휴대폰과 인터넷으로 무전기와 안테나를 제어하는 Smart Controller 제작

[hl5lh]

앞서 제작된 Smart Controller에 사물 인터넷 소자 ESP8266을 이용하여

휴대폰으로 시간과 공간을 초월하여 무전기와 안테나를 제어하고 RCForb Server 프로그램이 돌아갈 수 있는

컴퓨터를 원격제어하여 Remote Control 무선국을 운영할 수 있는 제어장치를 제작하고자 한다.

아래 사진은 케이스에 장착된 말하자면 Smart Controller와 연동되는

일종의 수신장치로서 휴대폰으로 부터의 제어신호를 인터넷으로 받아 Smart Controller에 넘기는 장치이다.

케이스 전면의 푸른색 기판은 Node MCU ESP8266의 Back-Up Battery를 충전하는

Module로서 충전 Battery는 18650 리듐이온 Battery를 사용하기 때문에  과충전 보호회로가 부착되어 있다.

충전보호 회로에는 MC73833 Micro Chip을 이용하고 였으며, 충전시에는

LED 에 붉은 빛을 내며, 현재와 같이 만 충전일때는 푸른색의 등이 켜지는데, 안정적으로 동직한다. 

전면 케이스를 개방했는데, 뚜껑 부분에 18650 리듐 이온 Battery를 장착하고,

내부에 ESP8266을 비롯한 Relay Module을 장착했으며, 만능 기판은 ESP8266 지지용으로

매우 작은  Micro 기판을 이용하였고, 나머지는 배선으로 처리 하였다.

약간 지저분한 뒷면에는 앞서 제작된 Smart Controller와 연동시키기 위해

Terminal 두개를 부착하여 LAN Cable을 이용하여 결선하여 두었는데, 시험 제작하여 문제가 있으면

손쉽게 분리하여 해결하기 위해서  임시로 배선했으나 1달 가까이 연결하여 24시간 운영하면서

시험 조작을 해도 아무 문제없이 잘 동작하여 이제 고정할 생각이다.

그러면 이런 장치를 어떻게 제작했는지 그 실물 배선도를 보기로 한다.

위 도면은 ESP 8266을 이용하여 전체 10 Channel의 원격 제어 접점 출력이 나오는 회로이다.

출력 회로에 Relay를 이용했기 때문이며, 현재는 5Volt의 출력이 휴대폰의 터치 신호로 출력될 수 있는데,

앞서 제작한 Smart Controller의 Arduino NANO의 A0 ~A7 Pin 에 연결하여

무전기와 안테나의 선택을 할 수 있다.

그런데 위 회로에서 Relay의 접점 출력 5Volt를 제거하고 순수한 점접을 이용하여

원격제어를 할 경우에는 AC 약 10A 250V 까지 Switching할 수 있어 아마추어무선국에서

여러가지 다양한 용도로 활용할 수 있다.  

여기에서  18650 리듐이온 Battery를 왜 이용했느냐 하면

ESP8266은 순간적인 정전시에도 출력 상태가 멋대로 변화하므로 특히 여기에

컴퓨터를 연결하든지 하면 매우 불안정한 상태가 될 수 있기 때문에 위와같이

Battery로 상시 전원을 공급하면 매우 안정적으로 동직한다.

그러나 여기서 Smart Controller를 앞서 제작한 장치와 연결하는 독립적인 용도로

이용할려고 하면 아래 회로와 같이 제작할 수 있는데, 이 장치는 4회로 Relay Modele을

 사용하지 않음으로 다소 회로가 다소  간략해 질 수 있다. 

그러나 앞서 제작한 Smart Controller의 외부 장치로 부착하여 단순하게 휴대폰으로

제작하기 위한 장치로 이용하고 싶다면 여기서 4회로 Relay Module을 제거하고 제작하면 다소

회로가 간략해 질 수 있다. 이렇게 해도 ESP8266의 출력이 휴대폰으로 무전기나 안테나가 선택되었을때

정논리로 출력되기 때문에 Arduino NANO의 Trigger동작에는 문제가 없다.

