안녕하세요
저희집 차고 양 옆으로 창문이 하나씩 나 있는데 3D프린팅이나 레이저커팅 작업시 환기를 목적으로 Linear Actuator를 사용해서 자동으로 열리고 닫히게끔 작업했습니다.
1. 12V DC Linear Actuator입니다. 올해 일월경에 호주불 $40정도에 샀는데 지금은 백불을 훌쩍 넘기면서 많이 비싸졌네요. 400mm 스트로크입니다. 창문하나 정도 밀어서 열어주는거라 큰 토크는 필요하지 않구요. 길이만 적당히 맞으면 됩니다. 호주에서는 차량이나 카라밴,자작자동창문및블라인드개폐장치클리앙 보트 등등을 개조하는데 많이 쓰이는 물건이라고들 하네요.
2. 모터 속도제어는 필요없고 방향만 바꿔줄거라 아두이노 릴레이를 알아보던중 마침 ESP32 4채널 릴레이보드를 이베이에서 발견해서 얼른 구입했습니다. DC모터 방향제어를 릴레이로 하려면 모터 하나당 릴레이가 두대가 필요한데 저는 액추애이터가 두대라 딱이네요. 보통 간단한 DC모터제어에는 L298N을 흔히 사용하는데 voltage drop이 좀 있어서 액추에이터 두대를 동시에 돌리면 힘이 부치는 경우가 좀 있드라구요. 릴레이는 그 측면에서 좀 더 나은 선택인것 같습니다.
3. 릴레이보드는 생긴건 그럴듯한데 자료가 별로 없어서 처음에 삽질좀 했습니다. 핀번호만 알면 나머지는 그냥 일반 ESP32랑 동일한데 그걸 알려주는 사이트가 잘 없드라구요. 어찌어찌 알아낸 핀번호는 다음과 같습니다
4. 보드에 USB포트가 없어서 아두이노 코드를 업로드하려면 FTDI가 필요합니다
5. 배선은 다음과 같이 해줍니다. 오른쪽 굵은 두개 선이 액슈에이터로 들어가는 +/- 전선이고, 12볼트 전원은 금속제 DC잭으로 공급됩니다. 릴레이 두개를 엇갈리게 배선해서 H-bridge를 만들고 이를 통해 모터의 구동방향을 바꿔줄 수 있습니다.
뭐 여기까지는 특별할게 없는데, 중요한건 보시다시피 릴레이를 다 거친 12볼트가 그대로 보드의 ESP32에 전원을 공급해줄 수 있다는 점입니다. 보드에 보면 30V라고 표시되어 있는곳에 그냥 바로 꼽으면 됩니다. 이게 가능한건가 좀 걱정했는데 몇달째 문제없이 잘 쓰고 있습니다. 하드웨어 잘 아시는 분들 보면 바로 아실텐데요 심지어는 240V AC를 꼽을수도 있다고 되어있네요. 아두이노 취미로 하면서 가능하면 mains power는 안 건드리는걸 신조로 삼고있는지라 그쪽은 쳐다도 보지 않았습니다 ㅎㅎ
(보드에 관련된 내용은 몇달전에 클리앙에 올린적이 있으니 사양이나 정보가 궁금하시면 확인해보세요
https://www.clien.net/service/board/kin/18599848CLIEN)
6. 파워는 후지쯔랩톱용으로 20년 가까이 묵은 놈인데도 잘 작동합니다. 못쓰는 고물 랩톱은 건질게 별로 없지만 자작하는거 좋아하시면 파워는 반드시 챙겨야 할 아이템중 하나랍니다. (대기업 제품일수록 성능도 좋아요)
7. 케이스는 특별할게 별로 없습니다. 제가 늘 하듯이 LED인디케이터용으로 투명아크릴봉을 사용했구요. 바닥에는 범프온, 상판은 threaded insert로 결합되고 케이블은 (안쓰는 랜케이블) 핫글루건으로 strain relief해줬습니다. 제 자작에 빠지지않고 거의 항상 등장하는 아이템들입니다.
8. 작동은 잘 됩니다. MQTT가 되니까 집안 어디에서나 아무 기기로 다 컨트롤 가능하구요, Ikea의 Tradfri zigbee리모트를 차고 벽에 붙여두고 물리버튼용으로 사용하고 있습니다. 보통은 Node-RED대쉬보드에서 컨트롤하지만 아무래도 물리버튼이 있어야 편리한 경우가 많으니까요. 혹시 외부에서 컨트롤할 필요가 있을때를 대비해서 텔레그램도 셋팅해두었습니다 (MQTT는 내부 네트웤에서만 씁니다)
7. 3D프린팅 옥토프린트와 연동시켜서 프린터가 켜지면 창문이 열리고 몇시간 후 프린팅이 완료되면 자동으로 창문이 닫히게끔 하는것도 당연히 가능한데 좀 써보니까 그냥 데스크탑에서 프린팅 명령어 내릴때 수동으로 버튼 한번 더 클릭해주는게 더 편리할때가 많더군요. 지금은 수동전용으로만 쓰고 있습니다
8. 창틀에 엑츄에이터 고정 및 블라인드용 부품들은 모두 3D프린팅한 부품들이 사용됐습니다.
9. 케이블도 출력한 부품으로 깔끔하게 정리해줬습니다
사실 액츄에이터는 오래전부터 사용해왔던건데 이번에 블라인드 열고닫는 방식을 나름 획기적으로 개선해서 상당히 만족스럽게 사용중입니다. ESP32 4채널 릴레이보드도 무척 만족스러운 부품중 하나구요.
제작과정, 작동방식이나 소음 등등이 궁금하시면 유투브비디오를 봐주세요.
이상 읽어주셔서 감사합니다. 자작하시는 분들 프로젝 공유 좀 더 활발히 이뤄졌으면 좋겠네요!