글쓴이 : SOONDORI
주말농장의 시절이 도래하여… 지하수를 끌어오는 펌프가 하나 있고, 두 개 급수관으로 두 개 밭고랑에 균등하게 물을 주려는 상황을 가정한다.
어떻게? 펌프는 계속 돌리고 솔레노이드 밸브가 붙은 급수관만 교대로 ON/OFF. ‘균등하다’ = 50%씩 ‘교대로 ON’.
그리하여, Q로 정의되는 정상 펄스와 Q’로 정의하는 역상 펄스를 교대로 출력하는 다음 회로를 상정하였다.
– 공급 전압
IC 공급 전압은, 데이터시트 기준 3V에서 15V. (1993년 이후 생산된 CD4047BM/CD4047BC 칩에서는 -0.5~18V) DIYer에게 익숙한 5V~12V를 쓰면 된다. 그리고… 전원 흔들림이 IC 동작에 영향을 주기 때문에 LM7805, LM7809 등 레귤레이터 IC를 달아주는 게 좋고. 릴레이 2차측 전압은, 뭐… DC든 220V AC든 아무렇게나 적당히.
– 가변 포인트
CR 시정수 계산에 종속된 <가변저항 돌림>으로 다양한 주기의 방형파 펄스를 생성할 수 있다. 여기서, Q와 Q’의 펄스 폭은, 무조건 한 개 펄스 주기의 50%라는 점이 중요하다. 그러니까… 한 주기의 50% 시간 동안 Q가 ON이면, Q’는 OFF. 반대로, Q가 50% OFF일 때 Q’는 ON 유지. 각 50%를, 소자나 회로가 할당된 임무(=Duty)를 수행하는 시간의 비율인 듀티 비율이라고 하고…
듀티 비율(Duty Ratio) = Q의 On-Time ÷ (Q의 On-Time + Q’의 Off-Time) = 고정된 50%
– 땜과 배선
14핀 IC인데, 여러 개 핀을 하나로 묶어버리니까 사실상 크게 배선 부담은 없다는 생각. 큼직한 DIP 타입 IC이니 더…
그런데… 칩 하나만으로 큰 전류를 요구하는 릴레이 코일을 직접 구동할 수는 없음. 즉, Q와 Q’ 펄스의 전류를 키우는 드라이빙 회로가 필요하다. 그래 봐야 중출력 트랜지스터 두 개, 베이스에 연결되는 전류제한 저항 두 개로 끝이지만.
* 관련 글 : 또 다른 명가의 보검, TI CD4047 IC의 내부 동작
정리하면 다음과 같다.
– 전체 공급 전압 = 12V 선택.
– IC 전원은 LM7809 레귤레이터를 써서 9.0V로 유지.
– RL1/RL2 릴레이와 드라이빙 트랜지스터 쪽은12V 라인에 직결. 즉, 레귤레이터 전압 불요.
참고로 CD4047이 명가의 보검 NE555와 다른 점은, a) NE555도 주기를 가변 할 수 있지만, b) 가변저항을 휙휙 돌릴 때, 항상성 있게 On-Time과 Off-Time의 비율을 50%로 유지하는 게 어렵다.
* 관련 글 : QSPICE 시뮬레이션 : AC To AC 또는 DC To AC 컨버터
예를 들어, 논리상 50% 반분이 가능한 아래 회로에서조차…
(출처 및 추가 정보 열람 : https://www.electroschematics.com/pulse-generator-with-555/)
커패시터 충전과 방전 주기를 D1, D2로 반분하고 P2로 미세 보정하니까 어떻게든 50% 듀티비율을 설정할 수는 있는데… 이후 P1을 아무렇게나 돌리면 모든 게 다 틀어져서 다시 조정해야 한다. CD4047이 알아서 50% 교반 펄스를 항상성 있게 제공하는 것과 확연히 다름.
CD4047의 가격은 몇 백원도 비싸다. 그런 잡부품일지라도 가짜가 만개한 요즘 세상에서는. 가급적 양호한 유통망에서 구매하는 게 좋을 것. 다음 글에서 계속.
* 관련 글 : CD4047 IC를 이용하는 토글형 릴레이 제어 회로 (2)
