18650 두 개로 만드는 공유기 무정전 전원
한 줄 요약: 18650 배터리 두 개에 충전 모듈과 승압 모듈만 얹어도 정전에 버티는 공유기 무정전 전원이 만들어지지만, 이 그림대로만 조립하면 실전 프로젝트들이 채워 넣는 안전장치가 빠진다는 게 이 게시물을 볼 때 알아야 할 핵심이에요.
eletromecanique님이 올린 공유기 DIY UPS(무정전 전원 장치) 회로도예요. 왼쪽 위에 공유기(Router), 오른쪽 위에 빨간 XL6019 승압 모듈, 왼쪽 아래에 파란 TP4056 충전 모듈, 오른쪽 아래에 18650 리튬이온 배터리 두 개(ICR-18650-2000mAh, 3.7V)가 그려져 있어요. 캡션은 스크린샷에 잡히지 않아 이 글은 그림에 보이는 회로 기준으로 풀어 보겠어요. 다행히 이 구성은 메이커 커뮤니티에서 이미 여러 번 검증된 계열이에요. Hackaday.io의 “DIY Mini UPS for WiFi Router” 프로젝트와 Digital Lab의 라우터 UPS 프로젝트가 같은 조합(18650 배터리 + 충전 모듈 + 승압 모듈)으로 실물을 만들어 동작을 확인했거든요. 그래서 원리 설명은 두 프로젝트를 근거로 하고, 그림과 실전 설계 사이의 차이는 별도로 짚겠어요.
정전이면 왜 인터넷이 끊기나
가정의 인터넷은 벽에 꽂힌 전기에 의존해요. 공유기는 플러그를 빼면 바로 죽고, 정전이 되면 인터넷도 함께 끊겨요. 노트북은 배터리가 있어 정전에 버티지만, WiFi가 죽으면 그 배터리도 소용이 없죠. 라우터 UPS는 이 지점을 메우는 장치예요. 정상일 때는 배터리를 충전해 두고, 정전이 되면 배터리 에너지로 공유기를 계속 돌려요. 일반적인 컴퓨터용 UPS는 12V 직류를 220V 교류로 다시 바꾸는 과정에서 손실이 크지만, 이 방식은 직류를 직류로만 바꾸니 작고 가볍고 효율적이에요. 다만 한계도 분명해요. Hackaday.io 프로젝트의 댓글에서도 지적됐듯, 건물에 따라서는 통신 장비가 지하실에 있어 정전 시 공유기만 살아도 인터넷이 안 터질 수 있어요. 그래도 노트북 작업 중 와이파이가 죽는 최악의 순간을 막는 최소 단위로는 충분히 의미가 있어요.
회로의 네 구성 요소
그림의 부품 네 가지를 역할별로 볼게요. 첫 번째는 18650 배터리 두 개예요. 지문자 모양의 표준 리튬이온 셀로, 그림에서는 +끼리, −끼리 이어진 병렬 배선으로 보여요. 병렬이면 전압은 3.7V 그대로 두고 용량만 4,000mAh로 합산돼 에너지 창고가 두 배가 되는 방식이에요. 두 번째는 파란 TP4056 충전 모듈이에요. B+, B− 단자에 배터리를 연결하고 마이크로 USB로 5V를 넣으면 배터리 충전을 알아서 관리하는 관리인 역할을 해요. 다만 충전 전류가 1A로 정해져 있어 4,000mAh짜리 팩을 다 채우는 데 4~5시간쯤 걸려요. 세 번째는 빨간 XL6019 승압 모듈이에요. 배터리의 3.7V를 공유기가 원하는 9V나 12V로 끌어올리는 펌프라고 생각하면 되는데, 출력 전압은 보드 위 가변저항으로 조정하는 방식이라 조립 전에 미터기로 맞춰 둬야 해요. 네 번째가 공유기이고, 가정용 공유기는 보통 5~10W 수준의 전력을 어요.
여기서 그림의 라벨 배치가 조금 어수선하다는 점도 짚을게요. 파란 보드 위에 ’Boost Module’이라는 글자가 또 붙어 있고 ‘TP4056’ 글자는 빨간 보드 아래쪽에 떠 있어요. 역할로 정리하면 파란 보드가 TP4056 충전, 빨간 보드가 XL6019 승압이에요. 라벨이 어긋난 건 삽화의 부정확함으로 보이는데, 실제 부품을 살 때는 단자 배치(B+/B−, OUT+/OUT−, 마이크로 USB)로 구분하는 게 안전해요.
