[28호]자동차 번호 표시기 만들기
엄마, 아빠, 내 전화번호를 쉽게 바꾸자!
자동차 번호 표시기 만들기
글 | 이민주 객원기자 itstyle@itstyle.kr
1997년 자동차 천만대 시대가 열린 이후 17년이 지난 지금 자동차 등록대수는 인구 2.5명당 1대꼴이며 2014년 말에 2000만 대를 돌파한다고 한다. 급속도로 도시화가 되고 인구가 밀집되면서 도시에는 출퇴근 시간만 되면 교통난에 몸살을 앓고 있다. 주차난 역시 마찬가지.
도시에서는 자유롭게 주차할 수 있는 곳이 적으며 팍팍해진 인심까지 더해져 남의 집 앞 또는 상가에 정차했다가는 견인되거나 불법 주정차 고지서를 받기 마련이다. 그래서 임시로 정차했거나 다른 차를 막은 상태로 주차한 경우 등 차를 이동해 주어야 할 상황을 위해 전화번호를 남기는데 대충 우편봉투에 전화번호를 적어 대시 보드에 올려놓거나 아크릴판 위에 스티커를 붙여 유리에 부착해놓는 경우가 많다.
또한 한 대의 차량으로 가족이나 직장 등 여러 사람이 운행하는 경우에는 매번 다른 전화번호를 적어두어야 하니 불편할 수 있다. 운행하는 사람이 바뀌더라도 전화번호를 메모리 해두었다가 쉽게 교체할 수 있고 주차난이 가장 극심한 저녁때 가독성까지 높여주니 일석이조인 주차번호 표시판! Do It Yourself~!
| 품명 | 종류·용도 | 필요 수량 | 단가 | 합계 |
| ATMEGA8A-PU | CPU | 1 | 1,700 | 1,870 |
| MBI5026CN | LED 정전류 제어 | 1 | 1,500 | 1,650 |
| LM2576-5.0 | 5V 공급 | 1 | 800 | 880 |
| IRFD9110PBF | LED 공통선 제어 | 4 | 1,000 | 4,400 |
| RING COIL 15파이(100uH) | 전원리플방지 | 1 | 320 | 352 |
| Mono Cap 0.1uF Y5V 50VMono Cap 0.1uF Y5V 50V | 전원 리플 방지 | 4 | 30 | 132 |
| Ceramic 22pF, 50V | 주파수 리플 방지 | 2 | 15 | 33 |
| RS232 실드케이블-4C(1M) + 미니수축튜브(사은품) | 전원 연결 | 2 | 720 | 1,584 |
| X-TAL 7.3728M (ATS Type) Fundamental | 크리스탈 | 1 | 190 | 209 |
| 1/8W 5% Axial Resistor 223J (22KΩ) | 전류제한, 저항 | 8 | 10 | 88 |
| 1/8W 5% Axial Resistor 681J (680Ω) | 전류제한, 저항 | 2 | 10 | 22 |
| 1/8W 5% Axial Resistor 471J (470Ω) | 전류제한, 저항 | 2 | 10 | 22 |
| S-5462ASR2/C | 전화번호 표시 | 4 | 1,300 | 5,720 |
| NTC-20KGJG | 온도측정 | 1 | 250 | 275 |
| 원통평면 투명 LED 3파이-녹색 | 녹색 LED | 1 | 10 | 11 |
| 원통평면형-3파이 투명 LED(빨강) | 적색 LED | 1 | 10 | 11 |
| 1N4004 | 역전류 보호 | 3 | 12 | 40 |
| 1N4148 | LED 역전류 보호 | 2 | 12 | 26 |
| 1N5819 | 쇼티키 다이오드 | 1 | 50 | 55 |
| 5267-04 (색상옵션) | 전원 커넥터 | 1 | 70 | 77 |
| 5264-04 (색상옵션) | 전원 커넥터 | 1 | 60 | 66 |
| 5264용클림프 | 전원 커넥터 | 2 | 30 | 66 |
| CDS 빛 감지 센서 초소형 9P5-C | 디밍 기능 | 1 | 250 | 275 |
| DC인체감지센서모듈 NT0061 | 움직임 감지 | 1 | 8,100 | 8,910 |
| ITS-1105-11mm | 누름버튼 | 1 | 50 | |
| 퓨즈 5×20-1A | 과전류 보호 | 2 | 70 | |
| 퓨즈홀더 FH-201 (빨강색) | 과전류 보호 | 1 | 500 | |
| RIC-DIP-28핀(좁은타입) | IC 소켓 | 1 | 400 | |
| RIC-DIP-24핀(좁은타입) | IC 소켓 | 2 | 340 | |
| NS-USB2UART03 (USB to UART 통신 모듈) | 통신모듈 | 1 | 7,500 | |
| 2T 암적(반투명) 아크릴 | 전면 화면 필터 | 1 | 2,300 | |
| 2T 포맥스(검정색) | 제품 케이스 | 1 | 1,300 |
※ 가격은 변동될 수 있습니다.
