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들어가는 말씀안녕하세요? 인터넷 세상에 엄청나게 많은 전자 회로, 전자 제품에 대한 정보가 있고 구글 번역기, 챗GPT 등 여러 가지 수단을 통해 아무 때나 쉽게, 그것을 가져올 수 있습니다. 그런데 큰 틀에 대한 이해가 불충분하면 가져온 정보는 정보가 아닌 게 되어 버립니다. 한편으로 V = I × R 이라는, 아주 기본적인 공식을 이해하고 암기해야 한다고 말합니다. 매일 쓰는 게 아니므로 잊기 십상이고 또... 민감한 복리 이자 계산 공식도 아닌 것을 암기했다고 한 들 당장에 무엇에 쓰겠습니까? 그럼에도 불구하고 매일매일 전자 회로와 전자 제품의 세상 속에서 살고 있고 앞으로도 그럴 수밖에 없으니 적당한 수준의 전자 회로 이해와 가정 내에서 쓸 실전적 대응력을 갖추는 것은 결코 무의미한 일이 아니라고 생각합니다. 논리로 읽고 논리로 이해하고 금방 잊는 것보다는 손으로 무엇을 직접 만지고 만들고, 그런 다음에 왜 그럴까를 궁리하고, 그럼으로써 더 오래 기억하고, 그래서 다음에 만나게 되는 어떤 상황에 적당히 대응하는 실전형 지식을 쌓아가는 학습이 DIYer에게는 더 효과적이라고 생각하였고, 그런 판단하에, 묻지 마 스타일로, 간단한 회로를 직접 만들어 보고 인터넷 정보 열람이나 DIY 활동을 통해서 추가 학습을 진행할 수 있는 셀프 학습의 계기를 마련하자는 취지에서 <DIY PACK 꾸러미 학습>을 제안하게 되었습니다. 그렇게 조금만 경험해 보면, 빈티지 오디오 세상을 조금 다르게 볼 수 있을 뿐만 아니라 흔히 만나게 되는 가전제품의 고장, 오작동, 주기적인 관리 작업 등 여러 가지 상황에 당황하지 않고 적절히 대응할 수 있을 것으로 기대합니다. 앞서 간단한 표로 제시하였던 12주 차의 SELF 학습은, 1) 제공된 바인더 매뉴얼의 요약 안내에 따라, 택배 발송된 DIY PACK 박스에서 부품을 꺼내고, 직접 땜을 해가며 회로를 제작합니다. * DIY PACK은 적당히 묶어 차수별로 여러 번 발송하겠습니다. 본 건은 처음 시도하는 것이므로 그게 더 안전하겠지요? 2) 페이지별 설명 자료, 부품 설명, 회로 설명 등 알아두면 좋을 내용은, 주차 진도에 맞추어 이곳에 미리 등록해 두겠습니다. 심각한 내용은 취급하지 않습니다. 오로지 최소한으로만. 훗날 어떤 단어 하나가 기억난다면 이곳에서 재열람하면 되고 아예 넓은 인터넷 세상에 관련 단어를 입력하면 될 것이지요. 3) 학습 결과물을 찍은 사진, 영상 등 자료를 게시판에 공유하고 상호 평가를 진행합니다. 4) 질문과 답변 등 소소한 대화를 진행하고 해당 주차 학습을 종료합니다. 모든 과정이 다 끝나면, (여러 만능 기판이 주렁주렁 연결된 어수선함은 있겠지만) AC 220V 벽면 콘센트에 연결된 라디오에서 음악 소리가 나오게 됩니다. 사실 그 자작 시스템 안에는, 흔히 빈티지 오디오를 바라볼 때 상상할 수 있는 모든 요소 기술, 흔한 가정용 전자 제품의 근간이 되는 것은 다 담겨 있습니다. "DIY 활동이 왕성한 나라가 강국이다" 이것은 과거와 현재 그리고 미래의 문화 담론과도 연결되는 키워드이기도 합니다. DIY PACK.1에 담긴 부품과 사용자 매뉴얼에 묶인 보조 콘텐츠의 목록은 다음과 같습니다. 신청자에게 열람 패스워드가 제공됩니다. 들어가는 말씀 Week1~Week5용 DIY PACK.1 구성 안내 (공개) [Week 1] 실납의 특성 그리고 인두의 온도와 W (공개) [Week 1] 인두와 실납을 움직이는 순서 (공개) [Week 1] 배선하는 방법 네 가지 [Week 1] 테프론 선이 아닌, 케이블 선을 땜하는 방법 [Week 1] 만능기판의 단자 처리와 케이블 연결점 보강 [Week 1] 기타 참고 정보 (공개) [Week 2] 아날로그 멀티미터와 디지털 멀티미터 [Week 2] 거대한 의미를 내포한 최소한의 공식, V = I × R [Week 2] 멀티미터로 일반 저항 검사하기 (공개) [Week 2] 멀티미터로 다이오드, LED 검사하기 [Week 2] 멀티미터로 커패시터 검사하기 (공개) [Week 2] 멀티미터로 트랜지스터 검사하기 [Week 2] 멀티미터로 가변저항 검사하기 [Week 2] 멀티미터로 스피커 유닛 검사하기 [Week 2] 기타 참고 정보 [Week 3] 발광 다이오드, LED [Week 3] 디스플레이 LED [Week 3] LED와 전류 제한 저항 [Week 3] 기타 참고 정보 [Week 2] 12 페이지~13 페이지 설명 자료 [Week 