센서 데이터를 수집하는 시스템을 만들려고 하면 보통 아두이노 IDE를 설치하고, 센서별 라이브러리를 찾고, 예제 코드를 수정한 뒤 배선과 납땜까지 해야 합니다.
여러 센서를 동시에 사용하거나 데이터를 클라우드로 전송하려면 작업은 더욱 복잡해집니다.
SparkFun DataLogger IoT(SKU: DEV-22462)는 이러한 과정을 크게 줄여주는 제로 코드(Zero-code) 데이터 로거입니다.
Qwiic 케이블로 센서를 연결하고 전원을 켜면 호환 센서를 자동으로 감지하고 설정해 데이터를 기록합니다. 복잡한 펌웨어를 직접 작성하지 않고도 환경 모니터링, 위치 추적, 장비 상태 기록과 같은 프로젝트를 빠르게 시작할 수 있습니다.
Qwiic 센서를 연결하면 자동으로 인식
SparkFun DataLogger IoT의 가장 큰 장점은 플러그 앤 플레이 방식의 자동 감지 기능입니다.
보드가 켜지면 Qwiic 버스에 연결된 센서를 검색하고, 지원되는 장치라면 자동으로 설정합니다.
Qwiic은 I²C 기반 연결 시스템으로, 커넥터 방향이 정해져 있어 배선 실수를 줄일 수 있고 납땜 없이 여러 센서를 연속으로 연결할 수 있습니다. 센서별 주소와 초기화 코드를 직접 관리해야 하는 부담도 줄어듭니다.
자동 감지를 지원하는 센서와 장치의 범위도 매우 넓습니다.
위치 및 GPS(GNSS)
u-blox의 ZED-F9P, NEO-M9N, MAX-M10S 등과 연결하면 위도, 경도, 고도, 이동 속도, 시간 정보를 기록할 수 있습니다.
이동체 추적, 야외 관측 장비, 현장 데이터 수집 시스템 등에 활용하기 좋습니다.
거리 및 움직임 감지
VL53L1X, VL53L5, TMF8820과 같은 ToF(Time-of-Flight) 센서 및 이미저를 이용하면 물체와의 거리, 움직임, 근접 여부, 공간 내 재실 상태 등을 측정할 수 있습니다.
환경 및 대기질 측정
BME280, CCS811, SGP40, SCD40, ENS160 등의 센서를 조합하면 온도, 습도, 기압, 이산화탄소, VOC 등 다양한 환경 정보를 기록할 수 있습니다.
실내 공기질 측정기, 스마트팜, 식물 생육환경 모니터, 창고 및 연구실 환경 기록 시스템을 비교적 간단하게 구성할 수 있습니다.
전문 측정 장치
이 밖에도 바이오메트릭 허브, NAU7802 기반 Qwiic 정밀 저울, 전력량계, 고정밀 ADC, RGB 인코더, RFID 및 Dynamic NFC/RFID Tag 등 다양한 전문 보드를 지원합니다.
지원 장치는 펌웨어 업데이트를 통해 추가될 수 있으므로, 실제 프로젝트를 시작하기 전에는 SparkFun이 제공하는 최신 호환 장치 목록을 확인하는 것이 좋습니다.
데이터는 microSD 카드에 CSV 또는 JSON으로 저장
측정된 데이터는 보드에 장착한 microSD 카드에 직접 저장할 수 있습니다.
최대 32GB 용량의 FAT16 또는 FAT32 형식 카드를 지원하며, 저장 형식은 CSV 또는 JSON 중에서 선택할 수 있습니다.
- CSV: 엑셀, 구글 스프레드시트, Python, MATLAB 등으로 데이터를 분석할 때 편리합니다.
- JSON: 웹 서비스, 서버, 데이터베이스 또는 애플리케이션과 연동할 때 유용합니다.
인터넷 연결이 불안정한 야외나 지하 공간에서는 SD 카드에 데이터를 보관하고, 네트워크에 연결할 수 있는 환경에서는 클라우드 전송 기능을 함께 사용하는 방식으로 시스템을 구성할 수 있습니다.
ESP32-WROOM-32E를 이용한 Wi-Fi 및 클라우드 연결
SparkFun DataLogger IoT에는 ESP32-WROOM-32E 모듈이 탑재되어 있습니다.
2.4GHz Wi-Fi를 통해 측정 데이터를 로컬에 저장하는 데 그치지 않고 여러 IoT 플랫폼과 서버로 전송할 수 있습니다.
지원하는 주요 연결 방식과 서비스는 다음과 같습니다.
- MQTT Client 및 MQTT Secure Client
- AWS IoT
- Microsoft Azure IoT
- ThingSpeak MQTT
- Arduino Cloud
- MachineChat
- HTTP IoT
MQTT와 HTTP를 지원하므로 상용 IoT 플랫폼뿐 아니라 직접 구축한 서버나 대시보드와 연결하는 것도 가능합니다.
센서 데이터를 원격으로 확인하거나 여러 장소의 측정값을 한곳에 모아 관리하려는 프로젝트에 적합합니다.
초당 26회부터 하루 1회까지 기록 주기 설정
측정 주기는 프로젝트의 목적에 맞게 폭넓게 설정할 수 있습니다.
빠르게 변하는 현상을 관찰할 때는 초당 최대 약 26회까지 기록할 수 있으며, 장기간의 환경 변화를 확인할 때는 24시간에 한 번만 측정하도록 설정할 수도 있습니다.
예를 들어 다음과 같이 사용할 수 있습니다.
- 움직임이나 장비 상태 변화: 짧은 간격으로 빠르게 기록
- 실내 온습도와 공기질: 수분 또는 수십 분 간격으로 기록
- 토양 수분과 식물 생육환경: 수십 분 또는 수시간 간격으로 기록
- 야외 장기 관측: 하루 수회 또는 하루 1회 기록
기록 주기를 늘리면 데이터의 시간 해상도는 낮아지지만 전력 소비와 저장 공간 사용량을 줄일 수 있습니다.
