아두이노 나노 컴패니언 키트 – DIY 전자 작업을 위한 필수 부품 및 도구

부품 및 소모품

부품	수량	비고
Arduino Nano R3	1	CH340G 클론 사용
USB-A to Mini-USB 케이블	1	Mini USB 필수 (Micro 아님)
저항 10kΩ	4	220Ω 2개, 1k/4.7k/47k/100kΩ 각 1개 포함
단일 회전 포텐셔미터 10kΩ	1	LCD 대비 조절용
SparkFun 푸시버튼 스위치 12mm	2	리셋 및 모드 변경용
슬라이드 스위치	3	백라이트, 핀 0/1 제어용
암 헤더 8핀 1열 (0.1")	4
수 헤더 36핀 1열 롱 (0.1")	2
Adafruit RGB 백라이트 LCD 16x2	1
4xAA 배터리 홀더	1	평평한 타입 권장

필요한 도구

• 납땜 인두, 납, 디솔더링 윅/브레이드
• 글루건, 마스킹 테이프, 투명 셀로판 테이프
• 와이어 스트리퍼, 니퍼, 커터 칼, 가위

프로젝트 개요

컴패니언 IC는 시계 + 옴미터 + 정전용량 측정기 + 다이오드 테스터가 통합된 독특한 IC 모양의 다기능 측정 도구입니다. 핀 1을 눌러 켜며, 작업대에 두고 부품 빠른 테스트와 시간 확인에 활용할 수 있습니다. 배터리 또는 USB로 구동 가능합니다.

멀티미터에 정전용량 측정 기능이 없어 커패시터 불량 여부를 확인하려다 아두이노로 구현 가능한 것을 알게 되었습니다. 미사용 핀이 아쉬워 자동 레인지 옴미터, LED/다이오드 테스터, RTC 시계까지 추가했고, 프로브 없이 부품을 직접 꽂아 측정하도록 IC 형태 케이스를 설계했습니다.

초보자도 2-3주 아두이노/전자 경험이면 제작 가능하도록 상세히 설명합니다. 코드는 풍부한 주석과 들여쓰기로 이해를 돕습니다. 종이 상자(두께 ~2mm)로 케이스를 만들었지만, 목재나 3D 프린팅으로도 제작 가능합니다.

1단계: 도구 및 부품 준비

상세 부품 리스트와 구매 참고 링크는 원문 참조. 주요 부품: Arduino Nano V3, Mini USB 케이블, 골판지, 각종 저항(10kΩ 4개, 220Ω 2개, 1k/4.7k/47k/100kΩ 각 1개), 10kΩ 포텐셔미터, 마이크로 푸시버튼 2개, 슬라이드 스위치 3개, 래칭 푸시 스위치(전원), 암/수 헤더 핀, 16x2 LCD, DS3231/DS1307 RTC 모듈(가품 주의), AA/AAA 배터리 4개 및 홀더, 단선 와이어, 리본 케이블, 너트/볼트, 검은 아크릴 물감.

2단계: 옴미터 – 원리

전압 분배 회로 원리를 이용합니다. 미지 저항과 알려진 저항으로 전압 분배를 구성하고 아날로그 핀으로 전압을 읽어 저항값을 계산합니다. 5개 구간(1k, 4.7k, 10k, 47k, 100kΩ)으로 자동 레인지를 구현하여 넓은 범위(~100kΩ 이상)를 측정합니다. 브레드보드에서 테스트 후 PCB에 구현.

3단계: 정전용량 측정기 – 원리

RC 회로의 시정수(τ = R×C)를 이용합니다. 10kΩ 저항으로 커패시터 충전 시 63.2% 전압(아날로그 값 648) 도달 시간을 측정하여 정전용량을 계산합니다. µF 단위 미만이면 nF로 변환 표시. 방전 핀(D12)은 다이오드 테스트와 공용.

4단계: 다이오드 테스트

아날로그 핀(A6)을 10kΩ로 풀업(5V)하고, D12를 출력 LOW로 설정. 다이오드 순방향 시 아날로그 핀이 D12(GND)와 연결되어 값이 100-400 범위로 떨어짐. 역방향이면 900-1023 유지. 이를 통해 P/N 극성 판별 및 LED/다이오드 빠른 점검 가능.

5단계: 실시간 시계 (RTC)

DS3231 또는 DS1307 모듈 사용(I2C: A4=SDA, A5=SCL). 코인셀로 백업되어 전원 차단 시에도 시간 유지. RTClib 라이브러리로 간편 제어. 컴파일 시각(F(__DATE__), F(__TIME__)) 또는 지정 시각으로 1회 설정 후 주석 처리 필수.

6단계: 최종 회로 구성

모든 기능을 통합한 최종 회로. 메인 코드는 Clock(), findResistance(), findCapacitance(), diodeTest() 함수로 모듈화되어 별도 탭으로 관리. 모드 버튼 상태에 따라 해당 함수 호출. 부저는 미사용 시 연속성 테스트 등에 활용 가능.