3] 15 페이지 설명 자료 [Week 3] 16 페이지 설명 자료 (공개) [Week 3] 17 페이지 설명 자료 [Week 3] 18 페이지 설명 자료 [Week 3] 19 페이지~20 페이지 설명 자료 [Week 4] 22 페이지~24 페이지 설명 자료 [Week 4] 25 페이지 설명 자료 [Week 4] 26 페이지~27 페이지 설명 자료 [Week 5] 29 페이지~30 페이지 설명 자료 (공개) [Week 5] 31 페이지~33 페이지 설명 자료 (공개) 종합 정리, Week 1 ~ Week 5 Week 5~Week 9용 DIY PACK.1 구성 안내 (공개) [Week 6] 6 페이지~7 페이지 설명 자료 [Week 6] 8 페이지~9 페이지 설명 자료 [Week 6] 10 페이지 설명 자료 [Week 7] 제너 다이오드와 정전압 [Week 7] 12 페이지~13 페이지 설명 자료 [Week 7] 14 페이지 설명 자료 [Week 7] 15 페이지 설명 자료 [Week 8] IC 핀의 식별 방법 [Week 8] 17 페이지~18 페이지 설명 자료 [Week 8] 3.5 파이 플러그 제작 방법 [Week 9] AM 수신 원리 [Week 9] AM 프론트엔드 만들기 (공개) [Week 9] 22 페이지~23 페이지 설명 자료 [Week 9] 회로 통합 [Week 9] 기타 참고 정보 종합 정리, Week 6 ~ Week 9 Week 10~Week 12용 DIY PACK.1 구성 안내 (공개) [Week 10] FM 수신 원리 [Week 10] FM 코일 만들기 (공개) [Week 10] 동박 기판 만들기 [Week 10] 프리앰프 회로 만들기 [Week 11] 안테나 속성 [Week 11] RF 임피던스 매칭 [Week 12] 음성 주파수 분할 [Week 12] 스피커 네트워크 시뮬레이션 [Week 10] 6 페이지~7 페이지 설명 자료 [Week 11] 9 페이지~ 11 페이지 설명 자료 [Week 11] 12 페이지 설명 자료 [Week 12] 14 페이지~16 페이지 설명 자료 [Week 12] 17 페이지 설명 자료 [Week 12] 19 페이지~22 페이지 설명 자료 (공개) [Week 12] 기타 참고 정보 종합 정리, Week 10 ~ Week 12audioPUB
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[Week 2] 멀티미터로 일반 저항 검사하기* <DIY PACK.1 사용자 매뉴얼, 1/3> 문서의 11 페이지 참조 1. 인터넷의 이런저런 글을 보면, 다음과 같이 "컬러 띠로 저항값을 표시한다"고 하고 해독 방법에 대해서 자세히 설명을 합니다. 익숙해지면 곧바로 값을 해독할 수 있습니다만... 이 좋은 세상에, 왜 불편하게 그래야 합니까? 게다가 요즘 나오는 전자 제품은 아주 작은 저항을 시스템화 장비로 붙이기 때문에 색상으로 해석하는 것은 전혀 의미가 없습니다. 1970년대, 1980년대... 아무튼, 오래된 관행 때문에 당연히 눈으로 보고 읽어야 한다고 생각하고 그렇게 말하고 그렇게 적는 것이네요. 이제는 시대가 바뀌었습니다. 모두가 스마트 폰을 손에 쥐고 있는 세상입니다. 그러므로 "아! 저것은 저항인가보다" 정도로만 식별한 다음에 값은 그때그때 상황에 따라 검사하면 됩니다. 실전적인 방안을 정리해보자면, 1) 정히 색상 띠가 있는 저항의 값을 알고 싶다면 WEB TOOL을 이용합니다. https://www.digikey.kr/ko/resources/conversion-calculators/conversion-calculator-resistor-color-code 2) 저항이 분리된 상태라면 멀티 미터로 확인합니다. 2) 이미 부착된 상태이고 마침 컬러가 지워져서 값을 식별할 수 없다면, 일반 저항의 한쪽 리드를 끊고 멀티미터로 값을 확인한 다음 리드를 다시 땜하면 됩니다. 2. DIY PACK.1에 담긴 일반(표준) 저항의 저항값을 멀티미터로 확인하는 절차는 매우 상식적입니다. 1) (어딘가에 갖다 대라고 있는) 멀티미터 프로브를 저항 양 끝에 갖다 댑니다. 2) 디지털 미터는 자동으로 그 값을 알려줄 것이고 3) 아날로그 미터의 경우는 × 1000 → × 100 → × 10 → × 1 순으로 레인지를 낮춰가면서 바늘의 움직이 시원시원해지는 Range에서 제시된 유효 숫자를 읽고 레인지 값을 곱하면 됩니다. ※ 아날로그 미터의 구체적인 조작은 인터넷 검색 자료를 참고하세요. 4) 부품 오차, 계측기 오차라는 것이 있어서 절대로 컬러 띠가 제시하는 값과 같을 수는 없습니다. 