※ 차량에 부착하기 위해 필요한 흡착고무, 지지대 등은 별도 준비하시기 바랍니다.
경고
자동차 용품을 자작할 경우 고온에 의해 만든 제품이 변형될 수 있으며 이물질이나 불량한 납땜, 차량 진동 등의 이유로 쇼트에 의해 차량 고장이나 화재가 발생하여 인적 물적 손해가 발생할 수 있다. 이러한 이유로 사고가 발생할 경우 보험금 지급이 거부당할 수 있으며 잡지사와 필자는 책임이 없으니 참고하도록 한다. 한 여름 뙤약볕에 자주 주차하는 경우 사용을 권장하지 않고, 이 경우 LCD로 된 제품(LCD로 만들어진 제품은 시중에 많다)이 더 적합할 수 있다.
부품 목록
조립에 필요한 재료들이다. 유리에 부착할 때 필요한 흡착고무(또는 재사용 접착테이프 등)는 별도로 준비해야 한다.
PCB 자르기
만들어진 제품의 디자인을 구상하고 4자리 7-세그먼트 4개 크기에 맞추어 톱이나 기판 전용 절단기를 이용해 기판을 자른다.
기판의 테두리가 거칠기 때문에 끌(야스리)이나 사포로 문질러 부드럽게 마무리한다.
7세그먼트 삽입
잘라진 기판에 4자리 7-세그먼트를 삽입한다. 4자리 7-세그먼트를 4개 사용하였고 총 16자리를 표시하므로 전화번호를 충분히 표시할 수 있다. 7-세그먼트 크기가 너무 작으면 전화번호를 보기가 어려운데, 디바이스마트에서 판매하는 S-5462ASR2/C는 2~3M 거리에서도 충분히 볼 수 있는 크기라 사용하였다.
납땜하기
부품을 삽입할 때마다 납땜한다. 기판과 부품이 밀착되도록 손으로 고정한 상태에서 부품 양 끝을 납땜하여 고정한 후 나머지를 납땜하면 부품이 기판에서 떠있는 현상을 줄일 수 있다.
커넥터 삽입
자동차 용품은 한번 설치하면 탈거할 때 까지 탈부착할 일이 없어 저렴하고 3개핀 이상 연결할 수 있는 일반적인 몰렉스를 이용하였다.
전원으로는 상시전원과 KEY ON전원, 접지 3가지 전선이 인입되어야 사용 가능하며, 서로 쇼트되지 않도록 주의한다.
다이오드 삽입
전원이 거꾸로 흐르는 것을 방지하기 위해 다이오드를 삽입한다. LED와 레귤레이터에서도 다이오드가 사용된다.
레귤레이터 삽입
자동차는 12V 또는 24V를 사용하므로 5V를 공급하기 위해 5V 레귤레이터를 사용하였는데 스위칭 방식으로 발열이 적고 쉽게 구할 수 있는 LM2576-5.0 레귤레이터를 사용하였다. 다리 간격이 1.27mm로 매우 좁으므로 다리를 벌리거나 서로 다른 길이로 접어 기판에 끼우도록 한다.
인덕터 삽입
레귤레이터는 링 타입을 사용하였는데, 높이가 높아 기판을 2층으로 쌓기 어려움으로 눕혀 사용하거나 SMD타입의 인덕터를 사용한다.
