14. 유량 센서 — I²C 와 CRC 검산 · 유박사의 mRNA 백신 합성기 펌웨어 첫걸음

Sensirion SLF3S 유량계는 I²C 로 말합니다. 공식 파이썬 꾸러미가 있어서 쓰기는 쉽습니다 — 그런데 쉬워서 지나치기 쉬운 것이 둘 있습니다.

from sensirion_i2c_driver import I2cConnection, LinuxI2cTransceiver
from sensirion_i2c_sf06_lf.device import Sf06LfDevice
from sensirion_i2c_sf06_lf.commands import InvFlowScaleFactors

with LinuxI2cTransceiver('/dev/i2c-1') as t:
    dev = Sf06LfDevice(I2cConnection(t), slave_address=0x08)
    dev.stop_continuous_measurement()          # 먼저 멈춘다 (다시 시작하려면)
    dev.start_h2o_continuous_measurement()     # ← 물용 명령
    flow, temp, flags = dev.read_measurement_data(
        InvFlowScaleFactors.SLF3S_1300F)       # == 500
    if flags.air_in_line_flag:
        raise RuntimeError("관에 공기가 들었다 — 배치를 중단한다")

명령과 눈금을 바꿔 보세요. 잘못 짝지으면 유량이 어떻게 틀리는지 보입니다.

불러오는 중…

I²C 선이 길거나 밸브 잡음이 실리면 값이 깨집니다. CRC 는 그 값을 조용히 쓰는 것을 막아 줍니다.

Python 브라우저에서 실행

# CRC-8 검산 — 센서가 준 숫자를 믿기 전에 확인한다.
# Sensirion 은 다항식 0x31 을 쓴다.
def crc8(data, poly=0x31, init=0xFF):
    crc = init
    for b in data:
        crc ^= b
        for _ in range(8):
            crc = ((crc << 1) ^ poly) & 0xFF if crc & 0x80 else (crc << 1) & 0xFF
    return crc

# 센서가 보내는 한 덩어리: 데이터 2바이트 + CRC 1바이트
frames = [
    ("정상",        [0x01, 0xF4]),
    ("잡음으로 깨짐", [0x01, 0xF5]),
]
for name, data in frames:
    good = crc8(data)
    # 잡음이 CRC 자체는 안 건드렸다고 치고, 원래 CRC 와 비교
    ref  = crc8([0x01, 0xF4])
    ok = (good == ref)
    raw = (data[0] << 8) | data[1]
    print("%-14s 원시값 %5d  CRC 0x%02X  → %s"
          % (name, raw, good, "통과" if ok else "⛔ 버린다"))
print()

# 통과한 값만 유량으로 바꾼다
SCALE = 500          # SLF3S-1300F 의 눈금 (mL/min 로 바꾸는 나눗수)
raw = 0x01F4
print("원시값 %d ÷ %d = %.3f mL/min = %.0f µL/min" % (raw, SCALE, raw / SCALE, raw / SCALE * 1000))
print()
print("검산에 실패한 값은 '조금 틀린 값' 이 아니라 '아무 값' 이다. 반드시 버려야 한다.")
print("(공식 꾸러미를 쓰면 이 검산을 대신 해 준다 — 직접 짤 때만 필요하다)")

가장 헷갈리는 자리 — 눈금은 액체가 아니라 센서에 붙는다

흔한 오해

“에탄올이니까 나눗수를 바꿔야지.”
→ 아닙니다. InvFlowScaleFactors.SLF3S_1300F 는 500 으로 액체와 무관하게 같습니다.

실제

액체는 시작 명령으로 고릅니다 — start_h2o_… 인가 start_ipa_… 인가. 그 명령이 센서 안의 보정표를 고릅니다.

즉 물 쪽 채널은 h2o 명령, 에탄올 쪽 채널은 ipa 명령으로 시작해야 합니다. 둘 다 h2o 로 시작해 놓고 나눗수만 만지작거리면 /mech 15강에서 본 유량비 틀어짐이 그대로 일어납니다.

※ 에탄올이 IPA 와 완전히 같지는 않으므로, /mech 15강에서 말한 중량법 보정은 여전히 필요합니다. 명령 선택은 출발점이지 끝이 아닙니다.

🤔 확인 문제

에탄올 쪽 유량계를 올바로 쓰려면?

🤔 확인 문제

CRC 검산에 실패한 값을 어떻게 해야 하나?