물론, 원론적으로 그렇다는 것입니다. 대부분의 전자 회로는 수 % ~ 십여 %의 부품 오차에서도 잘 작동합니다. 예를 들어 (갈색)-(적색)-(황색)-(어떤 색)이 있다고 할 때, 갈색은 1, 적색은 2, 황색은 3이므로 (종이에 적는 그대로) 1 2 × 1000 = 12,000오움 = 12K 오움입니다. 그런데 디지털 미터가 11850오움 또는 11.8K오움으로 제시를 할 수 있고 아날로그 미터로는 12.1K 오움이라는 초과 값이 읽힐 수도 있습니다. 특히, 아날로그 미터의 경우는 바라보는 각도에 따라 눈금판과 바늘의 높이가 달라지고 그에 의해서 가독 수치가 조금 달라질 수 있음에 유의하세요. 참고로 손에 잡힌 색상이 (갈색)-(적색)-(황색)-(어떤 색)인지 아니면 반대 방향인 (어떤 색)-(황색)-(적색)-(갈색)인지 어떻게 알 수 있을까요? 착각하기 십상입니다. (어떤 색)은 조금 떨어져 있습니다. 그리고 금색, 은색, 약간 반짝거립니다. 이 내용은 한번 읽고 잊어버려도 좋습니다. ■ 핵심 정리 1) 양끝이 두툼하고 중간에 컬러 띠가 있으면 "일반 저항이구나"라고 인식하기. 2) (손에 잡히는 대로 쥐고) 왼쪽에서 세 번째 컬러 띠가 갈색이면 100오움(Ω) 단위, 적색이면 K오움 단위, 황색이면 10K오움 단위라는 기본 분류는 기억해 두기. 3) 저항 값을 알고 싶다면 멀티미터로 직접 측정하기. 4) 북마크해 둔 WEB TOOL로 컬러 값을 확인하기audioPUB
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[Week 2] 거대한 의미를 내포한 최소한의 공식, V = I × R<들어가는 말씀> 글에서 잠시 언급했던 이 공식은 세상의 모든 전자 장치를 움직이는 공식입니다. V는 전압을 뜻하는 Voltage, I는 전류를 뜻하는... '전류의 세기'를 뜻하는 Intensity의 I이고, R은 저항을 뜻하는 Resistor/Resistance의 R입니다. 흔히 "브이 이꼬르 아이 알"이라고 웃으며 이야기 하는데, 그냥 그렇게 외워두면 됩니다. 전압과 전류와 저항을 설명하는 가장 좋은 실생활 사례는 수도꼭지와 물이 압력과 물의 흐름이지요. 전기라는 개념은 물 분자 또는 물 분자의 이동으로 치환하면 되겠고요. 1) 물의 압력이 있으면(=전압이 있으면) 물 분자는(=전기 알갱이 즉, 전자는) 고무 호스를 타고 흐릅니다. 2) 고무 호스의 중간을 누르면 흐르는 물 분자의 양은 작아집니다. 물 분자의 양은 곧 전류의 양과 같습니다. 그리고 전류의 양이 작아진 것은 곧 저항이 커진 것과 같습니다. 그러므로 고무 호스를 누르고 있는 손가락은 전자부품인 저항과 같습니다. 3) 그리하여... 독일의 게오르규 사이몬 오움이라는 분께서 V = I × R 공식을 만드셨습니다. 4) 전자 회로에서는 다음과 같이 쓰입니다. - 전압을 알고 싶을 때 : 이 사례에서는 V = I × R이 필요 없습니다. 멀티미터의 전압 측정 모드로 값을 읽으면 됩니다. - 전류를 알고 싶을 때 : 실물이 바로 앞에 보이고 값도 알고 있는 저항체(R)의 양끝 전압을 측정하고 I = V ÷ R로 계산하면 됩니다. 단위는 A(암페어)입니다. - 눈에 보이지 않는 어떤 저항값을 알고 싶을 때 : 전류와 전압을 알고 있다면 R = V / I로 계산할 수 있습니다. 멀티 미터로 단품의 값을 측정해보면 정확하게 그 값이 나옵니다. ■ 핵심 재요약 "브이 이꼬르 아이 알"audioPUB
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[Week 2] 아날로그 멀티미터와 디지털 멀티미터* <DIY PACK.1 사용자 매뉴얼, 1/3> 문서의 11 페이지 참조 1. 흔히 숫자가 나오면 디지털, 바늘이 움직이면 아날로그 기기로 분류합니다. 멀티 미터의 경우 두 장치는 각각 고유 특성이 있습니다. ■ 아날로그 미터 기본적인 DIY 활동에 충분합니다만, 다음 항목에 있어서는 부족한 면이 있습니다. - 커패시터 용량 측정 : 아날로그 바늘이 오른쪽으로 크게 움직일 때, 최대점의 값을 읽으면 대략적인 용량을 가늠할 수 있지만 상당히 부정확합니다. 그저 어떤 용량이 남아 있더라 정도로만 해석하는 게 좋습니다. - 미세 전압 및 전류의 측정 : 바늘을 구동하는 부품의 제작 한계라는 게 있어서 mV, mA 단위 이하의 측정이 쉽지 않습니다. 더 낮은 수치를 얻을 수 있다는 제품은 상대적으로 가격이 급등합니다. 