MakerLee's Workspace

흰색 시트지가 어디갔나 한참 찾았더니 쓰레기통에 박혀있더군요 =_=;

검은색 시트지 떼어내고 난 대지와 착각해서 버린듯.. 구겨져서 조금 흔적이 남았습니다.

미려한 곡선~

엘레강스한 디자인~

제가 만들었지만 참 잘 만들었군요 후후후후후후후

밑바닥 고무발은 한번 붙여보긴 했는데 보기엔 좀 아니군요..

보이는 부분이 아니니 붙여둘까 떼버릴까... 하다가 그냥 붙여뒀습니다.

한가지 옥의티로 꼽자면 배터리를 꼽았을 때 충전상태 LED가  가려진다는 거 -_-

배터리 케이스까지 만들면 좀 더 많이 가려질듯 합니다.

EagleCAD 가 free버전이다 보니 PCB 크기제한이 있었던 이유도 있고...

좀 바깥쪽으로 뺄까 하다가 PCB 한번 에칭뜨고 납땜해봤더니 살인적인 작업량에 놀라서 그냥 마무리해버린 탓이 크지요.

퓨즈가 없어서 220V 커넥터 작업이 미뤄졌기에 내부에는 충전기를 넣지 않았습니다만

어쨋든 일단 완료. 라고 할 수 있겠네요.

흠집이 있을만한 부위에는 죄다 폴리퍼티를 발랐습니다.

포맥스 판 쪼가리에 순간접착제를 발라 사포를 붙여 샌딩스틱을 만듭니다.

초반에는 거칠게 막 갈아야 하므로 100번 사포를 사용했습니다.

사포질할때 물에 적셔서 하면 먼지도 날리지 않고 사포질도 엄청 잘됩니다.

1차 사포질이 끝났습니다.  잘 보면 살짝 패인 흠집들이 보이는군요.

2차로 퍼티를 바르고 다시 갈아주고 다시 체크합니다.

3차 작업까지 하니 대충 흠집이 사라졌습니다.

혹시나 모를 숨어있는 흠집을 찾기 위해 서페이서를 쫙 뿌렸더니... 역시나 또 흠집이 하나 나오더군요.

최종 마무리후 모습입니다.

예전 워터쿨러 모듈 만들때 도색처리를 했더니 너무 힘들었던 기억에 이번에는 시트지를 선택했습니다.

배터리를 꽂았다 뺐다 해야 하기 때문에 모형용 도색으로는 버티지 못할 거라는 생각도 들었고요.

곡면 부분은 드라이어로 가열하면서 꼭꼭 누르면 시트지가 늘어나면서 달라붙습니다.

늘어난 부분은 떨어질 가능성이 있기 때문에 안쪽까지 접어붙여 떨어지지 않도록 하고, 안쪽에서 순간접착제를 살짝 발라 완전 고정시켰습니다.

앞서 작업한 PCB 가 왠지 오차가 있어 프라판을 덧대 늘였습니다.

저 판을 흰색 시트지로 발라 안쪽에 고정할 생각이었습니다만....

분명 집에 갖고왔는데 대체 어디다 둔건지 보이지가 않는군요.

시간도 늦었고 하니 나중에 찾으면 붙여야겠네요.

여백이 좀 휑해 보이는데 뭔가 붙일까 싶기도 하고..

다소 그로테스크해 보이는 전체 회로. 어차피 보이지 않을 부분이지만 나름 색의 조화가... -_-;;

대충 만들어대던 옛날과는 달리 DIY 결과물에도 상당히 디자인을 중요하게 생각하는 편입니다.

기껏 만든 결과물이 기성품보다 못해 보일 때 고생한 보람이 한 90% 감소되는 느낌도 있고,

뿌듯하게 생각하며 타인에게 보여주었을 때 사실 열중 아홉은 손으로 만든 티가 팍팍 나는 물건에는 점수를 짜게 주시더군요.

(최악의 경우에는 이딴거 뭐하러 힘들게 만들어요? 라는 분도... -_-)

내용물이 아무리 훌륭해도 알아보는 사람은 한두명 뿐... 100% 를 만족(?)시키기 위해서는 역시 디자인이 좋아야 합니다.

