아두이노 프로 미니와 OLED 디스플레이를 활용한 지능형 세탁기 타이머 제작

프로젝트 개요

고장난 세탁기의 기계식 타이머를 대체할 전자식 타이머를 아두이노 프로 미니로 직접 제작한 프로젝트입니다. 기존 기계식 타이머는 세탁조 모터를 정방향/역방향으로 번갈아 회전시키며 세탁을 수행했으나, 내부 기어 마모로 인해 작동하지 않게 되었습니다. 이를 아두이노 기반의 전자 제어기로 대체하여 세탁 시간을 설정하고 모터의 정역 회전을 자동 제어하도록 구현했습니다.

주요 부품 및 준비물

• 아두이노 프로 미니 328 (5V/16MHz) - 메인 제어 보드
• SSD1306 OLED 디스플레이 (128x64) - 타이머 설정 및 카운트다운 표시
• DFRobot 디지털 푸시 버튼 (적색/흑색) - 시간 설정 및 시작 버튼
• 2채널 SPDT 릴레이 모듈 (5V) - AC 모터 전원 및 방향 제어
• 5V 2.5A 스위칭 전원 어댑터 - 시스템 전원 공급
• HC-05 블루투스 모듈 - 무선 펌웨어 업로드용
• 납땜 도구, 열풍건, 양면테이프, 프로토보드 등

하드웨어 구성 및 배선

OLED 디스플레이 직결

SSD1306 OLED는 아두이노 프로 미니의 A4(SDA), A5(SCL), D12(CS), D11(DC), D10(RES) 핀에 직접 납땜하여 콤팩트하게 구성했습니다. 별도의 모듈 보드 없이 베어 본드만 사용하여 공간을 절약했습니다.

릴레이 및 버튼 회로

프로토보드 위에 2채널 릴레이 모듈, 2개의 푸시 버튼, 아두이노 프로 미니+OLED 조립체를 배치하고 점퍼 와이어로 연결했습니다. 릴레이는 세탁기 모터의 콘덴서 측 전원 라인을 절환하여 정/역회전을 제어합니다.

세탁기 모터 제어 원리

대상 세탁기(샤프 모델)의 기존 타이머에는 메인 전원(백색선), 정회전 출력(적색선), 역회전 출력(청색선) 3선이 연결되어 있었습니다. 백색선과 적색선을 연결하면 모터가 시계방향으로, 백색선과 청색선을 연결하면 반시계방향으로 회전합니다. 이 3선을 기존 타이머에서 분리하여 본 제작품의 릴레이 접점에 연결했습니다.

단상 유도 모터의 경우, 기동 권선에 직렬 연결된 콘덴서의 극성을 바꾸면 회전 방향이 반전됩니다. 릴레이 2개를 사용하여 메인 전원을 콘덴서의 양단 중 하나로 선택적으로 연결함으로써 정/역회전을 구현했습니다.

동작 시퀀스

1. 전원 투입 후 OLED에 "00:00 WASHING TIMER" 메뉴 표시
2. 흑색 버튼으로 세탁 시간(분 단위) 설정
3. 적색 버튼으로 타이머 시작
4. 모터 정회전 5초 → 정지 5초 → 역회전 5초 → 정지 5초 사이클 반복
5. 설정 시간이 만료되면 모든 출력 차단 및 초기 화면 복귀

각 타이밍 값(5초)은 코드 상에서 쉽게 수정 가능합니다.

프로그래밍 및 블루투스 업로드

아두이노 프로 미니에는 USB 인터페이스가 없으므로 HC-05 블루투스 모듈을 활용해 무선으로 스케치를 업로드합니다. HC-05의 보드레이트를 57600bps로 변경한 후(AT+UART=57600,0,0), 프로 미니의 TX/RX 핀과 크로스 연결하여 아두이노 IDE에서 보드를 "Arduino Pro or Pro Mini (5V, 16MHz) w/ ATmega328P"로 선택 후 업로드합니다.

소스 코드 핵심 로직

// 주요 변수
volatile int rbc = 0;  // 적색 버튼 인터럽트 카운터
volatile int bbc = 0;  // 흑색 버튼 인터럽트 카운터
int sec = 0, mi = 0;   // 초, 분 카운터
int motor_rotation = 0; // 모터 상태: 0=CW, 1=정지, 2=CCW, 3=정지

// 메인 루프: 메뉴 표시 → 시간 설정 → 카운트다운 및 모터 제어
void loop() {
  while(!rbc) { draw_menu(); }  // 시간 설정 대기
  if(rbc>0 && bbc==0) { draw_message(); delay(2000); rbc=0; } // 시간 미설정 시 안내
  
  if(rbc>0) {  // 타이머 시작
    sec = 59; mi = bbc-1;
    while(mi>=0) {
      // 1초마다 OLED 업데이트
      // 5초마다 control_motor() 호출로 모터 상태 전환
      // 카운트다운 로직...
    }
    // 종료 처리
    rbc=0; bbc=0; digitalWrite(5,LOW); digitalWrite(4,LOW);
  }
}

// 모터 제어 상태 머신 (5초 주기)
void control_motor() {
  motor_rotation++;
  if(motor_rotation>3) motor_rotation=0;
  // draw_timer()에서 motor_rotation 값에 따라 릴레이 제어
}

주의사항 및 안전 경고

⚠ 본 프로젝트는 AC 메인 전원(220V)을 직접 다루므로 감전 및 화재 위험이 있습니다. 전기 지식이 없는 분은 반드시 전문가의 도움을 받으시기 바랍니다. 릴레이 모듈의 정격 전류(보통 10A)를 확인하고, 세탁기 모터 소비 전력에 맞는 릴레이를 사용하세요. 모든 고전압 배선은 절연 처리하고, 금속 케이스 접지를 필수로 수행해야 합니다.

회로도 및 참고 자료

프로젝트 페이지의 Schematics 섹션에 상세 회로도와 배선 다이어그램이 제공됩니다. 릴레이 및 버튼 사용법은 아두이노 공식 튜토리얼을 참고하세요.