요즘 같은 세상에서는 납득하기 어렵지요. - 튜너 부품의 미세 조정, 가변 저항의 조정, 가변 트리머 커패시터의 조정 등 어떤 부품을 좌우로 돌리면서 정확하게 어떤 값을 맞출 때는 디지털 미터가 따라갈 수 없는 편리함이 있습니다. 연속 값의 모니터링 계측에 절대적으로 유리합니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 2-multimeter usage.mp4"] - 참고로, 아날로그 멀티미터는 부가가치를 높이기 위해서 아래와 같이 트랜지스터 종류 및 리드 용도 구분을 자동으로 해주는 기능을 내장하기도 합니다. 작은 트랜지스터 검사에 편리함이 있습니다. 리드 즉, 트랜지스터 다리를 그대로 유지한 상태로, 검측 핀 좌측에서 우측으로 몇 번 갖다 대면 LED가 점등할 것입니다. 예를 들어, PNP가 적힌 LED가 점등되었고 마침 핀의 순서가 BCE였다면, PNP형 트랜지스터에 리드의 순서가 B, C, E입니다. * 관련 글 : 새한계기 ST-506TR III 아날로그 멀티미터 살펴보기 ■ 디지털 미터 - 지침을 그대로 읽으면 되는 편리함이 있습니다. - 바늘 움직임이 아닌 내부 전자 회로에 의해 처리하므로 미세 전압과 전류 측정이 가능합니다. - 커패시터 용량의 정확한 측정이 가능합니다 - 사양에 따라 회로의 동작 주파수를 표시해주기도 합니다. - 좋은 제품은 매우 정확하고 무엇보다 빠르게 값을 지시합니다. - 좋은 제품은 과전류, 과전압 등 모든 악조건에 대한 대비책이 마련되어 있습니다. 평소에는 싼 제품과 비싼 제품의 차이를 알 수 없습니다. - 원론이 그렇다는 것이고 가끔, 종종 쓰는 DIYer용 제품으로는 시중에서 2~3만 원 이하의 제품이면 충분합니다. 2. 국산품으로는 태광정밀과 새한계기 두 회사의 제품이 있습니다. 혹시 알리익스프레스에서 구매를 한다면 대만 UNIT-T 브랜드 제품의 품질이 좋은 편입니다. (가급적이라는 단서를 달고) 프로브 선이 유연하고 튼튼하고 잘 풀리고 잘 꼬이지 않으며 프로브를 움직일 때 손에 부담을 줄 것인지 아닌지를 상상하거나 직접 확인해보십시오. 인두 팁처럼 프로브의 끝 부분 형상도 천차만별입니다. 프로브 팁을 교환할 수 있는 제품도 있습니다. 물론, 프로브 팁을 교환할 수 없는 경우가 대부분일 것인데요. 가끔은 다음과 같은 악어클립형 프로브를 쓰는 게 편할 때가 있습니다.audioPUB
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[Week 1] 기타 참고 정보1. 가열된 인두에 납을 갖다 대면 인두 팁에 묻은 납의 총량을 커집니다. 그러다가 감당할 수 없게 되면 바닥으로 떨어집니다. 그리고 작업 중 작업한 곳의 납이 인두 팁에 붙기도 합니다. 잠시 대기하는 동안 팁에 붙어 있던 납은 계속 가열될 것이고... 실납에 함유된 플럭스가 타버립니다. 그러면 팁은 극심하게 오염이 되고 어느 순간, 납이 뭉치기만 하고 땜을 할 수 없는 상황이 벌어집니다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 1) 주기적으로 인두 팁에 붙은 가외의 납을 제거해 주어야 하고 2) 팁 코팅 면을 깨끗하게 관리해주어야 합니다. 다양한 방법과 도구가 있지만, 여기에서는 인두 스펀지를 사용하는 것으로 합니다. 몇천 원 정도에서 더 비싼 것까지 다양한 제품이 있고 보통은 인두 세트를 구매할 때 인두 스탠드와 인두 스펀지를 함께 제공합니다. 인두 스펀지는 물을 묻혀 인두 거치대에 놓고, 땜작업 중 간간히 쓱쓱~ 팁을 청소할 때 사용합니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-soldering stand.mp4"] DIY 작업을 끝내기 전에 인두 끝을 청소하고 납을 묻혀주세요. 일종의 보호코팅을 입히는 것처럼. * 관련 글 : 어떻게 인두 팁을 청소할 것인가? 2. DIY PACK.1에 포함된 서포트, 흔히 지지대 또는 지지대 볼트로 불리는 부품을 만능기판에 귀퉁이에 부착하고 땜하면 편리합니다. 다 만들고 그대로 쓰거나 아니면 풀고 다른 만능기판에 적용하면 됩니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-support poles.mp4"] 3. 단면이 튜브와 같은 실납은, 그 안에 플럭스(Flux)가 들어 있어서 대부분의 땜작업에서 큰 무리없이 사용할 수 있습니다. 그런데 간혹 부품의 리드가 산화된 경우, 동박 면이 오염된 경우 등 다양한 악조건을 만나게 됩니다. 그럴 때 따로 판매되는 플럭스 제품을 구입해서 쓰면 좋습니다. 