초보자를 위한 통전 시험기와 아두이노 우노와의 인터페이스 및 코딩 예제

전압  저항 및 전류 측정을 위한 멀티 메터의 기능에 통전 시험 기능이 있다. 통전 시험이란 회로 상의 두 지점 간에 전기가 통하는지 여부를 판단하는 시험으로서 통전이 될 경우 모기 소리만한 비∼ 하는 부저 음을 들을 수 있다.

다음은 NPN TR(트랜지스터) 하나를 사용하는 간단한 통전 시험기 회로도 사례이다.

두 개의 탐침(Probe) 사이에 전기가 잘 통하는 부품이나 도선을 연결하는 경우 NPN TR이 일종의 스위치 역할을 하게 되어 약한 베이스 전류가 흐르게 되면 NPN TR이 스위칭 되어 on 상태가 된다. TR이 on 된다는 것은 즉 스위치가 켜진다는 의미이며 3V인 X 및 Y 지점에서 컬렉터(C)를 통해 에미터(E) 즉 GND 쪽으로 제법 큰 전류를 흘려주게 된다. 따라서 LED 가 on 되며 부저는 비∼ 소리를 내게 된다. LED에 걸리는 전압은 1.98V 즉 2V 이며 220옴 저항에는 1.2V 가 걸린다.

아울러 TR은 스위치이기 때문에 on 이 되어 전류가 흐르게 되더라도 TR 자체에서 걸리는 전압은 무시할 수 있을 정도로 작다. 멀티 메터 실측 결과 0.06V 정도이다.

한편 두 개의 탐침(Probe)이 떨어지면 Z점의 전압이 0V가 되어 즉 GND와 전압차가 없어진다. 아울러 TR 스위칭을 위한 베이스 전류가 흐르지 않는 상태가 되어 NPN TR이 OFF 되어 있는 상태가 된다. 이때 컬렉터 C 지점과 GND와 사이의 전압은 결국 X, Y 에서와 동일하게 배터리 플러스 전압인 3V가 된다.

코딩하는 분들 중에 멀티 메터가 없을 수 있으므로 그럴 경우에는 상기의 실제 측정 결과를 참조하면 될 것이다.

그림과 같이 빵판에 통전 시험기 회로를 구성해 보자. 가장 복잡해 보이는 부분이 TR 일 것이다. 그림에서 TR의 세 다리 중 제일 왼쪽 부분 즉 컬렉터(C)가 LED의 오른쪽 다리와 연결된다. TR 중앙의 다리 즉 베이스(B)는 그림에서처럼 330옴 저항과 연결된다. TR의 가장 오른쪽 즉 에미터(E)는 1M옴 저항과 연결된다. 마지막으로 아두이노 3V3과 GND 핀을 연결하여 전원을 제공한다.

이회로 구성에 있어 사용되는 TR은 구체적인 규격은 그다지 중요치 않으나 반드시 NPN 형 이어야 하며, PNP 형을 절대 사용하면 안 된다는 점에 유의하자.

이와 같은 통전 시험에서 사람은 부저 소리를 듣거나 또는 LED가 on 되는지 확인할 수 있다. 반면에 아두이노는 컴퓨터이기 때문에 통전 여부를 판단하기 위해서는 X 및 Y 지점의 전압을 기준으로 삼아 C 지점의 전압을 체크해야 할 필요가 있다. 이러한 통전 시험에서 C 지점의 전압은 아두이노의 아날로그 핀을 통해 전압 측정이 가능하다. 아래의 코딩에서 A0 아날로그 핀으로 전압 값을 읽어 통전 여부를 확인해 보도록 하자. 아울러 통전시험기 C지점과 아두이노 아날로그 블록의 A0를 연결 배선하여 두자.

아두이노는 A0에서 A5에 이르는 6개의 아날로그 데이터 핀들이 있다. 이중에 A0 핀을 이용하여 주어진 기준 전압 여기에서는 3.3V 이며 이를 1024 분할하여 정수 값 형태로 측정 값을 읽어 통전 여부를 확인해 보자.

Coding_continuity_test_01

void setup() {
Serial.begin(9600);// PC와 USB-2-Serial 에 의한 아두이노와의 통신속도 설정
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  int d = analogRead(A0);
  float c_volt = 3.3*d/1024.0;//C 지점의 전압 값 읽기
  Serial.print(c_volt);//PC 시리얼 모니터 창에 측정 결과 출력
 
  if(c_volt < 0.1 ) {
   Serial.println(": Continuity is confirmed");//시리얼 모니터 창에 출력
   }
   else {
   Serial.println(": Disconnedted!");//시리얼 모니터 창에 출력
   }// if문 끝
   delay(3000);
 }//프로그램 끝

프로그램 실행 결과이다. 처음에 두 프로브를 함께 연결하지 않은 상태에서 C점의 전압이 2.03∼2.07V 사이 값을 취하고 있음을 알 수 있다.

반면에 두 프로브가 연결되어 통전이 되면 C점의 전압이 0.00∼0.06V 사이의 값 즉 거의 0.0V가 되며 회로 상에서 LED가 on 되며 비∼하는 부저 음을 들을 수 있다. 이 부저 소리는 실제 멀티 메터의 부저 음보다 여러 데시벨 큰 편이다.

 

다음 기회에는 이 통전 시험 회로를 이용하여 아주 간단한 자동차용 다알링턴 파워TR 시험을 해 보기로 한다.