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[Week 5] 31 페이지~33 페이지 설명 자료
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2023-03-30 20:34
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* 이 테스트 회로는 a) Google 검색으로 필요한 회로를 찾고, b) 그것을 적당히 해석한 다음, c) 직접 만들어 볼 수 있다는 점을 예시하기 위해 선정하였습니다.
1.
바이브레이터(Vibrator)로 통칭하는 이 회로는, 오늘날 모든 디지털 기기를 움직이고 있습니다.
본질은 도 아니면 모인 디지털 동작에 있지요. 10101010...의 1이거나 0이거나, On이거나 Off이거나, 왼쪽이거나 오른쪽이거나. 그런 동작을 또 다른 말로 '토글(Toggle)' 동작한다"라고 합니다. 흔히 듣는 단어일 것으로 생각하는바, 토글 스위치라는 것도 있습니다. 오디오 전원 스위치, 가정집 전등 스위치도 토글 스위치입니다.
2.
DIY PACK.1에서 손에 잡히는 부품을 꺼내서 구현합니다.
단, 회로가 (트랜지스터를 기준으로) 좌/우 두 개 블록으로 구성되어 있다는 점에 유의하세요. 그러므로 짝맞춤으로 부품을 골라야 합니다. 예를 들어, 동일 부품명의 NPN형 트랜지스터 2개, 아니면 PNP형 두 개. 같은 값의 일반 저항. 가급적 같은 용량의 커패시터, 가급적 같은 모습의 LED를 준비합니다.
아래 제작물에서,
- 이 예시 보드에 DIY PACK.1에 담긴 토글스위치를 적용해보았습니다. 누르면 On, 다시 누루면 Off 입니다. 누름 동작에 대응하는 핀이 어떤 것인지는 <저항 측정 모드>를 이용해서 찾아보세요. 그리고 그것을 종이에 적어놓으세요.
- 좌하단의 커다란 부품은 수십 V 전압을 5V로 낮춰주는 레귤레이터 IC LM7805입니다. 인터넷 제시 회로가 3.7V를 언급하였으므로 9V를 더 낮추기 위해 사용하였습니다. DIY 세상은 물론 실전 전자 세상에서도 널리 쓰이는 IC입니다. Google에 'LM7805'를 입력하고 핀 배열을 확인하여 종이에 적어놓으세요.
- 다이오드의 극성 즉, 어떤 리드에 + 전압을 인가할 것인가 그리고 사용자 매뉴얼의 Symbol에 해당하는 리드는 무엇인가에 관해서는 [Week 2] 멀티미터로 다이오드, LED 검사하기, [Week 3] 기타 참고 정보를 참고합니다.
요점만 적자면, "저항값이 최소인 상태에서 적색 브로브 쪽 리드에 - 전압을, 흑색 프로브 쪽 리드에 +전압을 인가하면 됩니다"
- 위 사진처럼 배선은 가급적 직각으로 하되 사정에 따라 다르게 해도 됩니다. 위에도 직각이 아닌 배선이 있습니다.
그리고 테프론 선을 길게 배선할 때, 모두를 땜하면 좋지만, 힘들고 자원 낭비가 될 수 있으니 그저 흔들리지 않을 정도로 중간중간에 몇 포인트만 땜을 해도 됩니다. 예를 들어 제작 보드의 위쪽은 모두 땜하였고 아래쪽은 듬성듬성 땜하였습니다.
- DIY PACK.1에 담긴 플라스틱 지지대 볼트를 써서 작업하였습니다. 이 임시 구조물이 만능기판을 뒤집을 때 상면에 붙어 있는 부품을 보호하고 동시에 만능기판의 수평을 유지하는 장점이 있다는 사실을 기억해 주세요.
3.
이하에서 처음보는 회로를 가볍게 분석하는 방법을 정리합니다.
1) 머릿속에서 생뚱맞은 커패시터를 제거합니다. 그러면 다음과 같이 됩니다.
이미 여러 번 보았던 회로입니다.
사용자 매뉴얼 22페이지, 25페이지, 26페이지, 29페이지의 테스트 회로들이 트랜지스터 한 개, 일반 저항이든 가변저항이든 베이스 전류를 제한하는 부품 한 개, LED나 스피커 등 어떤 일을 하는 부품으로 구성되어 있는 것과 같습니다.
"수도꼭지인 트랜지스터 베이스를 조절해서 수도관인 에미터-콜렉터 전류를 달리하고 와중에 LED를 켜는구나!"라고 해석하면 그만입니다. 여기까지는.
그리고 A 회로와 B 회로는 같은 것이니까 전원을 인가하면 두 개 LED가 모두 점등되겠습니다.
그러면 이제, 두 회로의 트랜지스터 베이스 전류를 교대로 흐르지 않게 만드는 아이디어를 접목하면, 두 개 수도꼭지를 번갈아 돌리면 두 개 수도관에 물린 두 LED를 교대 점멸을 할 수 있을 것입니다. 그 부품이 바로 충전과 방전에 시간이 소요되는 커패시터입니다.
