라즈베리 파이 단일 보드 컴퓨터는 전자 기기를 제어하는 데 유용하지만, 여러 요인에 의해 손상될 위험이 있습니다.
이 글에서는 라즈베리 파이에 심각한 손상을 줄 수 있는 상황과 행동을 살펴봅니다. 라즈베리 파이를 안전하게 사용하기 위해 반드시 피해야 할 사항들을 알아보겠습니다.
1. 라즈베리 파이 과열
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라즈베리 파이는 일반적으로 85℃(185°F)를 넘으면 자체적으로 작동을 조절하여 과열로 인한 손상을 방지합니다. 하지만, 뜨거운 차 안이나 밀폐된 공간과 같은 극단적인 환경에서는 장기간 열에 노출되어 SoC 및 기타 부품에 심각한 손상을 초래할 수 있습니다.
높은 온도 환경에서 라즈베리 파이를 사용하거나 오버클럭을 하는 경우에는 냉각이 매우 중요합니다. 과열이 우려된다면 라즈베리 파이를 시원하게 유지하는 방법을 찾아보시는 것이 좋습니다.
2. 정전기 방전
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정전기 방전(ESD)은 전하를 가진 두 물체가 접촉할 때 발생하는 전류의 흐름입니다. 이는 주로 정전기 축적으로 인해 발생합니다.
일반적으로 인체에는 무해하지만, ESD는 민감한 전자 부품에 손상을 줄 수 있습니다. 전하를 띤 상태에서 라즈베리 파이의 전도성 부분을 만지면 손상이 발생할 수 있습니다. ESD 손상은 즉각적으로 나타날 수도 있지만, 시간이 지나면서 나타날 수도 있습니다. 잠재적인 손상의 경우, 몇 주 또는 몇 달 뒤에 문제가 발견될 수도 있으며, 이는 장치 수명을 단축시키고 원인을 알 수 없는 오류를 발생시킬 수 있습니다.
ESD 예방 조치 없이 라즈베리 파이를 다루면 민감한 부품에 정전기 손상을 일으킬 수 있습니다. 라즈베리 파이를 ESD로부터 보호하는 가장 쉬운 방법은 케이스에 넣어 보관하는 것입니다. 보드를 다뤄야 할 경우에는 가장자리만 잡도록 합니다. 또한, ESD 매트와 손목 스트랩을 사용하는 것도 고려해 볼 만합니다.
3. 물리적 손상/액체 유출
상식적인 이야기이지만, 라즈베리 파이는 갑작스러운 낙하, 충격, 물리적 공격으로부터 보호해야 합니다. 특히 전원에 연결된 상태에서는 액체와 상극입니다. 물이 튀었을 경우, 전원을 다시 연결하기 전에 완전히 건조되었는지 확인해야 합니다.
플라스틱이나 금속 케이스는 라즈베리 파이를 대부분의 물리적 손상으로부터 보호하며, 액체로부터도 어느 정도 보호 기능을 제공합니다.
4. 역극성
전원 공급 장치나 배터리의 양극과 음극이 바뀌어 연결되면 역극성이 발생합니다. 라즈베리 파이는 대부분의 전자 장치와 달리 역극성 보호 기능이 내장되어 있지 않습니다. 따라서 전원 공급 장치를 역극성으로 연결하면 부품에 심각한 손상을 줄 수 있습니다.
이러한 이유로 라즈베리 파이에는 고품질의 전원 공급 장치만 사용하는 것이 중요합니다. 직접 전원 공급 장치를 만들 경우, 전류가 올바른 방향으로 흐르도록 특별히 주의해야 합니다.
5. 과전압
라즈베리 파이에는 전압 급증을 어느 정도 막아주는 TVS(과도 전압 억제) 다이오드가 있지만, 일부 모델에만 과전류를 처리하는 재설정 가능한 폴리퓨즈 기능이 있습니다. Pi 4와 Pi Zero에는 이 기능이 없습니다.
과도한 전력이 공급되면 라즈베리 파이에서 마법의 연기가 나는 것을 볼 수 있습니다. 따라서, 전원 공급 장치가 장치가 감당할 수 없는 전압으로 라즈베리 파이에 전력을 공급하지 않도록 주의해야 합니다. 또한, 갑작스러운 전력 서지로부터 보호하기 위해 별도의 서지 보호기나 고품질 전원 공급 장치를 사용하는 것을 고려해야 합니다.
라즈베리 파이에 전력을 공급하는 방법은 다양하지만, 장치에 필요한 적절한 양의 전력을 공급하는 것이 중요합니다.
6. 단락 핀
단락은 라즈베리 파이를 손상시키는 가장 흔하고 쉬운 방법 중 하나입니다. 단락은 의도치 않은 저항 경로를 통해 전기가 흐를 때 발생하며, 이는 과도한 전류가 회로를 통과하게 하여 부품 손상, 화재, 심지어 폭발까지 초래하는 심각한 상황을 초래합니다.
단락은 라즈베리 파이가 정상적으로 작동할 때 발생하는 것이 아니라, 보드의 GPIO 핀을 사용할 때 특히 주의해야 할 문제입니다. 예를 들어, 전원 핀(3.3V 또는 5V)을 접지 핀에 연결하면 라즈베리 파이가 해당 경로로 전류가 흐르도록 설계되지 않았기 때문에 단락이 발생합니다. 마찬가지로 3.3V 핀과 5V 핀을 단락시키면 라즈베리 파이가 빠르게 손상될 수 있습니다.
GPIO 핀을 단락시키면 라즈베리 파이를 쉽게 손상시킬 수 있습니다. GPIO 핀을 사용할 때는 먼저 전원을 끄고, 전원을 다시 연결하기 전에 배선을 세 번 확인하는 것이 좋습니다.
7. GPIO 핀에 3.3V 이상 연결
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라즈베리 파이의 40핀 헤더를 GPIO(범용 입출력) 헤더라고 부르지만, 실제로 범용으로 사용할 수 있는 핀은 26개입니다. 이 핀들은 입력 또는 출력으로 설정하여 다양한 전자 프로젝트에 활용할 수 있습니다.
이 GPIO 핀은 최대 3.3V, 최소 0V에서 작동하도록 설계되었습니다. GPIO 핀에 3.3V보다 훨씬 높은 전압을 가하면 라즈베리 파이가 손상될 수 있습니다. 라즈베리 파이의 전원이 켜진 상태에서 5V 핀에 잠깐 연결하는 것만으로도 장치를 사용할 수 없게 될 수 있습니다.
8. GPIO 핀에서 과도한 전류를 끌어오는 문제
라즈베리 파이의 GPIO 핀과 3v3 핀에서 주변 장치에 전원을 공급할 때는 주의해야 합니다. 단일 GPIO 핀에서는 약 16mA, 3.3V 전원 레일에서는 총 51mA만 안전하게 끌어올 수 있습니다. 이보다 많은 전류를 끌어오려고 하면 칩 내부 회로가 손상되어 해당 핀이 작동하지 않게 됩니다. 장시간 방치하면 보드 전체가 과열되어 소손될 수도 있습니다.
높은 전류를 필요로 하는 전자 부품에는 5V 전원 핀을 사용해야 합니다.
라즈베리 파이를 조심스럽게 다루세요
라즈베리 파이는 내구성이 뛰어난 컴퓨터로, 올바르게 사용하면 10년 이상 사용할 수 있습니다. 주변 장치를 연결하기 전에 필요한 예방 조치를 취하고, 라즈베리 파이가 해당 용도에 맞는 환경에서 작동하는지 확인하면 오랫동안 사용할 수 있을 것입니다.