이와같이 Hardware가 제작되었다면 다음과 같은 스케치 프로그램으로

컴퓨터에 ESP8266을 USB에 연결하고 우리집의 WiFi SSID 및 비밀번호를 입력하고

컴파일과 Up-Load를 한 후 Blynk App을 열어 Widget을 휴대폰에 설정한다.

위에서 "auth"에는 휴대폰으로 Blynk에서 새로운 프로젝터를 생성하고 이를 벗어나면

미국의 Blynk 에서 전 세계 수 많은 사용자 중 본인에게만 적용되는 매우 복잡한 난수를 보내 주는데,

이를 E-Mail로 받아 읽어 복사한 후 그 값을 입력한다.

이렇게 했을때 화면에는 다음과 같은 화면이 나타나며, 실제로 무전기를 선택했을때는

아래와 같은 화면으로 류대폰이 변한다. 이제 이 휴대폰과 인터넷 만 있으면 지구 반대편에 가서라도

 자신의 집에 있는 무전기와 안테나를 선택할 수 있고, 컴퓨터를 부팅시켜

원격제어 아마추어무선을 즐길 수 있다.

이제 이 시스템은 앞서 제작한 Smart Controller에 연결되어

단순하게 무전기와 안테나를 연결하고 리모트 무선국을 운영할 수 있는 RCForb Serve 프로그램을

운영하는 컴퓨터를 제어할 수 있을뿐만 아니라, 휴대폰 화면 중앙에 있는 대문 모양과 Timer는

지금까지 상상할 수 없었던 새로운 기능이 있는데, 이는  다음 기회에 설명 하도록 하겠다.

말하자면 휴대폰에서 제어하는 신호를 인터넷으로 수신하는 수신기 같은 본 장치는

전체적으로 다음과 같은 Pink 색 모양의 흐름으로 Software가 동작한다.

여기서 무전기 4를 선택하면 V.UHF 2번 안테나가 연결되는데,

V.UHF 무전기와 안테나는 HF 무전기와 안테나의 동작에 관계 없이 항상 V.UHF무전기에 연결되어 있다.

왜냐하면 HF 무전기와 V.UHF무전기가 동시에 작동되어 전파가 발사되어도 두 무전기에는

주파수 차이가 너무 많기 때문에 상호 간섭을 받지 않기 때문이다. 

이러한 동작의 비밀은 Arduino NANO의 Software에 있으며

이런 동작은 간단한 함수 명령어로 완성이 될 수 있는데, 이러한 이유로

Software로 미묘한 동작을 안정되게 제어할 수 있다.,

본 장치를 완성하고 난 후 현재 4대의 무전기를 연결하고 Local 동작 및

Remote 동작을 24시간 이상을 한달 이상 Test하고 있는데, 매우 안정되게 잘 동작하고 있으며,

특히 순간적인 정전에도 문제가 없으며, 내부 Back-Up 전지에 의해

10여 시간의 정전에도 문제 없이 동작한다.

본 장치의 전체 동작 전류는 Battery가 만 충전 되었을때 5 Volt 전압공급에

약 150 ma 가 흐르고 있어 2200 ma/.h 18650 리듐 이온 Battery 용량을 미루어 보면

이론적으로는 14시간으로 약 반나절  정도의 정전에도 견딜 수 있다.

그리고 대기 전력은 150ma × 5  =  0.15 × 5  =  0.75  W로서 거의 무시할 수 있는 수준이다.

[moonflower]

고맙습니다. 그리고 수고하셨습니다.

[hl5lh]

감사합니다...

[서산청금산]

LH 오엠님 반갑읍니다
DS3PLW 서산입니다
자료 잘 보고 갑니다
좋은 정보 많이 올려주세요
항상 감사드립니다

[hl5lh]

감사합니다. 저도 자주 롱런네트에 참여하겠습니다.