뭐 그래도 수제작의 한계상 기하학적인 도형들을 집어넣기에는 무리고 일단 최대한 깔끔하게 보이기만 해도 성공이지요.

솔리드웍스로 그렸습니다.

중심부 충전기가 꽂힐 기판에는 아무래도 힘이 가해지게 마련이기에 별도의 '단단한' 판으로 고정시킵니다.

PCB용 동판도 아주 단단하지요. 구리 성분은 사실 별거 없고 베이스가 되는 에폭시 판이 FRP로 되어 있어서 상당히 튼튼합니다.

PDB 에칭 기법으로 1:1도면을 그대로 옮겼기 때문에 선따라 잘라내기만 하면 됩니다.

선따라 잘라내기만 하는 일이라도 전동공구가 없었으면 일주일쯤 걸렸겠지요.. 유리가루 날리며 벅벅 갈아내서 뚫었습니다.

재료는 포맥스입니다. 

http://cafe.naver.com/pashiran/685

http://cafe.naver.com/pashiran/686

에서도 주 재료로 쓰였죠.

기본치수는 자로 재서 칼로 자르지만 곡선은 잡기가 어려우므로 도면 1:1 출력해서 딱풀로 붙이고 잘라냅니다.

3mm 두께라 잘 휘어지지 않습니다.

칼금을 두껍게 여러번 내서 곡면따라 붙인 후 순접으로 고정합니다.

안쪽 구멍도 역시 도면프린트~

윗판 넓은 부위과 곡면 부위에 보강재를 대 주었습니다.

포맥스는 강도가 좀 약한 편이라 휘청휘청하지만 순간접착제에 대한 반응은 아주 좋아서 보강재를 약간만 대 주면 튼튼합니다.

곡면이 영 보기 흉하죠.

모형하는 분들은 잘 아실 포리퍼티.. 퍼티중 가장 살인적(?)인 냄새를 가지고 있습니다.

처음 만지시는 분들이 실내작업하실경우에는 아무리 성능좋은 집진설비 갖고 계셔도 좀 힘들겁니다. 

전 방독면이 있어서 포리퍼티 작업할때는 꼭 쓰고 합니다.

경화제랑 섞은 후 굳기 전에 샥샥 발라줍니다. 

여러 가지 재료와 점착성이 좋고, 절삭성이 좋아 가공도 쉽고, 입자가 작아 연마후 표면이 깔끔한 장점이 있습니다.

자동차 흠집낸거 보수할때도 포리퍼티를 씁니다.

배터리 팩을 구성하고 난 후, 충전기를 조립해야 할 단계가 되었습니다.

뭐 어차피 핸드폰 충전기의 집합이라 배선 연결은 그리 어려운건 아닌데,

핸드폰 충전기의 충전중/충전완료 LED 표시를 버리기가 아까와서 집어넣다 보니 여태까지의 단면기판 에칭으로는 감당이 안되고

결국 양면기판으로 진출(?) 했습니다.

BAR 형 LED를 사용하다 보니 LED는 양쪽으로 갈라졌고,

이 LED 위치에 모든 커넥터와 배터리가 한번씩 들렀다 가야 하기 때문에

배선이 이리저리 뛰는군요.

에칭후 모습입니다. 상하면은 0.5mm 정도 어긋나서 그럭저럭 쓸 수는 있게 되었습니다만

양면 동판의 에폭시 재질이 단면 동판과 다른지 다림질도 그렇고 결과물도 그렇고... 깔끔하게 나오지는 않았습니다.

부실한 배선들이 많고 비아홀 작업까지 하느라 이거 만능기판에 와이어링하는거랑 별 다를게 없는 노가다가 되더군요

결국 배선작업 하는데 한 6시간 정도 쓰고;;;;

한개만 꽂아놓고 켜봤습니다. 

오오... 감탄하며 좋아했지만 이후에 지옥이 기다리고 있었죠.. OTL

사진을 잘 보시면 위쪽에 빨간색으로 1 2 3 4 5 써놓고

아래쪽에 9 8 7 6 10 써놓은거 보이시는지?

아래쪽 5개 배터리 포트는 스키매틱도 틀리고 보드도 틀렸더군요 허허허;;;;; ㅜㅜ

결국 니퍼로 배선 커팅해주고 아래쪽만 리와이어링 들어갔습니다. 여기서도 대략 6시간;;;

커넥터는 꼽을 수 있게 하려고 했는데 부품 찾아보니 암 커넥터가 두개 분량밖에 없더군요...

