[일반] 무게를 재는 방법에 대한 고찰

필자는 서울 IoT 해커톤에 Hell Maker팀으로 참가 하게되었다.


올해 해커톤 주제는  사회 약자를 위한 IoT로 여러 고민 끝에 독거 노인 도시락을 만들기로 하였다.


문제는 도시락의 남은 잔량을 측정하여 측정량에 따른 세부 안내 메세지를 들려 주는 기능을 위하여 무게를 재는 방법에 대해서 고민하게 되어 내용을 공유해 봅니다. (주의 : 뇌피셜 입니다.!!!)


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압력 센서

구부림(압력)에 따라 저항 값이 변하는 가변저항입니다. 평소 높은 저항 값을 가지고 있다가 센싱 부위에 

압력이 가해지면 저항 값이 낮아집니다. 전압 분배법칙을 통해 구부림(압력)의 세기를 수치화 할 수 있습니다. 


압력 센서는 측정 무게 최대치와 모양이 다양하게 존재 하였으며 실제 적용시 저항을 연결하여 아날로고 포트에 연결하여 값을 읽으면 되는 비교적 쉬운 작업 이었다. 


 문제는 입력 값이 일정치가 않은 느낌을 받았으며 압력을 줄때 높게 나오다 지속 시 살짝 값이 떨어지는 느낌을 받았는데, 이부분은 좀 더 테스트를 해보거나 Datasheet를 찾아보면 되는데 시간이 없어 Pass, 추가적으로 별거 없어 보이는 부품이 만원 넘는 경우가 있어 가격적인 부담이 있었다.



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로드셀

최대치 **g  무게를 측정할 수 있는 로드셀 센서입니다. 12v이하의 전압에서 작동하며, 입력된 전압에 비례하여 

전압이 출력됩니다. 출력 되는 전압은 mV단위로 매우 작아 HX711과 같은 앰프를 사용해줘야합니다.


4선식 로드셀 구매하였으며 이놈은 HX711같은 전압 증폭 장치가 필요하며 압력센서 보다는 회로가 복잡해지는 면이 있지만 비교적 정확한 값을 측정 할것으로 예상 하였다.


 로드셀을 사용하여 정확한 값을 측정하려면 위 부분 과 아래 부분에 고정하는 구조물 제작이 필요하며 4선식 같은 경우 점 형태의 측정에 적당 할것으로 판단 된다.


 해커톤 당일 청계천 도사님의 도움으로 아래와 비슷한 제품에서 3선식 로드셀을 축출해서 사용하게 되었다.

(로드셀을 부품으로 구매하는 것 보다 완제품 저울이 더 싸다니 !!!)


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분해 후 3선식 로드셀을 3D프린터로 구조물을 제작하였으며 측정점 4개를 아래 그림과 같이 배치 하였다.

특성상 면의 무게를 측정하는데 접합 할것을 판단 된다. 


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로드셀은 정확한 무게 측정을 위하여 무게를 알고 있는 물체를 가지고 측정을 하면서 내부 수치를 조정 (0점 과 스케일) 하는 작업이 필요하며 해커톤 당일에는 시간이 부족하여 입력 값을 그대로 동작 모듈에 적용 하였다.


아래 동영상은 해커톤에서 제작된 사랑의 도시락의 시연 편집본 입니다.


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