RP2350으로 모터 온도 측정·알람 화면 구현하기｜NTC 10K·PT1000

모터 온도를 실시간으로 확인하고, 설정한 온도 조건에 따라 릴레이 출력을 제어할 수 있는 화면을 구현했습니다. RP2350 기반 2인치 LCD 보드에 NTC 10K와 PT1000 온도센서를 연결해 현재 온도와 변화 그래프를 표시합니다. 이번 글에서는 센서 연결부터 측정값 보정, 출력 채널과 임계 온도 설정까지 순서대로 소개합니다.

RP2350 LCD에 구현한 모터 온도 측정 및 출력 설정 화면

RP2350 LCD에 구현한 모터 온도 측정 및 출력 설정 화면.

이번 구현의 핵심 기능은 다음과 같습니다.

NTC 10K 2개와 PT1000 1개의 온도 표시
센서별 현재 온도와 시간에 따른 변화 그래프 표시
센서가 연결되지 않은 채널 구분
OUT1·OUT2에 사용할 온도 채널 선택
센서별 임계 온도와 이상·이하 조건 설정

모터 온도를 측정하고 출력 조건까지 한 화면에서 관리하기

모터 온도 감시에서는 현재 온도를 읽는 것뿐 아니라, 기준 온도에 도달했을 때 외부 장치로 신호를 전달하는 과정도 필요합니다.

이번 장치는 온도 측정값을 LCD에서 확인하고, 선택한 센서가 설정 조건을 만족하면 OUT1 또는 OUT2로 릴레이 출력을 보낼 수 있도록 구성했습니다. 실제 모터 적용을 염두에 두고 센서 입력, 그래프, 임계값과 출력 설정을 하나의 터치 화면에 모았습니다.

AD 입력과 릴레이 출력을 갖춘 GO-RP2350-CB04T04 보드

AD 입력과 릴레이 출력을 갖춘 GO-RP2350-CB04T04 보드.

사용한 GO-RP2350-CB04T04 보드는 다음 인터페이스를 제공합니다.

AD 입력 4채널
RS485 통신
이더넷
릴레이 출력 2채널(OUT1·OUT2)

이 글에서는 통신 기능보다 온도 측정과 릴레이 출력 설정에 초점을 맞췄습니다.

RP2350 LCD·MCP3428·온도센서 구성

RP2350 2인치 LCD 보드, MCP3428 ADC, NTC 10K와 PT1000 온도센서로 구성한 시험 환경

RP2350 2인치 LCD 보드, MCP3428 ADC, NTC 10K와 PT1000 온도센서로 구성한 시험 환경.

온도 입력부는 다음 부품으로 구성했습니다.

구성	역할
RP2350 2인치 LCD 보드	온도 표시, 그래프와 설정 화면 처리
MCP3428 ADC	센서의 아날로그 입력 측정
NTC 10K 2개	저항 변화를 이용한 온도 측정
PT1000 1개	측정 전압을 기준표와 비교해 온도로 환산
OUT1·OUT2	설정 조건에 따른 릴레이 출력

현재 시험 구성에서는 AD 입력 3개에 센서를 연결했습니다. 남은 채널은 센서가 연결되지 않은 상태도 화면에서 구분할 수 있도록 처리했습니다.

NTC 10K와 PT1000 온도센서의 차이

두 센서는 모두 온도에 따라 저항이 변하지만, 이번 장치에서는 온도로 환산하는 방법을 다르게 적용했습니다.

구분	NTC 10K	PT1000
현재 구성	2개	1개
화면 채널	AD1·AD2	AD3
온도 계산	저항값과 B값 수식으로 추정	측정한 mV 기준표와 1점 보정 적용
화면 상태 표시	`EST`	`CAL1`

NTC 10K는 25℃ 기준 저항값과 B값을 이용해 온도를 계산했습니다. PT1000은 기존 입력 회로에서 측정한 mV 기준표를 바탕으로 값을 환산하고, 기준점의 차이를 보정했습니다.

NTC 10K·PT1000과 ADC 연결 방법

NTC 10K와 PT1000 센서를 MCP3428의 AD 입력에 연결한 구성

NTC 10K와 PT1000 센서를 MCP3428의 AD 입력에 연결한 구성.

현재 연결은 다음과 같습니다.

