 정격 용량은 1A 이상의 DC 9V제품을 사용하는 것을 추천합니다. (7V 미만은 보드 불안정, 12V이상은 레귤레이터 손상 가능하기 때문에...)

AC-DC 어댑터 사용 시 주의사항으로 어댑터 극성을 꼭 확인해야 합니다. 그림과 같이 Positive polarity를 사용해야 합니다. Negative polarity를 사용하시면 아두이노 보드가 타거나 고장 날 수 있습니다. DC barrel jack으로 건전지를 연결하여 전원을 공급할 수도 있습니다.

③ Vin 핀(pin) 

세 번째 방법으로 Vin pin을 통한 방법으로 보드의 Vin와 GND에 점퍼선을 사용 Vin에 '+'전원을, GND에 '-'전원을 연결하여 외부 전원을 공급할 수 있습니다. Vin pin을 사용하면 레귤레이터를 통하지 않기 때문에 원하는 전원만큼 아두이노 보드에 전원을 공급하게 됩니다. 전원을 원하는 대로 공급 가능하지만 그만큼 과전압을 사용하지 않게 주의하셔야 합니다. 또한 배럴잭과 동시에 사용하지 않아야 합니다. 부주의시 역전압이 발생하여 폭발이나 화재의 위험이 있습니다.

여기까지 아두이노(Arduino)에 전원을 공급하는 방법을 알아보았습니다. 이제 전원이 들어오긴 했는데 어떻게 작동을 해야 할까요?? ^^ 기본적으로 아두이노 보드는 프로그램을 통해 제어되는데 '스케치(Sketch)'라는 통합개발환경(Integrated Development Environment, IDE) 소프트웨어를 통해서 프로그램을 코딩하고 보드로 업로드하는 일을 수행합니다. 스케치는 아두이노 홈페이지에서 무료로 제공되고 있기 때문에 추가적인 비용은 들지 않습니다. 

그럼 다음 포스팅에는 스케치를 설치하고 아두이노를 처음 동작을 하는 방법에 대해 알아보겠습니다.