플럭스 제품은, 1) 땜에 관련된 금속부를 청소해주고, 2) 마그마와 같은 납이 녹을 때 가장 이상적인 형상을 유지할 수 있도록 도움을 주는 물질을 담고 있습니다. 다만, 내재된 문제점이 있는데요. 땜한 후의 걸색 잔류물인 플럭스를 오래 놔두면 경화되고 주변 습기를 빨아들이면서 회로 오류를 만들어낼 수 있다는 점입니다. 그래서 세척제라는 것을 써서 플럭스를 제거하니다. 그런데 DIY 세상에서는 모든 것을 다 갖추고 작업할 수 없으니 일단, 1) "실납에 플럭스가 소량 함유되어 있다" 2) "땜 보조 용품으로 땜하기 전에 발라주면 좋은 플럭스와 땜을 한 후 플럭스를 제거하는 목적의 세척제가 있다" 정도만 기억해주세요. 4. 화재 예방과 안전을 위한 인두 스탠드는 꼭 필요합니다. 사용하는 인두의 발열량에 따라 스탠드의 크기, 형상이 달라져야 합니다. 60W 막대 인두를 아주 작은 방열 능력을 가진, 아주 작은 스탠드에 올려 놓을 수는 없지요. 온도조절 기능을 내장한 인두도 마찬가지입니다. 온도 조절과 인두의 W, 스탠드의 방열량은 각기 다른 변수입니다. 대체로 인두 스탠드 크기는 주먹만한 정도, 위 사진의 우측과 같은 형상이 합당할 것입니다. 단순하게는, 클 수록 좋습니다.audioPUB
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[Week 1] 만능기판의 단자 처리와 케이블 연결점 보강* <DIY PACK.1 사용자 매뉴얼, 1/3> 문서의 8 페이지 참조 1. 만능 기판에 어떤 회로를 만들었습니다. 그러고 나서 전원을 연결해야 하고 입력 신호를 또는 출력 신호를 다른 보드의 회로에 전달해야 합니다. 그냥 Point to Point 방식으로 두 보드를 전선 납땜으로 연결해버려도 그만이지만, 사실 취급이 많이 불편합니다. 그래서 악어 클립 연결선을 쓰는 것으로 합니다. <i> 그러면 만능기판에 악어 클립이 물리는 어떤 구조물이 있어야겠지요? 방법은, 1) DIY PACK1에 있는 핀 헤더(Pin Header)를 꺼내서 두 조작을 잘라냅니다. 2) 묶인 핀 헤더를 만능기판에 꽂습니다. 3) 반대편을 구부리기는 어렵습니다. 그 상태로 최대한 수직을 유지할 수 있도록 하고 응급 땜을 합니다. 응급 땜이라함은 미리 납을 묻힌 인두로, 사정되는 대로 땜하는 것을 말합니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-pin header terminal.mp4"] 4) 일단 고정되었으니까 천천히 보강 땜을 합니다. 5) 만능기판 윗면의 핀 두 개를 구부리고 땜합니다. 그러면 핀 두 개는 하나의 도체와 같게 됩니다. 6) 필요한 배선작업을 진행하는데 만능기판 밑면의 핀 하나에만 연결합니다. 하나에 연결해도 다른 하나에 연결하는 것과 같습니다. 그리고 그 다른 하나는 인두가 닿지 않기 때문에 핀 헤더는 고정된 상태, 그대로 있습니다. 2. 만능기판의 동박은 접착제로 붙여 놓은 것이라서 구조적으로 매우 취약합니다. 만일 만능기판에 굵은 전선을 연결해야 한다면, 그 굵은 전선의 움직임을 감내하거나 소화할 수 있는 어떤 보강 구조물이나 아이디어가 필요할 것입니다. 우선 만능기판에 구멍을 내고 그 구멍을 통해서 케이블을 빼내는 방법이 있습니다. 그리고 DIY PACK.1에 포함된 케이블 타이(Cable Tie)로 보강합니다. ■ 핵심 정리 만능기판 도넛 동박은 외부의 물리력에 대해 매우 취약합니다. 안전하게 수 g 부품을 붙잡는 수준이라고 생각해주세요.audioPUB
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[Week 1] 테프론 선이 아닌, 케이블 선을 땜하는 방법* <DIY PACK.1 사용자 매뉴얼, 1/3> 문서의 8 페이지 참조 열에 강한 테프론 선은 아주 얇고 취급하기 편하여 만능기판 배선에 적합합니다. 그런데 DIY 자작을 하다보면, AC 전원선, DC 9V 건전지를 연결하는 전선, 작은 DC 모터를 연결하는 심선 와이어, 금속 필름이나 직조형 필릅 안에 여러 가닥 와이어를 담은 쉴드 케이블 등 등 여러 형태, 여러 종류의 전선을 만나게 됩니다. 그런 것을 만능기판에 연결할 때는 곧바로 땜할 수 없습니다. 해당 전선을 미리 정리해주어야 합니다. 그렇게 마중물 정리를 하는 방법은, 1) 케이블 끝부분 피복을 제거하여 안쪽의 내선을 꺼내고, 2) 내선 안쪽의 심선이 들어나도록 2차로 내부 피복을 제거하고, 3) 여러 가닥 심선을 꼬아준 다음에, 4) 만능기판 연결 땜 작업을 위해서 미리 납을 입힙니다. 5) 쉴드 케이블의 경우 알루미늄 필름이나 망사형 금속 쉴드가 포함되는데 그것을 미리 제거하거나 땜을 해주어야 합니다. 