준비물
전원공급장치, 브레드보드, 송신모듈, 수신모듈, 브레드보드 전선용 전선, 펑션제네레이터, BNC – 악어클립
적외선 램프에서 발광하면 수신 측에서 전류를 발생하여 감지하는 실험을 진행하려 하였다.
발광센서와 수광센서를 사용하려했으나 여기에서는 여러가지 귀차니즘이 작동하는 이유로 기본적인 풀업 저항, TR등이 모듈을 사용하였다. YUROBOT 의 제품이고 인터넷 쇼핑몰에서 판매한다. 저가형으로 나오고 의례 그렇듯이 벌크형태로 판매하는 정체모를 제품이라 자세한 사양은 확인할 수 없었다. 이게 나중에 아주 제대로 뒷통수를 치게 되었고 만들 필요성도 느끼지 못할 이런 문서를 만드는 계기가 되었다. 두둥
적외선 발광소자는 눈에 보이지 않기 때문에 모듈에는 붉은색 LED로 빛이 나서 동작중임을 알 수 있게 한다. 수신측에서도 수신할 경우 LED로 확인할 수 있도록 되어있다. 그런데 전원을 켜도 수신측에 신호가 검출되지 않았다.
모듈을 움직일 때마다 뭔가 순간적으로 수신 LED가 점등되었지만 이게 접촉문제인지 아니면 다른 문제인지 감을 잡지 못하겠다.
결국 하고싶지 않았던 오실로스코프를 궁시렁대면서 연결하였다. 모듈을 움직일때마다 아주 잠시 피크가 뜨는 것을 확인하였다. 그런데 파형을 보니 뭔가 너무나 이상하였다. 왜 파형이 샤프하지? 내가 아는 포토트랜지스터의 출력이 아니다. 모듈에 컴퍼레이터가 있는건가? 모듈을 보면 저항과 LED만 있을 뿐이다.
혹시나 해서 발광부를 치우고 리모컨으로 눌러보았다. 아주 잘 반응한다. 리모콘 수신기를 보니 뭔가 아이디어가 떠올랐는데 다른 글타래에서 다뤄보도록 하겠다.
이것을 보니 사용한 수신모듈이 포토트랜지스터가 아니라 데이터 수신용 회로가 포함된 것으로 추정할 수 있다. 자료를 더 찾아보았다. 이런 모듈들의 원조급되는 제품들은 adafruit 에서 만든다. 2] 생긴게 상당히 유사하고 여기에서 사용하는 수신 소자는 TSOP38238 이고 Vishey제품이어서 데이터시트를 검토해보았다. 3]
아하 역시 포토트랜지스터가 아니었다. 내부에 BPF가 구성되어있었다. 이러면 계속 빛이 들어오는 상황은 DC 처럼 동작하니 투과형으로 사용할 수는 없고 변조된 신호만 받을 수 있다는 이야기가 된다.
자 다음 단계이다. 송신부에 펑션제네레이터로 38KHz로 변조한 신호만들어서 송신해보았다. 그런데 수신신호부가 명확하게 관잘되지 않았다. 사용한 센서는 데이터 송신용이기 떄문에 최대 받아들일 수 있는 파형의 갯수는 제안되어있다. 따라서 연속 신호를 전송할 경우 불규칙한 수신신호가 잡히게 된다. 연속파형도 억제되어 어느정도 송신후 멈춰주어야하였다.
위의 표를 참고하여 버스트모드로 변조파형을 쏘아보았다. 38KHz 신호에서 41ms 구간보다 짧은 경우 다음과 같이 글리치가 발생하고 이보다 긴 경우 글리치가 사라지는 것을 확인하였다.
42ms이상 버스트 파형에서 송신해보니 동기화된 파형과 함께 LED가 동시에 깜박이는 것을 확인할 수 있었다.
여기까지 해놓고 보니 나와 비슷한 고민을 했던 블로그 글을 접하였다. 4] 이 모듈이 아두이노용으로 만들어진 것이라 웹검색을 해보면 ‘아두이노 코딩하기’ 이런 내용들로만 가득 차 있는데 나와 비슷한 시행착오를 겪었다.
결론은 이 제품으로는 투과형용도로는 사용할 수 없다는 말이다. 이거 하려고 펑션제네레이터를 놓을 수는 없는 노릇이다.
쇼핑몰을 찾아보면 모듈들은 거의 대부분 데이터 전송용 센서이고 반사형으로만 판매되고 있다. 예전에는 포토다이오드 또는 포토트랜지스터 모듈을 분명히 판매했던 것으로 기억하는데 더이상 찾아보기 어려웠다. 그 중에 모듈 생김새가 포토트랜지스터처럼 생긴 제품을 찾았다. BOM은 없지만 몇 개 없는 자료를 보니 포토트랜지스터에 컴퍼레이터가 달린 제품이다. 이 제품을 수정해서 사용해보도록 하겠다.
참고문헌
1] 수신모듈 위키문서
http://wiki.ywrobot.net/index.php?title=(SKU:ELB030102)38KHz%E7%BA%A2%E5%A4%96%E6%8E%A5%E6%94%B6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E6%A8%A1%E5%9D%97
2] adafruit 적외선 수신 소자
https://www.adafruit.com/product/157?srsltid=AfmBOooCI2gv4FYAVg61uDtTISvXEKTDg2B6LYMJmAhvu2J2j1r7F0o1
3] TSOP38238 데이터시트
https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/tsop382.pdf
4] 적외선을 눈으로 보기
https://st4008.tistory.com/556
5] 아두이노 적외선 장애물회피 센서
https://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=1327441