차량의 경우 운행할 때 진동에 의해 부품이 손상되는 경우가 많으므로 진동에 의해 움직이지 않도록 고정을 잘 하도록 한다. 고정할 때에는 내열성 테이프나 내열성 접착제 또는 물리적인 고정방법을 권장하며 실리콘은 녹아내릴 수 있으므로 이용하지 않아야 한다.
전해콘덴서 삽입
전해 콘덴서를 삽입한다. LED를 제어할 때 순간 많은 전류를 소모할 수 있으므로 470uF이상의 용량을 사용한다.
105℃콘덴서를 사용하여 고온에서도 잘 견디도록 하였다.
IC소켓 삽입
마이크로컨트롤러, LED드라이버와 같은 IC들을 쉽게 교체할 수 있도록 IC소켓을 사용하였다.
세라믹콘덴서 삽입
IC, 크리스탈과 가깝게 세라믹콘덴서를 달아준다.
크리스탈 삽입
7.3728MHz 크리스탈을 사용하였다. UART-USB컨버터를 이용해 전화번호를 수정할 것인데, UART 통신할 때 통신속도(baudrate)의 오차가 0%를 만들기 위해서는 7.3728MHz, 14.7456MHz와 같은 크리스탈을 사용하는 것이 좋다.
트렌지스터 삽입
P채널 FET를 드라이브하기 위해서 NPN트렌지스터를 사용하였다.
FET 삽입
포토커플러처럼 생겼지만 이러한 4pin DIP 모양으로 FET가 나오고 있다. FET가 4개가 사용되었는데 16개의 FND 중 4개씩 제어해준다. 1/4duty로 동작하도록 하여 밝게 동작한다.
USB2UART 핀헤더 납땜하기
USB2UART 삽입
USB-UART 변환기를 기판에 고정할 수 있도록 핀헤더를 납땜하고 기판에 고정한다. PC에 접속하여 전화번호를 변경하거나 몇 가지 메시지 선택, 화면 전환효과 등을 설정할 수 있다.
텍트 스위치 삽입
텍트 스위치를 삽입한다. 여러 개의 전화번호를 저장할 수 있는데 스위치를 누를 때마다 전화번호를 바꿀 수 있다.
LED 삽입
LED를 삽입한다. 녹색과 적색 LED를 삽입하였다. 두 가지 LED로 상태를 알 수 있도록 하였다.
| 녹색 | 적색 | |
| 점등 | KEY ON(운행, 대기상태) | 해당 없음 |
| 빠르게 점멸 | 센서 감지 중(전화번호 표시) | 과열 보호동작 |
| 느리게 점멸 | 작동 중(절전, 대기 상태) | 과 방전 보호동작 |
| 소등 | 이상 | 정상 |
서미스터 삽입
서미스터를 삽입한다. 서미스터는 온도에 따라 저항 값이 바뀌는 특성이 있다. 일정 온도(영상 65℃)가 올라가면 자동으로 작동이 멈추도록 프로그램 하였다.
배선하기 1
모든 부품을 삽입했으면 배선을 해준다.
점프선이나 테프론 선의 피복을 벗겨 연결해주고 전원의 경우 굵게 연결해주도록 한다. 차량의 경우 진동이 심하여 배선이 움직이면 합선될 수 있으므로 잘 고정시키도록 한다.
배선하기 2
직접 연결하기 어려운 곳은 점퍼 선을 연결한다.
배선하기 3
7세그먼트 부분과 메인 기판 부분 역시 테프론 선으로 연결한다. (여유 있게 배선하고 반으로 접어 사용한다.)
적외선 센서 납땜
적외선 센서는 커넥터의 위치가 측면으로 향해 있어 케이스에 넣기 나쁨으로 직접 납땜하여 붙였다.
전선 피복 처리
차량 메인에서 전원을 따와야 하는데 필자는 운전을 거의 하지 않고 야외에 주차하는 경우가 없어 열 받지 않을 것이라 생각해 RS-232C통신용 케이블을 사용하였다. 만약 야외 주차가 많을 것으로 생각된다면 가급적 내열성이 있는 케이블을 사용하도록 한다.