다음 예시에서,
예를 들어, 왼쪽 LED가 점등될 때 그 전기 에너지가 커패시터를 충전하는데 그런 충전 시간 동안은 베이스 전류가 커패시터 쪽으로 먼저 흘러갑니다. 그래서 오른쪽 트랜지스터는 전혀 힘이 없는 상태 즉, OFF 됩니다. 그 상황을 잘 생각해 보면, 왼쪽 LED가 점등될 때 오른쪽 LED는 소등됩니다.
해당 커패시터가 오른쪽 트랜지스터 베이스 전류를 가로채기한 셈인데 그 가로채기는 아주 잠깐 동안만 가능하다는 점 기억해 주세요. (잠깐의 시간을 흔히 '시정수'라고 표현합니다)
결국은, 커패시터 때문에 두 트랜지스터가 번갈아 가며 On/Off를 반복하고 그에 따라 두 LED가 점등과 소등을 반복하는 회로가 되는 것이지요.
제작물에서 220uF을 사용했습니다. 커패시터 용량을 키우면 '잠깐 동안'을 늘일 수 있으니까 더 천천히 점멸할 것입니다. 용량을 작게 하면 더 빠르게 점멸하겠지요.
■ 핵심 정리
1) 인터넷에 있는 참조 회로를 열람하고 구현하는 계기를 마련하였습니다.
2) Week1~Week5까지의 테스트 회로에서 트랜지스터가 가장 중요한 역할을 수행하였습니다. 그런 사실에 착안하여, 인터넷 자료 찾기를 할 때는 트랜지스터 개수가 몇 개인지를 먼저 확인하면 좋습니다. 한두 개로 끝나는 것이 처음 시작하는 DIY 활동에 적합한 회로입니다.
3) 29 페이지 테스트 회로에서 Signal 커플링으로 사용되었던 커패시터가 전기 에너지를 잠시 담아두면서 다른 부품용 전류를 가로채기하는 용도로 쓰였습니다. 그렇게 커패시터는 (회로 구성에 따라) 짧은 시간 동안 트랜지스터를 On, Off 할 수 있습니다. 오디오 시스템의 Power-On Mute 즉, 최초 전원 투입 시 퍽! 하는 소리를 억제하는 회로에서 자주 사용되는 부품이기도 합니다.
4) 바이브레이터 회로는 On/Off 토글 정보 즉, 디지털 신호를 취급합니다.
1.
바이브레이터(Vibrator)로 통칭하는 이 회로는, 오늘날 모든 디지털 기기를 움직이고 있습니다.
본질은 도 아니면 모인 디지털 동작에 있지요. 10101010...의 1이거나 0이거나, On이거나 Off이거나, 왼쪽이거나 오른쪽이거나. 그런 동작을 또 다른 말로 '토글(Toggle)' 동작한다"라고 합니다. 흔히 듣는 단어일 것으로 생각하는바, 토글 스위치라는 것도 있습니다. 오디오 전원 스위치, 가정집 전등 스위치도 토글 스위치입니다.
2.
DIY PACK.1에서 손에 잡히는 부품을 꺼내서 구현합니다.
단, 회로가 (트랜지스터를 기준으로) 좌/우 두 개 블록으로 구성되어 있다는 점에 유의하세요. 그러므로 짝맞춤으로 부품을 골라야 합니다. 예를 들어, 동일 부품명의 NPN형 트랜지스터 2개, 아니면 PNP형 두 개. 같은 값의 일반 저항. 가급적 같은 용량의 커패시터, 가급적 같은 모습의 LED를 준비합니다.
아래 제작물에서,
- 이 예시 보드에 DIY PACK.1에 담긴 토글스위치를 적용해보았습니다. 누르면 On, 다시 누루면 Off 입니다. 누름 동작에 대응하는 핀이 어떤 것인지는 <저항 측정 모드>를 이용해서 찾아보세요. 그리고 그것을 종이에 적어놓으세요.
- 좌하단의 커다란 부품은 수십 V 전압을 5V로 낮춰주는 레귤레이터 IC LM7805입니다. 인터넷 제시 회로가 3.7V를 언급하였으므로 9V를 더 낮추기 위해 사용하였습니다. DIY 세상은 물론 실전 전자 세상에서도 널리 쓰이는 IC입니다. Google에 'LM7805'를 입력하고 핀 배열을 확인하여 종이에 적어놓으세요.
- 다이오드의 극성 즉, 어떤 리드에 + 전압을 인가할 것인가 그리고 사용자 매뉴얼의 Symbol에 해당하는 리드는 무엇인가에 관해서는 [Week 2] 멀티미터로 다이오드, LED 검사하기, [Week 3] 기타 참고 정보를 참고합니다.
요점만 적자면, "저항값이 최소인 상태에서 적색 브로브 쪽 리드에 - 전압을, 흑색 프로브 쪽 리드에 +전압을 인가하면 됩니다"
- 위 사진처럼 배선은 가급적 직각으로 하되 사정에 따라 다르게 해도 됩니다. 위에도 직각이 아닌 배선이 있습니다.