7-35단계: 케이스 제작 및 조립 (요약)

• 7단계: 슬라이드 스위치 3개, 리셋 푸시버튼에 와이어 납땜 및 틴 처리
• 8단계: A3/ANSI B 용지에 레이아웃 출력(실제 크기), 골판지에 부착 후 외곽 절단
• 9단계: 접힘 선 칼로 흠집 내어 접기, 바닥면 조립(핫글루, 너트/볼트로 커버 고정용)
• 10단계: 좌측면에 슬라이드 스위치 3개 장착, 우측에 리셋 버튼 구멍 뚫기
• 11단계: 커버(상단) 제작, 측면 플랩 접어 고정
• 12단계: LCD 창 절단, 힌즈 고정 후 LCD 장착(4모서리 핫글루)
• 13단계: 삼각 플랩 마무리, 커버 잠금용 볼트 구멍 추가
• 14단계: 범용 PCB(2x4인치) 크기 재단, 스위치 공간 확보
• 15단계: 아두이노 나노용 암 헤더 핀 중앙 가장자리에 납땜
• 16단계: 옴미터용 5개 저항(D2-D6 → A7) 납땜, 허용오차 밴드(금색) 방향 통일
• 17단계: 정전용량 측정용 220Ω(D12→A0), 10kΩ(A0→D7), 다이오드 테스트용 10kΩ 풀업(A6→5V)
• 18-19단계: LCD용 6핀 커넥터 2세트 제작(리본 케이블), 데이터 핀(D4-D7 ↔ D7-D10), VSS/GND, VDD/5V, RW/GND, 포텐셔미터(V0) 연결
• 20단계: RTC 모듈 직각 헤더를 직선으로 교체, 4핀 암 헤더로 VCC/GND/SDA(A4)/SCL(A5) 연결
• 21단계: 모드 버튼(핀 1 모서리) 장착: 1cm 구멍 뚫기, 소형 PCB에 푸시버튼+220Ω+10kΩ 구성, 3선 리본 케이블 연결, 지우개로 높이 조절 후 핫글루 고정
• 22단계: 테스트 포인트 6개(저항/정전용량/다이오드 ±)용 6핀 암 헤더 슬롯 가공, 납땜 후 리본 케이블 연결
• 23단계: 다리(Legs) 부품 A4/ANSI A 출력, 동일하게 제작
• 24단계: 다리 끝에 호일 시트 부착(금속-골판지 접착제), 투명 테이프로 보호
• 25단계: 전원 스위치(래칭) 장착: 에폭시 퍼티(M-seal)로 강력 고정, 핫글루 불가
• 26단계: 전원 스위치 ↔ PCB 3핀 헤더 연결, 측면 핀을 Vin에 연결(중요!)
• 27단계: 미니 USB 포트용 사각 구멍 가공, 케이블 플라스틱 일부 제거 후 테스트
• 28단계: 아두이노 나노 및 RTC 모듈 전원 LED 제거(배터리 절약), M-seal 샌딩 후 정리
• 29단계: 아크릴 물감 칠(물 충분히 섞어 붓자국 방지, 기포 주의, 힌즈는 칠하지 않음)
• 30단계: 전체 배선: 리셋(RST-GND), 백라이트(5V-A, K-GND), RS(D1-TX), Enable(D0-RX), 모드 버튼(풀다운 10k→GND, 220Ω→D11, 입력→5V), 테스트 슬롯 6선 연결
• 31단계: 배터리 홀더 커버에 장착, 전원 스위치 중간 핀에 +, -는 GND 연결
• 32단계: 다리 장착, 전원 스위치 지지대(금속 막대 등) 추가로 부드러운 작동 보장
• 33단계: M-seal로 틈 메우기, 샌딩 후 2차 도색, 모드 버튼 캡 제작(골판지+검정 칠+테이프)
• 34단계: 트러블슈팅: 납땜 쇼트 확인, 절단 리드 잔여물 제거, LCD 대비/핀 연결/핀 0-1 스위치 확인, Hello World 테스트, 기능별 배선-코드 대조
• 35단계: 시행착오 기록: IC 치수 비율 계산(CAD 학습), LED 제거 중 패드 손실(강제 금지), 배터리 홀더 선연결 위해 PCB 재탈착, RTC 코인셀 홀더 연장

코드

메인 코드와 각 기능별 스니펫 제공. definations.h 헤더에 변수 선언 분리. GitHub: RTClib

옴미터 코드

// 아날로그 핀 A7 사용, 5구간 자동 레인지
int Apin=7;
float r1=1000, r2=4700, r3=10000, r4=47000, r5=100000;
int r1_pin=2, r2_pin=3, r3_pin=4, r4_pin=5, r5_pin=6;
// ... 자동 레인지 로직으로 미지 저항 계산 후 "Ohm" 또는 "kOhm" 단위 문자열로 출력

정전용량 측정기 코드

// Paul Badger 2008 코드 기반
int analogPin=0, chargePin=7, dischargePin=12;
float resistorValue=10000.0; // 10kΩ
// 충전 시간 측정 → µF 또는 nF 계산 출력

다이오드 테스트 코드

String state = "null";
int checkPin1 = 12, checkPin2 = 6;
// 아날로그 읽기값 700 미만이면 "forward" 판단

RTC 코드

#include 
#include 
RTC_DS1307 rtc;
// 시리얼 모니터에 날짜/시간 출력

회로도

Main_Schematic.fzz (Fritzing 파일)