(나 진짜 왜이러니;;;)

결국 그냥 납땜했습니다. 충전기 쪽 커넥터가 있으니 뭐..

악전고투의 흔적...

배터리가 꼽힌 모습.

반대쪽 절반 만들고 나면 케이스를 씌워야지요

최종 테스트입니다.

일단 전원을 켜면 붉은 색과 녹색 LED 가 번갈아 켜지는데, 이것은 충전기의 부팅(?) 과정에서 일어나는 것이고

다 켜지면 충전중의 붉은 LED 가 들어오다가

충전완료되면 녹색 LED가 들어옵니다. 

동영상의 배터리들은 다 충전완료된 것들이라 바로 배터리 두개가 충전완료 상태로 되는것이 나오는군요.

(마지막에 LED가 꺼지는것은 전원을 꺼서 그렇습니다)

LED 간격이 좀 좁아서 완성 후 배터리팩에 살짝 가려질 것 같은데

그렇다고 보드 다시 그리고 다시 에칭하고 다시 납땜해야 한다고 생각하면

솔직히 하고싶지 않군요;;;;

충전기에 대한 스펙을 적지 않았는데

일단은 배터리 기본구성이 3.7V 4550mA 10개로 이루어져 있습니다.

그러면 37볼트 4.5A 배터리팩이 되지요. 시판품이 일반적으로 10A 이상인 것들이 많은 상황이라

저 배터리 팩을 1개 혹은 2개를 동시에 꽂을 수 있도록 할 생각입니다.(2개 하면 9.1A)

그래서 충전하려면 적어도 배터리 20개를 한번에 충전해야 하니 핸드폰 충전기를 20개-개당 3500원으로 총 7만원- 구매하여

집합시키는 작업을 한 것입니다.

이와 같은 배터리-충전기 구성은 셀 매니저가 달려있지 않은 자작 배터리에 대한 대응책으로

현재 제 배터리에는 PCM조차 달려있지 않기에 과방전은 전압 모니터를 통해 방지하고,

과충전은 믿을만한 충전기를 통해 방지하도록 했습니다.

(충전기는 일단 죄다 TTA 인증을 받았으니 그만큼 믿을 수 있죠)

셀간 밸런스는 방전시에는 맞출 수 없지만, 각 셀을 모두 개별 충전하기 때문에 충전시에 밸런스가 잡히게 되어 있죠.

일단 위와 같은 구상으로 제작하고 있습니다만

역시나 자작품이라 이론적으로 완벽한것도 아니고 항상 불안요소가 약간씩은 있습니다. ^^;

현재로서는 나름 크게 문제되지는 않게 만들고 있다 생각하는데 실제로 달려보기 전에는 어떤 문제가 생길지는 알수 없지요..

일단은 계속 만들어 볼 뿐입니다.

후기)

후... 회로도 그리고 보드 그리고 부품 주문하고 에칭하고 납땜하고 수정하고 테스트하는데

저번 주말부터 오늘까지 꼬박 걸렸군요.

특히나 어제하고 그제는 이틀 연속으로 퇴근하고 집에 오자마자 밥먹고 인두를 손에 들고 새벽 1시까지 쉬지도 못했더니

상당히 피곤합니다.

아직 반대쪽 보드작업도 해야하는데... 일단 좀 쉬고...

충전기 한개로 열심히 충전하는 모습입니다. 밤에 한개, 출근할때 한개, 퇴근해서 한개.

하루에 3개씩 충전해서 30여개의 배터리들을 죄다 충전하고 테스트를 했었지요.

같은 물건이라도 핸드폰 충전기는 판매자가 많아서인지 가격차이가 두배 가까이 나더군요.

조금이라도 싸게 사려 많이 찾았는데 다행히 괜찮은 가격대의 물건을 찾아냈습니다.

예비용 2개까지 해서 도합 22개의 충전기입니다. 박스 까는것도 일이네요. 

자체 장력으로 결합된 방식이라 옆구리를 망치로 통통 쳐서 뚜껑을 분리합니다.

220v 전원과는 접촉식으로 연결되어 있어 분해가 조금이나마 더 편리합니다.