이 사전 작업을 하지 않는다면 케이블 와이어를 만능 기판에 붙이기 어렵습니다. 한편으로, DIY PACK.1에 예시용으로 포함시킨 터미널 블록(Terminal Block) 부품 또는 그에 걸맞은 수준의 다양한 전문 접속재를 쓸 수 있습니다. 케이블 선을 미리 땜하지 않고 쓸 수 있고 분리와 결합이 자유롭기 때문에 매우 편리합니다만, 이번 DIY 학습에서는 제외하겠습니다. ■ 핵심 정리 1) 일반 케이블은 땜하기 전에 사전 정리를 해주어야 한다. 2) 특히 마중물 땜작업을 해주는 게 좋다. 3) 케이블의 움직임에 따른 변형력은 자칫 도넛 동박의 땜을 망가뜨릴 수 있다. 그러므로 케이블 타이 등으로 그 움직임을 억제하거나 분산시키는 게 좋다.audioPUB
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[Week 1] 배선하는 방법 네 가지* <DIY PACK.1 사용자 매뉴얼, 1/3> 문서의 8 페이지 참조 ■ 방법 #1 : 테프론 선으로 Point to Point 배선 먼저, DIY PACK1의 연습용 만능기판을 앞에 놓고 몇 칸 떨어진 도넛 동박 두 개를 연결합니다. Step 1) 적당히 이격 된 도넛 동박 두 곳을 선정합니다. (판단에 따라 미리 땜을 해둘 수도 있습니다) Step 2) DIY PACK1의 테프론 선을 꺼내고 두 땜 포인트의 길이를 가늠하여 조금 길게 잘라냅니다. Step 3) 양 끝 피복을 3mm 정도 제거합니다. * 테프론 선을 커터로 자를 때는, 커터에 살짝 힘을 준 상태에서 마치 갈퀴로 무엇을 움켜쥔 듯한 느낌으로 피복을 한쪽 방향으로 당기면 됩니다. 물론, 연습이 필요한 작업입니다. 하단 영상을 참고하세요. Step 4) 한쪽을 땜하고 반대쪽을 땜합니다. 어느 경우이든 임시로 고정되기만 하면 합격입니다. 땜이 부족한 것은 <테프론 선이 고정된 상태에서> 다시 하면 됩니다. 이때, 인두를 먼저 움직이고 실납은 직후에, 땜이 완료되면 실납 먼저 이동하고 인두는 그다음에. 반드시 그 순서대로 땜합니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-teflon wring-2.mp4"] ■ 방법 #2 : 부품이 삽입된 상태에서 배선 이번에는 DIY PACK1에서 임의대로 저항 두 개를 꺼내서 90도로 양끝을 구부린 다음, 각각을 도넛 형상 구멍에 집어넣습니다. 그 상태로 만능 기판을 뒤집으면 저항 두 개가 만능 기판에서 분리될 수도 있습니다. 부품이 삽입된 만능기판의 취급이 불편하니까 저항의 리드를 살짝 구부려줍니다. 살짝 덜렁거리겠지만, 만능 기판에서 분리되지는 않습니다. Step 1) 각 저항에 두 개씩, 땜 포인트는 총 4개입니다. 모두를 땜하고 남은 리드는 제거합니다. Step 2) 인두에 납을 조금 묻힙니다. Step 3) 3mm 정도 피복이 제거된 테프론 선을 어떤 땜 포인트에 놓고 대기하던 인두로 살짝 눌러줍니다. 그러면 테프론 선의 한쪽이 땜 포인트에 매달린 상황이 됩니다. Step 4) 반대편 땜 포인트까지 테프론 선을 당기고 커팅할 부분을 확인하여 잘라냅니다. Step 5) 끝부분 3mm 정도의 테프론 선의 피복을 제거합니다. Step 6) 그곳을 땜합니다. 두 포인트의 연결에 있어서 테프론 선이 직선으로, 팽팽하게 당겨진 상태가 되면 이상적이겠지만, 지금 당장은 "땜 포인트 A와 땜 포인트 B가 연결되었다"에 집중해주세요. 축 늘어지는 테프론 선은 무시합니다. ■ 방법 #3 : 배선과 배선의 연결 방법 #1, #2는 피복 테프론 선으로 두 땜 포인트를 1:1 연결하는 작업이었습니다. 실제로는 한 개 배선에 여러 개 다른 배선이 연접하는 경우가 많습니다. 주로 접지 라인이나 전원 공급라인이 그러합니다. 다음과 같이 작업합니다. Step 1) 테프론 선의 피복을 벗겨 냅니다. 2~3cm 단위로 반복하면 10cm 정도의 얇은 도체를 얻을 수 있습니다. (배선의 속성을 표시하기 위해서 일부러 중간쯤에 피복을 놔둘 수도 있습니다. 말하자면, 색상 Tag를 붙이는 것과 같지요) Step 2) 위 방법 #1과 같이 땜합니다. Step 3) 중간중간을 땜합니다. 이제 이 기다란 배선에 다른 부품의 리드나 다른 테프론 선을 연결할 수 있습니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-teflon wire soldering-1.mp4"] ■ 방법 #4 : 자투리 배선 방법 부품의 리드는 배선용으로 사용할 수도 있습니다. 모든 배선은 가급적 직각으로 하는 게 좋다는 점을 기억하고 다음 영상을 참고하세요. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-solderimg demo-1.mp4"] ■ 핵심 정리 1) 커터를 손에 쥐고 악력을 조절하여 테프론 선의 피복을 벗기는 연습 2) 다시 보강 땜을 하면 된다는 것을 염두에 두고 마음 넉넉하게, 테프론 선을 대충이라도 붙이는 연습.audioPUB
