2019년 12월 3일 화요일

NVIDIA JETSON NANO 배터리 전압 문제 솔류션

이 글은 NVIDIA JETSON NANO 배터리 파워 문제 솔류션과 관련된 내용이다.

엔비디아 젯슨 나노는 매우 저렴한 가격(10만원)으로 모바일 가능한 작은 크기의 딥러닝 솔류션을 지원한다. 전력 소모량이 적어 5V, 3-4A에서도 동작한다. 연결할 센서 등 장치가 많은 전류를 소모하면 4A이상 필요하다. 하지만, 나노는 정확한 전압 및 전류량에 동작하도록 설계되는 바람에 배터리 연결 시 제대로 부팅조차 되지 않는 등 문제가 있어, 많은 유저가 시행착오를 하고 있다(엔비디아 위키 페이지에도 정확한 솔류션은 나와있지 않다).

나노 파워 설정
우선 나노를 사용할 때 파워를 최대로 할 것인지, 5W만 사용할 것인지 설정해야 한다. 이 내용은 다음 영상에 잘나와 있다.
좀더 상세한 내용은 아래 링크 참고한다.
컨버터 사용 방법
배터리를 통해 나노를 동작시키고, 나노에 전력소모량이 많은 센서나 장치를 연결하려면, 최소 5V, 4A가 필요하다. 이 전압과 전류를 처리하기 위해 다음과 같이 DC-DC 전압강하(STEP DOWN) 컨버터(CONVERTER)가 필요하다.
DC-DC XL4016 STEP DOWN CONVERTER

DC-DC 회로는 큰 입력 전압(40-10V)를 다른 전압으로 변환해 주는 회로이다. 이 회로는 POWER REGULATOR가 포함되어 있다. 전압은 맞춰줄 수 있지만, 나노에 필요한 전류는 나노에서 소모하는 양에 따라 달라지므로, 시행착오가 필요하다.

이 회로는 입력 전압, 출력 전압 핀이 두개 양쪽에 있다. 오른쪽 하단에 작은 출력전압 나사 조절기가 있고, 이 나사를 조정해 실제 전압을 맞춰줘야 한다. 전압은 눈으로 확인할 수 없으므로, 전압과 전류를 측정할 수 있는 디지털 미터기가 있으면 편리하다. 본인의 경우, 전압은 5.63V, 전류는 0.024A 수준으로 설정하였다.
전압 조정
전류 조정

이를 이용해, 5V보다 약간 높은 전압(5.5-5.7V)를 맞춘 후, 배터리를 입력단자에 연결하고, 출력단자를 나노 POWER 입력에 연결한다. 만약 과전압이나 저전압을 나노에 제공하면, 부팅이 안될 것이다. 다시 조정하는 과정을 거쳐 적절한 전압을 찾는다.
배터리, 전압 변환 회로 및 나노 연결

이렇게 회로 출력전압 나사를 조정해 나노의 동작전압을 찾아낸다. 다음은 이렇게 출력전압을 조정한 후 나노에 RGBD 카메라를 연결해 동작시킨 모습이다. 배터리만 연결한 상태에서 3시간 이상 나노와 센서가 동작되는 것을 확인하였다.
나노 및 센서 정상 동작 확인

휴대용 배터리 사용 방법
휴대용 배터리는 5V, 4A 스펙을 찾기가 쉽지 않다. 3A수준이면 NANO자체로는 큰 문제 없이 동작하지만, 전력소모가 많은 장치를 구동하기에는 부족한 수준이다. 다음은 휴대용 배터리를 사용해 구동 테스트한 모습이다. 배터리 스펙은 5V, 3A출력이다.
 배터리 장착 모습
 ROS와 ZED 3D CAMERA 구동 모습
ZED 3D DEPTH MAP 구동 모습

ZED 3D 카메라는 전력소모가 많은 장치이다. 이 장치를 나노와 연결하고 테스트해보았을 때, 1시간 정도 지속적으로 나노가 구동되는 것을 확인할 수 있었다. 1시간 이후 재부팅현상이 발생하였는데, 나노에서 특정 상황이 발생하면 인터럽트가 걸리는 것으로 보여졌다.

2차 테스트는 나노 파워 설정을 5W로 맞추고 진행하였다. 이 경우, 배터리 용량까지 큰 문제없이 3~4시간 정도 나노가 실행되었다.

마무리
나노는 가성비가 높은 임베디드 보드이다. 하지만, 이와 같이 까다로운 요구조건이 있어 처음 사용시 고생을 한다. 참고로, 다음에 이외 해결 방법에 대한 글을 링크한다.

댓글 1개:

  1. 저는 XL4015를 이용해 젯슨에 전원을 넣고자 하는데 5.5V로 맞춰도 작동을 하지안습니다... 어떻게해야할까요 ㅠㅠ

    답글삭제