처음에 3d로 설계하려고 조금 끄적거리다가 그냥 연필스케치와 계산기로 사이즈 잡고 제작에 들어갔습니다.

포맥스 3t와 ps판 1t, 2t 가 사용되었습니다.

시작부터 여기까지 대략 6시간 -_-

단자대로 연결하고 싶었으나 그거 사려면 또 나가야 하고 주말이라 적어도 월요일까지는 기다려야 하기 때문에 그냥 죄다 납땜연결입니다.

여기까지 대략 작업시간 3시간..

코드를 꼽고 전원을 돌려봤습니다. 일단은 이상없이 켜지는군요.

조금 쉬고 나서 LED bar 와 충전커넥터 작업을 해야겠습니다.

원래 자작 충전기를 테스트하려 했으나..  저녁때 되니 만사가 귀찮아서 일단 쉬운것부터 하기로 했다.

남는 핸드폰 충전기를 분해해 봤으나...

구형이라 그런지 손납땜용 커넥터다.

커넥터 핀번호 알아보기가 더 힘들어서 패스.

조만간 충전기 몇개 사야겠다.

호기심에 배터리의 캡톤 테이프를 뜯어보았다. 의외로 pcm회로가 매우 작다..? 일부 부품 생략한 회로가 아닌가 걱정이 되기도 하는데

뭐 회로분석할 재주가 없으니 어쩔 수 없음.

오른쪽의 네모난 물건은 온도 스위치다. 70'c에서 끊어지도록 되어 있는 제품.

eleparts에서 같은 물건을 구할 수 있으며 온도도 여러 가지로 있다.

안정성으로만 따지자면 저 온도퓨즈가 배터리 한가운데에 배치되면 좋겠지만

그랬다가는 배터리를 적층했을 때 두께가 거의 두배 가까이 늘어나니 아쉽지만 넘어가야 할 듯 하다.

 배터리에 찍힌 자국이 살짝 있는데 이것땜에 반품할까 하다가 어차피 조만간 또 많이 사야하니 예비용으로 돌리면 될것 같음.

1.5Kohm 저항이 없어서 1.1K + 470 + (10 *4) 조합으로 1.5K 완성

10ohm 을 3개 연결했더니 1.49Kohm이 나와서 한개 더 끼웠다.

전선 색에 따른 역할

eleparts에서 배터리 커넥터를 주문했으나 연휴 때문에 다음 주에나 받을 수 있다.

이전 폰에 쓰던 배터리 거치대를 분해해서 임시로 사용해야 겠음.

저항은 1번 핀과 GND 사이에 연결하고, 배터리의 + 단자와 충전기의 + 단자, - 단자와 - 단자를 연결하면 된다.

합선에 주의해야 하기 때문에 한쪽 먼저 작업하고 한쪽 작업하는 식으로 했다.

충전 전의 배터리 전압.

이 테스터 상태가 영 메롱이라 테스터도 하나 사야할 것 같다. 신청서 낼때 예산좀 넉넉히 잡는건데 하면서 상당히 후회중..

시간마다 배터리 전압을 측정했다. 측정 시간이 다소 들쭉날쭉 한데 초반에 10분마다 측정하다가 힘들어서 30분 간격 측정으로 바꿨다가

새벽 1시 30분쯤 4.2볼트에 오르고 측정중지.

리튬 배터리의 전압이 올라가면 그때부터는 전압은 그대로이고 전류가 감소되면서 측정되기 때문에 현재의 똑딱이 테스터로는 잴 수가 없다.

엘레파츠에서 맘먹고 같이 테스터를 하나 질렀으니 도착하면 주말에 날잡아서 하루종일 측정해봐야 할듯.

어쨋든 자고 일어나니 아침에는 충전기에 초록불이 들어와 있고 배터리는 만충된 듯 보인다. 

전류 용량 체크가 불가능하니 나중에 다시 충전하면서 꼭 전류값까지 제대로 측정해야 겠다.

어쨋든 핸드폰 충전기에 1번 핀 battery id 에 1.5Kohm을 넣었을 때 충전시간은 생각보다는 짧아서 나름 마음에 들었다.

자작 충전회로가 얼마만에 충전하는지도 비교해봐야 겠지만 현재로서는 핸드폰 충전기에 마음이 가고 있음.