아크릴, 포멕스 자르기 1
케이스 제작에 필요한 아크릴 및 포멕스를 자른다.
아크릴, 포멕스 자르기 2
아크릴은 전용 커터칼로 흠집을 내 부러뜨려 잘라낸다.
접착제 바르기
센서가 전면에 튀어나오도록 할 예정이고 아크릴에 직접 부착하기 위해 순간접착제를 발랐다. (실리콘, 글루건은 열에 의해 녹을 수 있다.)
전면 아크릴에 센서 부착하기
펜형 접착제 이용하기
포멕스를 접을 수 없으므로 각 면끼리 잘라낸 후 붙인다. 이때도 순간접착제를 사용한다.
몰렉스 조립하기
몰렉스 조립하기2
몰렉스 완성
몰렉스에 끼울 전선에 클렘프를 끼우고 제품에 끼울 수 있도록 만든다.
시중에 파는 다양한 흡착고무들
흡착고무에 철사 끼우기
차량 유리에 부착하기 위해서는 흡착고무가 가장 편한 방법인 것 같다. 주변 천원마트나 다이소 같은 곳에서 흡착고무를 팔고 있으니 구매해 사용한다. 본체와의 고정은 디바이스마트에서 판매중인 “절연전선HIV”를 사용하였다.
퓨즈라인 연결하기
메인 전원에는 퓨즈를 삽입하였다.
전원 따오기
차량 전체를 뜯어 전선에서 직접 연결하긴 사실상 어렵다. 퓨즈박스를 뜯어 전원을 빼오는 방법을 생각하였다. 전원은 두곳에서 따와야 한다. 상시 전원(BATTERY+)와 운행 전원(KEY ON) 두 개 모두 필요하다. 상시 전원에 연결해야만 시동을 껐을 때 차량 번호를 표시할 수 있는 것이고 시동을 켰을 때 반대로 제품의 전원을 꺼주기 위해 KEY ON전원도 필요한 것이다. 운행여부와 관계없이 항상 켜지길 원한다면 BATTERY+전원만 연결하면 된다. 못찾겠다면 사진처럼 멀티메터로 찍어보고 알아야만 한다.
전원 따오기 2
전원 따오기 3
퓨즈 다리에 전선을 묶은 뒤 퓨즈박스에 꽂으면 연결된다.
전선 처리하기
전선이 눈에 거슬리면 안되므로 차량 몰딩 처리된 부분이나 틈에 넣어 깔끔하게 처리한다. 참고로 전선을 따오는 방법부터 처리하는 방법들은 “블랙박스 설치하는 법”, “하이패스 전원 연결” 등의 키워드로 검색하면 많은 도움을 받을 수 있다.
유리에 부착하기
사진 촬영을 위해 중간에 붙였지만 상단이나 하단 구석에 부착하도록 한다. 습기가 없도록 하고 가급적 실내가 따뜻한 상태에서 붙이는 것이 더욱 견고하게 부착되게 된다.
결과
전화번호 표시
전화번호가 표시된 모습이다. 최대 10개까지 저장할 수 있고 고정 표시는 물론 메시지와 함께 교차 표시하면서 다양한 화면 전환 효과를 적용할 수 있다.
메시지 1
현재 4가지 문장(인사말 등)을 넣어두었으며 이 중 원하는 문장을 골라 메시지 표시 기능도 갖는다.
메시지 2
잠시 주차중일 때 전화번호와 함께 운전자의 미안한 마음도 전달할 수 있다.
설치모습 1
차량 유리 상단에 설치한 모습이다. 상단은 자외선 차단용도로 생각되는 청색 코팅이 되어있어 빛 밝기가 떨어지고 적외선 센서가 움직임을 잘 감지하지 못하였다.
설치모습 2
아래쪽에 설치했을 때에는 비교적 양호하게 움직임이 감지되었다. 그러나 차량 실내에서 봤을 때 거추장스러웠다. 룸밀러 바로 아래 설치하는 것이 보기 좋고 움직임 감지 센서의 성능도 좋아진 것 같다.