그리고 테프론 선을 길게 배선할 때, 모두를 땜하면 좋지만, 힘들고 자원 낭비가 될 수 있으니 그저 흔들리지 않을 정도로 중간중간에 몇 포인트만 땜을 해도 됩니다. 예를 들어 제작 보드의 위쪽은 모두 땜하였고 아래쪽은 듬성듬성 땜하였습니다.
- DIY PACK.1에 담긴 플라스틱 지지대 볼트를 써서 작업하였습니다. 이 임시 구조물이 만능기판을 뒤집을 때 상면에 붙어 있는 부품을 보호하고 동시에 만능기판의 수평을 유지하는 장점이 있다는 사실을 기억해 주세요.
이하에서 처음보는 회로를 가볍게 분석하는 방법을 정리합니다.
1) 머릿속에서 생뚱맞은 커패시터를 제거합니다. 그러면 다음과 같이 됩니다.
이미 여러 번 보았던 회로입니다.
사용자 매뉴얼 22페이지, 25페이지, 26페이지, 29페이지의 테스트 회로들이 트랜지스터 한 개, 일반 저항이든 가변저항이든 베이스 전류를 제한하는 부품 한 개, LED나 스피커 등 어떤 일을 하는 부품으로 구성되어 있는 것과 같습니다.
"수도꼭지인 트랜지스터 베이스를 조절해서 수도관인 에미터-콜렉터 전류를 달리하고 와중에 LED를 켜는구나!"라고 해석하면 그만입니다. 여기까지는.
그리고 A 회로와 B 회로는 같은 것이니까 전원을 인가하면 두 개 LED가 모두 점등되겠습니다.
그러면 이제, 두 회로의 트랜지스터 베이스 전류를 교대로 흐르지 않게 만드는 아이디어를 접목하면, 두 개 수도꼭지를 번갈아 돌리면 두 개 수도관에 물린 두 LED를 교대 점멸을 할 수 있을 것입니다. 그 부품이 바로 충전과 방전에 시간이 소요되는 커패시터입니다.
다음 예시에서,
예를 들어, 왼쪽 LED가 점등될 때 그 전기 에너지가 커패시터를 충전하는데 그런 충전 시간 동안은 베이스 전류가 커패시터 쪽으로 먼저 흘러갑니다. 그래서 오른쪽 트랜지스터는 전혀 힘이 없는 상태 즉, OFF 됩니다. 그 상황을 잘 생각해 보면, 왼쪽 LED가 점등될 때 오른쪽 LED는 소등됩니다.
해당 커패시터가 오른쪽 트랜지스터 베이스 전류를 가로채기한 셈인데 그 가로채기는 아주 잠깐 동안만 가능하다는 점 기억해 주세요. (잠깐의 시간을 흔히 '시정수'라고 표현합니다)
* 관련 글 : 단 채널 아날로그 오실로스코프로 커패시터 용량 측정하기 (1)
그 잠깐이 지나면 아무 일도 없었던 것처럼 되니까 오른쪽 트랜지스터가 다시 On, 그래서 오른쪽 LED가 점등됩니다. 오른쪽 LED가 점등되면 앞선 커패시터의 가로채기가 왼쪽 트랜지스터에서 진행됩니다.결국은, 커패시터 때문에 두 트랜지스터가 번갈아 가며 On/Off를 반복하고 그에 따라 두 LED가 점등과 소등을 반복하는 회로가 되는 것이지요.
제작물에서 220uF을 사용했습니다. 커패시터 용량을 키우면 '잠깐 동안'을 늘일 수 있으니까 더 천천히 점멸할 것입니다. 용량을 작게 하면 더 빠르게 점멸하겠지요.
■ 핵심 정리
1) 인터넷에 있는 참조 회로를 열람하고 구현하는 계기를 마련하였습니다.
2) Week1~Week5까지의 테스트 회로에서 트랜지스터가 가장 중요한 역할을 수행하였습니다. 그런 사실에 착안하여, 인터넷 자료 찾기를 할 때는 트랜지스터 개수가 몇 개인지를 먼저 확인하면 좋습니다. 한두 개로 끝나는 것이 처음 시작하는 DIY 활동에 적합한 회로입니다.
3) 29 페이지 테스트 회로에서 Signal 커플링으로 사용되었던 커패시터가 전기 에너지를 잠시 담아두면서 다른 부품용 전류를 가로채기하는 용도로 쓰였습니다. 그렇게 커패시터는 (회로 구성에 따라) 짧은 시간 동안 트랜지스터를 On, Off 할 수 있습니다. 오디오 시스템의 Power-On Mute 즉, 최초 전원 투입 시 퍽! 하는 소리를 억제하는 회로에서 자주 사용되는 부품이기도 합니다.
4) 바이브레이터 회로는 On/Off 토글 정보 즉, 디지털 신호를 취급합니다.
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