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[Week 1] 인두와 실납을 움직이는 순서* <DIY PACK.1 사용자 매뉴얼, 1/3> 문서의 8페이지 참조 여러 가지 수단과 방법이 있고 또 익숙해지면 무심히 할 수 있는 것이 납땜 작업입니다. 처음 인두를 잡았다면 다음과 같이 연습하는 게 좋습니다. Step 1) 먼저 만능기판의 땜 포인트 즉, 도넛 모양의 구리면에 인두 팁을 갖다 댑니다. 그러면 그 작은 도넛 동박은 즉시 가열이 될 것입니다. Step 2) 바로 옆에서 대기 중인 실납을 갖다 댑니다. 그 상황은 인두 팁과 실납과 도넛 동박이 동시에 만나려고 하는 것과 같습니다. 3자 동시 대면. ※ 실납을 땜할 곳에 미리 갖다 놓고 그다음에 인두 팁을 갖다 댈 수도 있습니다. 아니면 동시에 갖다 댈 수도 있지요. 그렇게 각자 취향에 따라서, 작업 상황에 따를 일이지만, 너무 혼란스럽기 때문에 <인두 먼저, 실납이 다음>으로 통일하였습니다. 일단, 그렇게 연습하세요. 참고로 아래 영상에서는 1) 인두 이동 → 실납 이동, 2) 두 가지 동시 이동, 3) 실납 이동 → 인두 이동 동작을 섞어서 보여주고 있습니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-solderimg demo-2.mp4"] Step 3) 그러면 실납은 정확히 어디에 갖다 대는 것이 좋을까요? 답은, 인두 팁의 도넛 동박에 가까운 한쪽입니다. Step 4) 실납이 인두 팁에 닿는 순간, 곧바로 녹고 녹은 납물은 지구 중력과 표면 장력에 의해 살짝 예열된 도넛 동박 쪽으로 흐릅니다. 마침 그곳에 전자 부품의 다리 또는 흔히 부품 리드(Lead)라고 불리는 금속이 있으니 모두는 함께 뭉치게 될 것이지요. 그러한 '액체의 이동과 융합'을 생각하면, 그리고 도넛 동박만 있는 게 아니라 이미 부품이 만능 기판에 삽입된 상태라면, Step1에서 부품 리드도 함께 예열하는 게 좋습니다. 여기서, 전자 부품은 대부분 강한 열에 취약하기 때문에 최대한 짧은 시간 동안 예열해야 한다는 점이 중요하고 그 '짧은 순간'은 인두 팁의 상태, 인두의 가열 온도, 부품의 종류와 특성, 동박 면 상태, 동박의 열전달 특성 등 매우 다양한 변수에 의해 달라집니다. 그래서 어쩌라고요? 네... 인두 움직임에 대한 판단은 감각적으로 체득할 수밖에 없고 그렇기에 여러 번의 연습이 필요합니다. Step 5) 실납을 멀리합니다. Step 6) 그다음, 인두를 멀리합니다. 인두를 먼저 멀리하고 실납을 나중에 멀리하면 실납이 땜 포인트에 붙을 수도 있습니다. 순식간에 온도가 내려가지 때문입니다. ※ 인두로 예비 가열 → 실납 이동 → 마그마 특성의 흐름 → 실납과 인두의 후퇴, 이 모든 동작을 최대 1초 안에 완료한다고 생각해주세요. Step 7) 땜의 상태를 확인합니다. 모범적인 땜 형상에 대해서는 화산 폭발과 경사면 마그마의 흐름, 시간이 지난 후의 경화를 상상해보세요. 녹은 실납은 잠시 동안 액상의 마그마처럼 행동합니다. ■ 핵심 정리 1) 총 4가지 면의 열전달을 다룬다는 점을 기억해주세요. 동박 면, 실납, 부품, 그리고 인두 팁입니다. 2) 마그마의 흐름을 상상하십시오. 3) 연습용 물품은 버리면 그만입니다. 불이 날 일 없습니다. 마음껏 가열하되, 땜 시간만은 차츰차츰, 최소한으로 줄일 수 있게 연습해주세요.audioPUB