참조1. 프로그램 굽기
AVR Studio 4.19버전을 이용해 프로그램을 구워보았다. 필자의 홈페이지 itstyle.kr/34628에서 zip파일을 내려받아 hex파일을 확인한다.
MCU확인하기
ISP를 통해 MCU와 접속한 후 ATmega8A를 선택한 후 Read Signature를 눌러 칩이 올바른지 확인한다.
MCU프로그램 굽기
[...] 버튼을 눌러 HEX파일을 불러온 후 Program을 누른다.
퓨즈비트 설정하기
EESAVE, Brown-out detect at 4.0V, BODEN, Ext. Crystal High Freq.; Start-up time : 258CK, 4mS를 선택한다.
프로그램 다운로드 하는 모습
제품과 PC를 연결하여 프로그램 다운로드 중인 모습. 처음 전원 인가 시 버튼을 누른 상태에서 인가하면 LED 테스트 모드로 진입하여 결선이 올바른지 검사한다.
참조2. USB드라이버 설치하기
USB드라이버설치 1
장치관리자에서 “?” 물음표 뜬 항목의 우측 버튼을 클릭하여 “속성”을 누른다.
USB드라이버설치 2
드라이버 업데이트를 눌러 설치모드로 들어간다.
USB드라이버설치 3
수동으로 설치하기(컴퓨터에서 드라이버 소프트웨어 찾아보기)를 누른다. 이 때 USB드라이버는 디바이스마트 쇼핑몰에서 다운로드 받을 수 있다.
USB드라이버설치 4
다운받은 USB드라이버를 압축해제 후 설치경로로 지정한다.
USB드라이버설치 5
USB드라이버설치 6
정상적으로 설치된 모습.
참조 3. 설정 변경하기
USB드라이버 설치 후에는 PC와 접속할 수 있다. 전용 소프트웨어까지 만들기는 어렵기 때문에 명령프롬포트 형식으로 접속할 수 있다. 하이퍼터미널이나 PUTTY, 시리얼포트 테스트 프로그램같은 접속 프로그램을 이용한다. 네트워크나 랜장비 관리하는 사람이라면 익숙하겠지만 그렇지 않은 사람들은 생소할 수 있다.
USB드라이버설치 1
‘?’ 물음표나 help라고 치면 명령어 종류를 볼 수 있다.
| data n | 저장된 전화번호를 보거나 수정, 삭제할 수 있다. |
| dimm <type> | 화면 밝기조절 기능이다. <type>에 auto를 넣으면 주변 환경에 따라 자동 조정된다. manual nnn(0~255)을 누르면 설정된 밝기로 동작한다. |
| dimm <type> | voltage <type> : 승용차의 경우 12V, 버스나 트럭의 경우 24V를 쓰는 경우가 있으므로 차량 전원 상황에 맞게 <type>에 12 또는 24를 입력한다. (다른 type을 넣으면 Retry!가 표시된다.) |
| message <type> | 4가지 메시지 중 한가지를 선택할 수 있다. |
| effect <type> | 3가지 화면 전환효과 및 랜덤 모드 중 선택할 수 있다. |
| timer | 센서가 감지된 후 자동으로 꺼지는 시간을 선택할 수 있으며 항상 켜놓는 것도 가능하다. |
전화번호 변경하기
data 0을 누르면 0~9번째 메모리 중 0번째 메모리의 전화번호가 표시된다. data 0 012345-6789를 입력하면 0번째 메모리에 전화번호가 변경된다. 특수문자는 ‘-’와 ‘.’ 만 입력 가능하다. 특수문자 포함 최대 16자 까지 입력가능하다.
밝기 조정하기
화면 밝기 조절 기능을 사용하는 모습이다. 자동모드의 경우 전면에 붙은 CdS에 의해 LED의 휘도를 조절한다.
전압 보호 설정하기
차량 배터리 전압에 맞춰 타입을 선택한다. (24V차량이 12V로 설정하면 과방전 보호기능을 받을 수 없고, 12V차량이 24V로 설정하면 항상 과방전 상태로 표시된다.)
참조 4. 회로도
저자 소개
제작·사진·글 | 이민주 객원기자
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