I2C Extender를 활용한 아두이노 OLED 제어

 에어컨 리모컨을 잘 봐보자. 에어컨에서 보내는 온도, 습도 등 데이터를 몇 m 떨어진 리모컨에서 잘 받아준다. 그리고 리모컨에서 "온도를 몇 도 낮춰줘" 하는 귀찮은 일을 시켜도 에어컨은 바로 바로 대답도 잘 해준다. 예전에는 "으응 그렇네" 하고 넘어갔지만, 이제는 다르다. 생각보다 대단한 녀석이었다. 

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 리모컨에서 에어컨으로 온도 제어 명령을 내리는 경우를 생각해보자. 몇 m 떨어진 거리에서는 통신이 끊길 이유가 너무나도 많다. 단순히 거리에 의한 노이즈 증가 이외에도, 통신 자체적으로 가지는 노이즈가 다수 포함되어 있다.

 

거리전기 리모컨

 그렇기에, 리모컨에서 통신이 끊기는 경우는 단순히 "명령이 잘 전달되지 않았습니다" 하는 것으로 끝나지 않을 수 있다. "온도를 100도 올려줘" 같은 익스트림한 명령으로 전달할 수 있는 것이다. 

 

 상업용으로 쓰이는 센서들과 통신 모듈들은 퀄리티가 상당히 발전하여 그런 걱정들을 하면서 에어컨을 쓸 필요는 없다. 하지만 제품을 개발하는 단계에서는 충분히 할 법한 고민들이다. 특히나 아두이노처럼 간단한 모듈들을 사용할 경우에는 더더욱. "아두이노 그렇게 조그마한데, 인간의 두뇌보다 계산 속도는 비교도 안되게 빠르대!" 하는 호들갑을 떨던 적도 있지만, 아두이노는 아두이노일 뿐이다. 절대 믿으면 안된다.

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 아두이노 I2C 으로 고통받기를 수차례 반복하다가, 어제 아침에 결국 I2C Extender를 활용해서 5m 이상의 배선으로 센서값을 디스플레이로 전송하는 업무를 성공했다. 에어컨은 무선으로도 잘 통신하는데 이렇게 호들갑 떨 일인가 싶기도 하지만, 그래도 기분 좋은 일이다. 나도 놀랐다. 아침에 연구실에 도착하여 살짝 만져봤더니 실패하길래, 음 안되는 건가 하고 살짝 고쳐봤더니 잘 작동해버리는게 아니겠는가. 

 

 두 가지 이슈가 있었다. 첫 번째는 아두이노 내 void setup() 함수 안에서 디스플레이를 오래 제어하면 에러가 생긴다는 것이었다. void loop 함수에서는 디스플레이를 썼다가 지우는 과정을 반복하는데(형광등이 깜박이는 것과 비슷하다), 그렇게 제어해야 에러가 생기지 않는 것 같다. 

 

 두 번째는 I2C Extender - Display - Arduino 간 Ground가 공유되어야 하는 것이다. I2C Extender의 원리는 사실, 단거리에 적합한 SCL/SDA 형식 데이터를 장거리 통신에 적합한 데이터로 변환한 뒤에, 다시금 SCL/SDA로 바꿔주는 것이기에 테스트 결과 아두이노간 통신에서는 Ground를 공유해줄 필요가 없었다. 하지만 Display는 또 그런 작업이 필요했다.

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손 납땜의 결과

 이제 필요 기능이 모두 구비가 되었으니, 위 사진처럼 일일이 납땜해줬던 보드를 (관련 글) PCB 보드로 진화시켜줘야 한다. 이건 바로바로 디버깅을 할 수 없는 영역인지라(외주업체를 통해야 한다) 한 번에 실패없이 보드를 설계하는 것이 중요한데, 내가 한번에 뭔가를 이뤄낸다는 것이 잘 상상되지 않는다. 

 

 보드까지 만들어놓고 "아 잘못 만들었네" 하는 말 따위 나오지 않게끔 설계를 잘 해봐야겠다.

 

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추가 관련글

1) 거리전기 에어컨 관련

중국 제조업의 흐름을 살펴볼 수 있는 곳: 거리전기

2) I2C 통신

아두이노 통신 고군분투의 기록 - UART vs I2C

3) 납땜 보드

아무 생각없이 작업할 수 있는 종목들 - 코딩, 정비 등등