전기가 흐르는 순서
동작 원리는 단순해요. 평시에는 콘센트에서 나온 5V USB 전원이 TP4056을 거쳐 배터리를 채우고, 배터리는 XL6019를 거쳐 승압된 전압으로 공유기를 계속 먹여요. 정전이 되면 USB 입력이 끊길 뿐, 배터리에서 공유기로 가는 길은 그대로라 공유기가 죽지 않는 거예요. 실전 프로젝트들은 여기에 다이오드(전류가 한 방향으로만 흐르게 하는 부품)를 두 개 넣어 개선해요. 평시에는 벽 어댑터가 공유기를 직접 먹이고 배터리는 충전만 하고, 정전 순간 배터리 경로로 자동 전환되도록 하는 방식이에요. Digital Lab 프로젝트는 이 역류 차단에 쇼트키 다이오드 1N5822를 썼다고 설명해요. 전압 강하가 작은 다이오드를 골라 전력 손실을 줄이려는 선택이에요.
그림 그대로 따라 하면 안 되는 이유
이 회로도는 원리를 보여주는 데는 정확하지만, 실전 프로젝트들이 당연하게 넣는 장치 몇 가지가 그림에 없어요. 첫째, 배터리 보호보드예요. 실전 프로젝트들은 배터리를 직렬로 묶고 2S BMS(배터리 보호 보드)를 필수처럼 넣는데, 이는 과충전·과방전·과전류에서 배터리를 지켜 줘요. 그림처럼 병렬로 묶는다면 같은 자리를 보호회로 내장형 TP4056이나 1S 보호보드로 채워야 해요. 보호회로 내장 여부는 판매 페이지에 ‘protection’ 표기와 보호 칩 탑재 여부로 확인할 수 있고, 보호가 없는 저가형은 위험해요. 둘째, 위에서 말한 역류 차단 다이오드가 그림에는 보이지 않아요. 셋째, 배터리 종류예요. 그림의 ICR-18650은 시판 저가 셀에서 흔히 보이는 표기인데, 저렴한 제품은 용량 표기가 과장된 경우가 많으니 실제 용량이 라벨보다 작다고 생각하고 계획하는 편이 나아요. 무엇보다 Hackaday.io 프로젝트가 서두에 못 박았듯 리튬이온 배터리는 화재 위험이 있는 부품이에요. 납땜 중 셀을 가열하지 말고, 조립을 처음이라면 완성품 라우터 UPS부터 쓰는 게 현실적인 선택이에요.
얼마나 버틸까
계산해 볼게요. 2000mAh 셀 두 개를 병렬로 묶으면 3.7V × 4,000mAh로 약 14.8Wh의 에너지가 저장돼요. 5W짜리 공유기라면 이론상 3시간 가까이 가지만, 승압 손실과 배터리 실용량을 빼면 실제로는 한두 시간 안팎이에요. 참고로 실전 프로젝트들의 숫자도 이와 비슷해요. Digital Lab은 평균적인 공유기 기준 백업 시간을 1시간 정도로 보고했고, Hackaday.io는 용량 큰 3400mAh 셀로 12V 2A 출력 기준 최대 2시간을 내세웠어요. 정전이 잦은 지역이라면 셀을 네 개로 늘리거나 저전력 공유기를 쓰는 게 늘리는 길이에요.
어떻게 연결되나
이 게시물의 가치는 ’고가 장비 없이도 인터넷 생명줄에 무정전 전원을 붙일 수 있다’는 그림 그 자체예요. 실제로 같은 회로가 재난 대비용으로 여러 나라에서 반복해서 만들어진 검증된 설계고, 부품값도 만 원 안팎이에요. 다만 지금 이 그림을 따라 하려면 보호보드와 다이오드를 채우고, 출력 전압을 공유기 라벨에 맞추고, 배터리 안전 수칙을 지키는 세 가지가 그림 바깥의 과제로 남아요. 회로도는 아이디어이고, 안전장치는 그 아이디어를 집에 들여놓을 수 있게 해주는 부분이에요.
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