AD1: NTC 10K
AD2: NTC 10K
AD3: PT1000
AD4: 센서 미연결

센서 입력과 릴레이 출력의 역할을 분리해, 온도는 AD 채널로 읽고 알람 조건은 OUT1·OUT2 설정에서 선택하도록 구성했습니다.

온도센서 입력값 측정 및 보정

센서별 입력 전압과 변환 상태를 확인하는 온도 측정 시험 화면

센서별 입력 전압과 변환 상태를 확인하는 온도 측정 시험 화면.

센서를 연결한 뒤에는 입력 전압과 계산된 온도가 함께 변하는지 확인했습니다.

NTC 10K: 측정 저항과 B값 수식을 이용해 온도 계산
PT1000: 측정 mV 기준표를 이용해 온도로 환산
PT1000 기준점 차이: 1점 오프셋으로 보정

LCD에 현재 온도와 변화 그래프 표시하기

센서별 현재 온도와 시간에 따른 변화를 함께 보여주는 LCD 대시보드

센서별 현재 온도와 시간에 따른 변화를 함께 보여주는 LCD 대시보드.

LCD의 왼쪽에는 각 채널의 현재 온도를 표시하고, 그래프에는 시간에 따른 온도 변화를 쌓도록 구현했습니다.

Y축: 온도
X축: 시간
설정 범위: 0~100℃
미연결 채널: --.- 표시

사진에서 T4가 --.-로 표시되는 것은 해당 채널에 센서가 연결되지 않았기 때문입니다. 숫자만 표시하는 대신 연결 상태를 바로 구분할 수 있도록 했습니다.

모터 과열 알람의 출력 채널과 임계 온도 설정

화면을 위에서 아래로 스와이프하면 설정 화면으로 이동합니다.

메인 대시보드에서 아래로 스와이프해 설정 화면으로 들어가는 과정

메인 대시보드에서 아래로 스와이프해 설정 화면으로 들어가는 과정.

설정 화면은 세 페이지로 구성했습니다.

OUT1 채널과 비교 조건 설정
OUT2 채널과 비교 조건 설정
T1~T4의 목표 온도 설정

OUT1과 OUT2에 사용할 온도센서 채널을 선택하는 화면

OUT1과 OUT2에 사용할 온도센서 채널을 선택하는 화면.

OUT1과 OUT2에서는 T1~T4 중 어떤 센서를 출력 조건에 사용할지 선택합니다. 온도가 목표값 이상일 때 동작할지, 목표값 이하일 때 동작할지도 함께 지정할 수 있습니다.

센서별 목표 온도를 변경하는 화면

센서별 목표 온도를 변경하는 화면.

TARGETS 페이지에서는 센서별 임계 온도를 0~100℃ 범위에서 설정합니다. 화면에 보이는 값은 설정 예시이며, 실제 적용값은 모터와 센서 부착 위치, 사용 환경을 기준으로 정해야 합니다.

변경한 출력 조건과 목표 온도를 저장한 뒤 대시보드로 돌아가는 과정

변경한 출력 조건과 목표 온도를 저장한 뒤 대시보드로 돌아가는 과정.

설정을 변경한 뒤 SAVE를 눌러 저장하고, QUIT을 누르면 메인 대시보드로 돌아갑니다.

설정 온도에 따른 릴레이 출력 조건

출력 동작은 다음 순서로 설정합니다.

OUT1 또는 OUT2에 사용할 센서 채널을 선택합니다.
>= TARGET 또는 <= TARGET 조건을 선택합니다.
해당 센서의 목표 온도를 입력합니다.
설정을 저장합니다.
측정 온도와 목표 온도의 비교 결과에 따라 릴레이 출력 조건이 결정됩니다.

정리

RP2350 2인치 LCD와 GO-RP2350-CB04T04 보드를 이용해 모터 온도 측정을 위한 화면을 구성했습니다. NTC 10K와 PT1000의 입력을 읽어 현재 온도와 변화 그래프를 표시하고, 각 센서의 임계 온도에 따라 OUT1·OUT2 조건을 설정할 수 있습니다.

이번 단계에서 확인한 내용은 다음과 같습니다.

NTC 10K 2개와 PT1000 1개의 온도 변화 표시
미연결 센서 채널 구분
실시간 온도 그래프 출력
OUT1·OUT2 센서 채널과 비교 조건 설정
센서별 목표 온도 저장

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