아두이노 나노로 초고감도 EMF(전자기장) 검출기 만들기

프로젝트 개요

아두이노 나노(Arduino Nano R3)를 기반으로 매우 약한 전자기장(EMF)을 감지하고, 그 상대적 강도를 LCD 디스플레이에 막대 그래프로 표시하며 동시에 부저 소리와 LED 불빛으로 알림을 주는 휴대용 EMF 검출기를 제작하는 프로젝트입니다. 센서는 단순 구리선(직경 1.5mm)을 사용하며, 저항값 변경과 코드 내 민감도 조절로 보정이 가능합니다. 9V 배터리로 구동되며, 오래된 CRT 모니터의 전자기장을 3m 거리에서도 감지할 만큼 높은 감도를 자랑합니다.

필수 부품

<저항(감도 조절용, A0-GND 사이)

부품	수량	비고
Arduino Nano R3	1	메인 컨트롤러
Adafruit 표준 LCD 16x2 (흰색/파란색)	1	막대 그래프 및 수치 표시
부저	1	청각적 알림
LED (일반)	1	시각적 알림
토글 스위치	1	두 개의 저항 중 선택하여 감도 전환용
2종류	스위치로 선택, 값에 따라 감도 변경
구리선 (직경 1.5mm, 안테나 역할)	1	EMF 센서 소자
9V 배터리 및 홀더	1	전원 공급
케이스 및 소형 브레드보드/퍼프보드	1	조립 및 휴대용 하우징

회로 구성 원리

• 센서부: 구리선 안테나를 아두이노 아날로그 핀 A0에 연결하고, A0와 GND 사이에 고저항(예: 1MΩ~10MΩ)을 병렬로 연결합니다. 토글 스위치로 두 가지 저항값을 번갈아 선택하여 고감도/저감도 모드를 전환합니다.
• 표시부: LCD는 6핀 병렬 모드(핀 12, 11, 5, 4, 3, 2)로 제어하며, 커스텀 문자를 이용해 막대 그래프 바늘과 피크 홀드 마커를 표현합니다.
• 알림부: 부저(핀 9)와 LED(핀 10)는 PWM 출력을 통해 감지된 신호 세기에 비례해 밝기/음량 조절됩니다.

소프트웨어 구조

제공된 코드는 두 가지 오픈소스 프로젝트를 결합·수정한 것입니다:

1. Arduino 기반 VU 미터 (KTAudio): LCD 커스텀 문자를 활용한 부드러운 막대 그래프 및 피크 홀드 표시 로직
2. Aaron ALAI EMF Detector: 아날로그 입력값 읽기 및 기본 스케일링

주요 기능:

• 아날로그 입력값 읽기 → 제약(constrain) 및 매핑(map) → 0~255 PWM 범위로 변환
• 이동 평균 및 디케이(decay) 처리로 표시 안정화
• 피크 홀드 기능: 일정 시간(기본 100ms) 동안 최대값 유지 표시
• 인터럽트 기반 로터리 인코더/버튼 처리는 없으나, 토글 스위치로 감도 모드 전환

조립 및 보정 방법

1. 회로도(Schematics)에 따라 브레드보드 또는 퍼프보드에 회로를 구성합니다.
2. 제공된 코드를 아두이노 IDE로 컴파일·업로드합니다.
3. 전원 투입 후 LCD에 부팅 애니메이션이 표시되고 메인 화면으로 진입합니다.
4. 보정: 알려진 EMF 소스(예: 전원 케이블, 변압기) 근처에서 장치를 두고, 토글 스위치와 코드 내 constrain/map 파라미터를 조정하여 원하는 감도 범위를 얻습니다. 산업용 교정 장비와 비교 보정하면 더욱 정확합니다.
5. 케이스에 조립하고 안테나(구리선)를 외부로 노출시킵니다. 9V 배터리를 연결하면 휴대용 검출기로 사용 가능합니다.

활용 예시

• 가전제품, 전원 케이블, 벽면 매립 배관 주변의 전자기장 분포 확인
• 무선 충전기, 인덕션 레인지, 모터 구동 기기 등의 누설 자기장 점검
• 전자기 과민증(EHS) 의심 환경에서의 간이 조사
• 교육용: 전자기장의 존재와 세기를 시각·청각적으로 체험

주의사항 및 한계

• 이 장치는 상대적 세기 비교용이며, 절대적 단위(V/m, μT) 측정을 위한 정밀 계측기는 아닙니다.
• 센서선이 길거나 회로 배선이 미흡하면 외부 잡음에 민감해질 수 있습니다. 차폐선 사용이나 그라운드 처리에 유의하십시오.
• 고전압 설비 근처에서 사용할 때 감전 위험이 없도록 안전 거리를 유지하십시오.
• 코드 내 주석에 언급된 대로, 주파수 바늘 업데이트가 1MHz 단위로 계단식으로 움직이는 현상이 있습니다(라이브러리 특성). 부드러운 움직임을 원하면 별도 보간 로직 추가 필요.

간단한 부품 구성으로 높은 감도의 EMF 검출기를 직접 만들어 보고 싶은 메이커, 학생, 취미 공학자에게 훌륭한 입문 프로젝트입니다. 전체 코드와 회로도 이미지는 프로젝트 페이지의 Code 및 Schematics 섹션에서 확인하실 수 있습니다.