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[Week 1] 실납의 특성 그리고 인두의 온도와 W* <DIY PACK.1 사용자 매뉴얼, 1/3> 문서의 7페이지 참조 Q) 실납의 정확한 속성은 무엇입니까? 세상에 금속이 많은데 왜 굳이 납을 쓰는 것입니까? 순수 결정체일 때의 납은 융융 온도가 327.5도입니다. 그것에 다른 금속을 섞고, 200도 이하의 낮은 온도에 녹는 '전류 흐름의 경로로 작용하는 합금 금속'을 만들었습니다. (실납은 순수한 납이 아닙니다) 그 납 합금은 만능기판에 붙어 있는 금속 즉, 구리의 화학적 성질을 바꾸지 않습니다. 그렇게 침해 작용이 없으면서 단단히 결합하는 속성이 있으니까 널리 쓰이고 있는 것이지요. 여기서, 납이 전기를 흘리는 성질이 최고가 아니라는 점을 기억해주세요. 싼 가격에 적당한 전도도가 있는 것입니다. Q) 흔히 막대형 인두는 W 단위로 소개합니다. 그것과 온도는 어떤 상관관계가 있습니까? DIY용으로 30W, 50W, 최대한 60W 이하의 막대형 인두를 사용하면 됩니다. 고온 발열하는 땜 도구를 만능기판의 패턴(구리 금속)에 갖다 대고 그것에 시간을 곱하면 대략적인 접촉점 온도 즉, 납이 녹는 온도가 나오게 될 것이지요? 땜하는 곳의 온도 = 어떤 함수 Fx(W, 시간) 예를 들어 30W 인두를 쓰고 있고 1초 가열을 했을 때의 온도는 (예)???도일 것입니다. ???도는 사실 아무도 모릅니다. 다만, 실납이 녹고 있다면 거의 200도에 근접했다는 것은 알 수 있습니다. (예)2초, 3초... 그렇게 시간을 늘여가며 가열하면 30W가, 50W가 해당 영역에 전달할 수 있는 최대값에 근접하게 될 것입니다. 60W 인두를 쓴다고 가정하고 5초, 10초, 1분... 그렇게 계속해서 가열하면 어느 순간 만능기판의 패턴이 분리됩니다. 정확하게는 초과 고열에 의해 구리 필름과 플라스틱 기판 본체를 접착하는 층이 타버리고 망가지게 됩니다. 흔히 "패턴이 일어났다"라고 언급하는 현상입니다. 반대로, 넉넉한 편인 60W, 100W 인두를 쓰고 있는데 아무리 오랜동안 갖다 대도 납이 녹지 않을 때가 있습니다. 그것은, 1) (만능기판이 아닌 어떤 전자회로의 보드에서) 인두의 열이 납 쪽으로 이동하지 않고 빠르게 전자 회로의 넓적한 패턴을 따라 흘러가버리기 때문입니다. 정작 땜하려는 곳의 온도는 미지근하니까 납이 녹지 않고 땜을 할 수 없는 것이지요. 2) 인두 팁(Tip)에 플럭스 등의 침착물이 있으면 그것이 실납과 인두 팁의 물리적 결합을 막으면서 마치 단열층이라도 된 것처럼 온도 전달을 방해할 수도 있습니다. 납은 동그랗게 뭉치고 마음대로 굴러갑니다. 반드시 팁을 청소하거나 바꾸어야 하는 상황입니다. [video src="http://audiopub.co.kr/wp-content/uploads/diy_pack_movie_clips/diy pack.1-week 1-bad soldering iron tip.mp4"] 두 사례를 놓고 더 생각해보자면, 1) 땜 작업은 온도와의 싸움인 것을 알 수 있습니다. 2) 땜하려는 대상 기판/보드의 패턴에 따라 인두를 갖다 대는 시간이, 인두 발열량이 그때그때 달라져야 한다는 것을 알 수 있습니다. 3) 60W 이하의 단순한 막대형 인두를 가지고 정교하게 온도를 조정할 수는 없습니다. 오로지 인두를 갖다 대는 시간에 의해서만 전달하는 열을 조정할 수 있을 뿐이라는 점 기억해주세요. 그렇게 온도 조절이 중요하다는 사실 때문에 아래와 같이 온도조절기가 붙은 막대형 인두도 판매되고 있습니다. 알리익스프레스 소비자 가격을 보니 불과 1328원이라고 하니, 정말인가 싶을 정도인... 4) 땜이 잘 안 될 때, 연습이 부족해서인가? 라고 생각하기 전에 다음 조건을 꼭 확인해보세요. - 인두 팁의 형상은 적절한가? 시장에는 상당히 많은 용도, 많은 종류의 Tip이 있습니다. 기본형으로 막대형 인두를 구입할 때, 끝이 커다랗고 둥근 인두 팁이 붙어서 오는 경우가 있습니다. 그것으로 만능기판 등 작은 회로를 작업하는 것은 상당한 고역입니다. 가늘고 뾰족한 것으로 바꾸면 됩니다. 비유적으로 예시하자면, 위 샘플의 첫 번째가 10번째보다 더 좋을 것입니다. 단, 이 DIY 셀프 학습에 국한해서 그렇고 다른 작업이라면 불리할 수 있습니다. 작업 전 다음을 확인해보세요. - 땜하려는 부품, 만능기판 접촉면은 깨끗한가? - 인두 팁은 깨끗한가? - 갖다 대는 시간의 결과값인 가열 조건, 인두 취급 각도, 인두 팁 끝부분의 납이 뭉쳐 있는 곳과 아닌 곳의 방향은 어떠한가 ■ 핵심 정리 1) 납땜 작업에서는 온도 조절이 핵심. (막대형 인두를 기준으로) 그 온도를 정의하는 것은 '인두를 갖다대는 시간'이다. 2) 인두 팁의 상태가 좋아야 한다. 끝이 더러운 인두 팁은 납이 잘 붙지 않고 그렇기 때문에 효과적으로 열을 전달할 수 없다.audioPUB
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