아두이노로 만드는 스마트 손 소독제 디스펜서 DIY 가이드

부품 및 소모품

Arduino Nano R3	1개
SparkFun 초음파 센서 HC-SR04	1개
암/암 점퍼 와이어	1세트
MAKERFACTORY 로봇 서보 MF-06	1개
손 소독제 (펌프 타입)	1개
나사 (액세서리)	1개
플라스틱 인클로저 (프로젝트 박스)	1개
주석 도금 구리선 (0.8mm, 0.5m)	1개
UTSOURCE 전자 부품	1세트

필수 도구

• 글루건

앱 및 온라인 서비스

• Arduino IDE

프로젝트 소개

전 세계적인 팬데믹 상황에서 WHO(세계보건기구)는 올바른 손 씻기와 소독 습관을 권장합니다. 하지만 병을 손으로 직접 만져야 하는 기존 방식은 교차 오염 위험이 있습니다. 이 튜토리얼에서는 비접촉식 아두이노 기반 비누/손 소독제 디스펜서를 만드는 방법을 배웁니다.

준비물

전자 부품

• Arduino Nano (또는 기타 아두이노)
• 초음파 센서 (HC-SR04)
• 서보 모터 (메탈 기어 권장)
• 점퍼 와이어 (암-암)

도구

• 글루건
• 컴퓨터/노트북

기타

• 알코올 기반 손 소독제 (가장 중요)
• 셀프 태핑 나사 (1개)
• 0.8mm 구리선 (0.5m)
• 플라스틱 용기 (모든 부품이 편하게 들어갈 크기)
• 문구류 (마커, 자)

1단계: 영상 시청

2단계: 액체 선택

WHO 권장 알코올 기반 손 소독제나 핸드워시가 필요합니다. 펌프/푸시 타입 병을 사용해야 합니다. 전체 메커니즘을 3D 프린팅하는 게 아니라 디스펜서만 만드는 것이므로, 펌프 타입 병이 필수입니다.

3단계: 부품 선정

센서 선택

근접/존재 감지용 센서가 필요합니다. 두 가지 옵션이 있습니다:

• IR 센서 모듈: 저렴하고 효율적이지만 때때로 부정확
• HC-SR04 초음파 센서: 2cm 이상에서 꽤 정확함, 약간 비쌈

정확도를 위해 초음파 센서를 사용합니다.

모터 선택

전기 신호를 기계적 변위로 변환해 소독제를 토출해야 합니다. 최적 선택은 메탈 기어 서보 모터(최대 토크)입니다. 마이크로 펌프는 병 내부에 삽입해야 해 밀봉 취약점이 생기므로, 서보를 이용한 외부 메커니즘이 더 현명합니다.

마이크로컨트롤러

입력 감지와 출력 제어를 위한 마이크로컨트롤러가 필요합니다. 파라미터 조정과 출력 튜닝이 쉬운 아두이노를 사용하며, 여기서는 Arduino Nano를 사용합니다.

4단계: 메커니즘 이해

서보 모터는 회전 운동을 제공하므로, 노즐을 아래로 누르는 힘을 만들려면 기계적 장치가 필요합니다. 풀리 메커니즘으로 한쪽 끝을 고정하고 회전력을 밀기 힘으로 변환합니다. 구리선을 사용해 서보의 회전력을 아래향 힘 벡터로 전달합니다. 복잡해 보이지만 단계별로 실행하면 됩니다.

5단계: 배선

배선은 매우 간단합니다!

센서 → 아두이노:

• Trig → D10
• Echo → D11
• Vcc → Vcc
• Gnd → Gnd

서보 → 아두이노:

• Signal → D9
• Vcc → Vin
• Gnd → GND

(초음파 센서 기초와 작동 원리는 이 글 참조, 부품 구매는 www.utsource.net)

6단계: 서보를 베이스에 고정

기계적 장치의 첫 단계: 서보 모터를 박스 안쪽 단단한 면에 글루건으로 고정합니다 (화상 주의).

7단계: 서보 암에 구리선 통과

서보 부착 암의 구멍을 통해 구리선을 통과시킵니다. 최소 2개 구멍을 통과시켜 적절한 장력을 확보하세요. 원형 암이 직선 암보다 걸림이 적어 좋습니다.

8단계: 구멍 뚫린 글루스틱 조각 추가

약 2cm 길이의 글루스틱을 잘라 가운데 구멍을 뚫고 구리선을 통과시킵니다. 접점 면적을 늘려줍니다.

9단계: 끝단 나사 고정

구리선 다른 끝을 서보 반대편 단단한 면에 셀프 태핑 나사나 못으로 고정합니다. 장력 조절과 병 리필을 위해 나사가 좋습니다.

10단계: 코드 업로드

이론상 완벽한 아이디어, 이제 아두이노에 코드를 올려 실제 테스트해봅니다.

코드는 매우 단순합니다. Servo 라이브러리를 사용하고 기본 설정과 변수를 정의했습니다. 메인 로직은 센티미터 단위 거리 계산 후, 거리가 10cm 미만이면 서보 모터가 스윕 동작을 수행해 액체를 토출합니다.

서보 라이브러리는 여기에서 확인 가능합니다.

코드 업데이트가 있습니다. 최신 코드는 여기서 확인하세요:
https://minov.in/diy-hand-sanitizer-dispenser-using-arduino/

(위 코드 복사가 안 될 수 있으니 링크에서 다운로드 권장)

11단계: 테스트

코드 업로드 후 인클로저 완성 전 테스트하는 것이 좋습니다.

테스트에서 손이 센서 위 10cm 이내로 접근하면 초음파 거리가 10cm 미만으로 떨어지고, 서보 모터가 작동해 손 소독제가 토출되는 것을 확인할 수 있습니다.

12단계: 인클로저 완성

작동 확인 후 인클로저를 완성합니다:

• 초음파 센서와 병 구멍 치수 측정
• 구리선 움직일 공간 확보해 슬롯 제작
• 모든 구멍 마킹
• 날카로운 칼이나 드릴로 구멍 뚫기
• 글루건으로 모든 부품 고정

13단계: 완성!

14단계: 기부를 부탁드립니다!

이 프로젝트에 쓰인 부품들은 여러분 대다수가 이미 가지고 계실 겁니다. 이 프로젝트를 만들어 병원이나 도움이 필요한 분들께 기부해주시길 부탁드립니다. 저도 필수 근로자들에게 기부할 예정입니다. 엔지니어 친구들과 공유하고, 인스타그램 @officialmissioncritical 태그로 동참해주세요. 아두이노 커뮤니티의 힘으로 전 지구적 위기에 맞서 싸웁시다!

(돈은 필요 없습니다. 여러분이 이 위기 극복에 도움되는 혁신 프로젝트를 기부해주시기만 하면 됩니다!)

코드

GitHub: 아두이노 서보 라이브러리

회로도

connections_5YWkDyQBo4.fzz (프리칭 파일)