내가 생각하는 자전거 충전기에 대한 요건은

1. 가격이 저렴할 것. 당연한 예기지만 배터리가 비싼데 충전기까지 비싸다면 전체 가격이 안드로메다로 올라가게 된다.

2. 가벼울 것. 집과 직장이 멀다던가 하면 양쪽에서 동시에 충전해야 하는데 가격 문제로 충전기를 1개만 마련할 수 있다면 적어도 가볍기라도 해야

양쪽으로 들고 왔다갔다 하거나 혹은 배터리 팩에 아예 붙여버림으로서 문제를 해결할 수 있다.

3. 전용 충전기일 것. pcm 달린 배터리에 그냥 일반 파워 서플라이 물려서 충전하는 경우도 많은 것 같은데 안전성의 문제는 없지만 개인적으로 배터리의 만충이 불가능하다는 것 때문에 호감이 가질 않는다. 그러잖아도 비싼 배터리인데 성능을 최대한 발휘하고 싶다.

4. 안전할 것. 항상 무언가를 만들 때 필수로 생각하는 부분이다. 내가 만든 물건이 나를 다치게 하는 것도 문제지만 남을 다치게 한다면 얼마나 끔찍할 지 상상할 수도 없다. 초저가 중국산 충전기보다 나쁘게 만들기도 쉽지 않겠지만, 적어도 불안정성은 보이지 않도록 해야 한다.

현재 몇가지 충전기를 염두에 두고 여전히 고민중이다.

1. 자작 충전기

2. 만물상 충전기

3. 핸드폰 충전기.

1.자작 충전기

여전히 http://www.shdesigns.org/lionchg.html 이 충전기에 대한 의구심이 떨쳐지지 않고 있는데..

불안요소 1.

배터리의 전압이 3.0 볼트 이하로 떨어졌을 때는 일반적인 방식으로 충전이 불가능하고, trickle charge 라는 방법으로 배터리를 살려야 하는데

위 충전기는 trickle charge 가 불가능하다.

 -> 어차피 pcm 달린 배터리를 사용할 것이고, 배터리를 맛가게 할 정도로 저전압이 되도록 혹사시키진 않을 것이니 신경쓰지 않아도 됨.

불안요소 2.

검증된 자료가 없다. 저기에 포럼이라도 딸려 있으면 다른 사람들의 글을 좀 읽어볼텐데.. 저대로 만들었다가 안되면?

문제가 생기면 얕은 지식으로 해결할 방도가 없다.

페이지 작성일자가 2003년이라는 것도 상당히 걸린다.

 -> 한번 만들어보고, 테스트해보는 수밖에.. 페이지뷰가 12만이니 나름 검증되었다고 볼수도 있다.

일단 eagle 로 보드까지 제작.. 부품사서 pcb 한번 떠봐야 겠다.

사족이지만 10W 저항 때문에 이글 라이브러리를 제작해야 했는데 동영상으로 잘 설명한 사이트가 있음.

http://sites.google.com/site/studiohhjjj/b05-b06/saeloun-eagle-laibeuleoli-jejag-tyutolieol

보는 데는 좀 시간이 걸리지만, 그래도 덕분에 상당히 도움이 됐다.

2.만물상 충전기

만물상에 리튬폴리머 밸런싱 충전기가 있는것을 발견.

가격도 5천원으로 싸고... 전용 충전기인데다 밸런싱까지 되니 금상첨화..

그런데 살짝 애매한 것이 7셀 용이다.

원래 계획은 24V 모터에다 36V 쯤 물려서 오버파워로 돌리려 했지만 배터리 가격 때문에 살짝 내려서 30V 정도로 하려 했다.

3.7 * 8 = 29.6V 이니 8직렬쯤으로 구상했는데... 저걸 사용하려면 7직렬로 사용하거나 커넥팅을 좀 머리아프게 꼬아야 할 것 같음.

다행스럽게도 홍석기님께서 저 물건에 대한 자세한 설명까지 해 주셔서 사용하는 데는 큰 문제가 없을 것 같기도 한데..

별도의 30V 파워가 필요하다는 부분이 또 문제다.

smps가 5/12v 는 흔하지만 30v를 제공해주는 놈이 흔치 않은데 저기에 24v 파워를 물려도 충전에는 이상이 없을 것인가?