따라서 실제 프로젝트에서는 필요한 변화 속도와 배터리 사용 시간을 함께 고려해야 합니다.
약 200µA의 초저전력 슬립 모드
슬립 모드가 활성화되었을 때 소비 전류는 약 200µA 수준입니다.
측정 사이에 보드를 슬립 상태로 두면 배터리 기반의 장기 모니터링 장치를 구성하는 데 유리합니다.
다만 실제 배터리 지속 시간은 연결한 센서의 수와 소비전력, Wi-Fi 접속 시간, 데이터 전송 빈도, 측정 주기, 배터리 용량 등에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
특히 Wi-Fi 연결과 클라우드 전송은 순간적으로 비교적 큰 전류를 사용하므로, 장기 운용이 목적이라면 전송 횟수를 줄이고 데이터를 일정량 모아 한꺼번에 보내는 방식을 고려할 수 있습니다.
LiPo 충전 회로와 배터리 잔량 측정 기능 내장
보드에는 싱글셀 LiPo 배터리를 위한 MCP73831 충전 회로가 내장되어 있으며, 충전 전류는 약 500mA로 설정되어 있습니다.
또한 MAX17048 LiPo 연료 게이지를 통해 배터리 잔량을 모니터링할 수 있습니다.
전원은 다음과 같은 방식으로 공급할 수 있습니다.
- USB Type-C
- VIN 포트
- LiPo 배터리 커넥터
USB-C로 개발과 설정을 진행한 뒤, 실제 설치 환경에서는 LiPo 배터리로 운용하는 구성이 가능합니다.
배터리 잔량까지 데이터로 관리할 수 있어 원격 설치 장비의 유지보수 시점을 판단하는 데도 도움이 됩니다.
시리얼 메뉴로 간단하게 설정
별도의 그래픽 프로그램을 설치하지 않아도 시리얼 터미널에서 주요 기능을 설정할 수 있습니다.
- 보드와 PC를 USB-C 케이블로 연결합니다.
- 시리얼 터미널을 열고 통신 속도를 115200 baud로 설정합니다.
- 키보드의 아무 키나 누릅니다.
- 화면에 표시되는 텍스트 기반 메뉴에서 센서, 기록 주기, 파일 형식, Wi-Fi 및 클라우드 연결 등을 설정합니다.
메뉴 방식이라 각종 설정값을 코드 안에서 찾아 수정하고 다시 컴파일하는 과정이 필요 없습니다.
코딩에 익숙하지 않은 사용자도 안내에 따라 데이터 로깅 시스템을 구성할 수 있고, 개발자에게는 초기 프로토타입 제작 시간을 줄여준다는 장점이 있습니다.
OTA와 microSD를 이용한 펌웨어 업데이트
새로운 센서 지원이나 기능이 추가되었을 때는 Wi-Fi를 이용한 OTA(Over-the-Air) 업데이트를 실행할 수 있습니다.
네트워크 사용이 어려운 경우에는 최신 펌웨어 파일을 microSD 카드에 저장한 뒤 보드를 부팅하는 방식으로도 업데이트할 수 있습니다.
직접 소스 코드를 내려받아 개발 환경을 구성하고 펌웨어를 빌드하지 않아도 되므로, 여러 대의 데이터 로거를 운용하거나 현장 장비를 관리할 때 특히 편리합니다.
어떤 프로젝트에 활용할 수 있을까?
SparkFun DataLogger IoT는 센서 조합에 따라 다양한 시스템의 중심 장치로 활용할 수 있습니다.
- 온도·습도·CO₂·VOC를 기록하는 실내 공기질 모니터
- 토양 수분·온습도·조도를 측정하는 식물 생육환경 기록 장치
- GNSS와 환경 센서를 결합한 이동형 야외 관측 장비
- ToF 센서를 이용한 거리·재실·움직임 모니터
- 로드셀과 NAU7802를 이용한 무게 변화 기록 시스템
- 전압·전류·전력 사용량을 기록하는 에너지 모니터
- RFID/NFC와 센서를 결합한 시료 및 물품 관리 시스템
특히 센서 조합을 먼저 시험해 보고 싶은 연구자, 메이커, 교육자에게 유용합니다.
제로 코드 방식으로 측정 가능성을 빠르게 확인한 뒤, 필요에 따라 전용 하드웨어나 맞춤형 펌웨어로 발전시키는 프로토타이핑 도구로 사용할 수 있습니다.
마무리
SparkFun DataLogger IoT는 센서 자동 감지, SD 카드 기록, Wi-Fi 클라우드 전송, 저전력 동작, 배터리 관리 기능을 한 보드에 통합한 제품입니다.
Qwiic 센서를 연결하고 메뉴에서 필요한 항목을 설정하는 것만으로 데이터 수집을 시작할 수 있다는 점이 가장 큰 특징입니다.
아두이노 환경 설정과 라이브러리 관리, 센서 초기화 코드 작성에 시간을 들이기보다 실제 측정과 데이터 분석에 집중하고 싶다면 매력적인 선택지가 될 수 있습니다.
여러 종류의 센서를 빠르게 조합해 아이디어를 검증하려는 경우에도 활용 가치가 높습니다.
여러분이라면 이 데이터 로거에 어떤 센서를 연결해 보고 싶으신가요?
온습도와 CO₂를 이용한 실내 공기질 모니터, 토양 수분과 조도를 이용한 식물 환경 기록 장치, 또는 GNSS를 결합한 야외 관측 시스템도 흥미로운 프로젝트가 될 수 있습니다.
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