30v 와 그나마 비슷한 전압이라고는 36V smps가 있긴 한데 이것도 구하기 쉽지 않을뿐더러 비싸기까지 하다.

거기다 초기 순간전류가 7A 라니 30V * 7A = 240W .... 이쯤 되는 smps는 가격도 비싸고 덩치도 꽤 되고 따라서 무겁다.

생각해 보면 자작 충전기도 필요 전류는 비슷할 것 같은데... 뭔가 알게 될수록 고민되서 정신이 없다.

저 글을 쓴 분과 컨택이 되면 좋겠는데.. 연락할 방법이 없다;

3. 핸드폰 충전기

간단하면서도 무식한 해결법.

이런걸 사서 개조후 조립한다. 개별 셀마다 한개씩 충전 가능하도록 하면 8직렬일 경우 1,890원 * 8 = 15,120 원 으로 가격도 싸고,

무엇보다 추가로 smps를 구입할 필요 없다는 것이 장점. 

그런데 충전시간이 문제다. 휴대폰 충전기는 표준형이 700mA 정도의 전류이므로 9A 를 충전하려면 적어도 11시간;;

병렬 셀을 분리시켜 4.5A 를 충전하려고 해도 6시간이 넘는다.

일단 정리해보자.

각각 장단점이 있는데 이거 참 고르기가 쉽지 않군...

더 고민을 해봐야 겠다.. 일단 자작 충전기로 테스트도 해보고..

18650 충전기가 하나 있긴 하지만 핸드폰용 충전기로 18650을 충전하는 제품을 보니

 부품수도 적고 깔끔해서 한번 만들어 보고 싶다는 생각이 들었습니다.

참고로 판매하는 제품은 판매가 2천원...싸게 구하면 1500원...

자작하면 24핀 핸드폰 잭 1천원 + 배터리 홀더 1천원 + PCB(?원) + 저항(5원)

자작하는게 더 비쌉니다. ^^;

 그래도 만들고 싶은 마음은 어쩔수가 없어서... 제작에 들어갔습니다.

18650 용 전용 홀더는 구할 수가 없네요. 판매품도 CR-2 홀더를 잘라 사용하는 것 같은데 확실치는 않고..

대충 도면 보니 사용 가능할것 같아서 샀습니다.

eagleCAD로 라이브러리를 작성하기 위해서

수치를 계산중입니다.

백만명에 한명쯤 있을지도 모르는 저같은 자작파를 위해 라이브러리와 보드 파일을 첨부합니다만...

24핀 라이브러리는 수정하거나 에칭시 적당히 손봐야 합니다. 아래 보시면 이유가 나옵니다.

참고로 단면PCB 로 제작하기 위해서 24핀 잭 양쪽의 고정핀은 펜치로 휘어서 보드에 납땜했고 라이브러리도 그렇게 제작되어 있습니다.

라이브러리 만드는게 시간이 걸릴 뿐 회로나 보드는 초간단입니다.

EagleCAD로 보드를 제작해서 레이저 프린터로 포토용지에 인쇄합니다.

레이저 프린터 없으신 분들은 잉크젯으로 인쇄하고 문방구 달려가서 복사해 오는 방법도 있습니다.

레이저 프린터를 이용한 PCB 에칭 제작기법은

 http://www.suapapa.net/wordpress/?cat=3&language=ko&paged=6 의 diy-pcb 포스트를 참조해주세요.

혹여나 했지만 자작 PCB의 한계상 다소 흐트러져 핀이 들러붙네요. 

핀넓이가 0.18mm 고 핀간격이 0.50mm이니 0.32mm 간극이 있는데 에칭이 잘 안됐습니다.

어차피 필요한 핀은 몇개 안되기 때문에 칼로 그어서 정리해주고 납땜합니다.

반으로 가른 배터리 홀더는 볼트와 너트로 고정해주고 돌아가지 않게 순접으로 붙였습니다.

동판 산화현상을 방지하기 위해 투명 락카를 한번 뿌려주고 끝.

워낙 대충 만들어서... 좀 지저분합니다. 순접 백화현상도 꽤 있네요.

그냥 하는김에 4개 만들었는데 모두 충전은 잘 되는듯 합니다.

Link : USB 18650 충전기 만들기