작은 ‘전구다마’와 Warm White LED (1)

글쓴이 : SOONDORI

나이를 먹은 것인지… ‘전구다마’는 여전히 익숙한 단어.

가만 보면 많은 빈티지 오디오기기들에 있어서 그 작은 ‘전구다마(*)’가, 당연한 듯 널리 사용되었다. 심지어 LED가 존재했던 시절에서조차. 왜 그랬을까?

* 玉의 일본 발음임을 생각하면 전기 들어오는 ‘구체’에 ‘동그란 구슬’이 더해지는 것이니… 이것은 “역전(前) 앞에서 보자”와 별반 다를 게 없다는 생각.

평범한 LED의 적색, 노란색, 초록색 등 컬러는 플라스틱 구조물의 염료색상 때문에 그렇게 보이는 것. 그런데… 구조물 색상을 바꾼다고 해서 초록색 LED가 적색 LED로 변하지는 않는다. 그 이유는 구조물 안의 반도체 발광체가 특정 파장의 빛만 방출하도록 조성되어 있기 때문에.

한편, 스펙트럼 대역이 넓을 수록 은은하게 느껴지고 자연광에 가깝게 된다. 오디오 극상기에 LED들이 시장에 잔뜩 나와 있었지만 발현 파장이 매우 제한적이었고 확산각 제약도 있었기에 필라멘트 전구처럼 될 수는 없었다. 어찌보면 제조기술의 한계? 아무튼 그리하여… 그 시절의 LED는 LED이고, 전구는 전구였을 뿐이다.

“필라멘트 전구의 익숙함 우선 그리고 관성”

시간이 흘러 기술이 발전하고 스펙트럼 넓은 LED들 그러니까 반도체 조성이 다른 제품들이 등장하면서 휴대형 랜턴, 자동차 정지등, 헤드라이트, 가정용 조명전구들의 필라멘트가 대체되고 있다. 그런 신상품들 중 하나가 Warm-White LED. 이조차 나온지는 오래되었고… 굳이 Warm이라 하는 것은 색감이 필라멘트 전구에서처럼 따뜻하기 때문이다.

상상컨데 시계를 몇 십 년 뒤로 돌릴 수만 있다면 어느 순간 끊어지는 꼬맹이 ‘전구다마’ 때문에 찝찝할 일도 없을  듯. 아무튼… 굳이 빈티지 기기의 오리지널리티를 고수하겠다는 생각이 없다면, 어차피 불가능한 마당에 모든 ‘전구다마’를 웜-화이트 LED로 대체할 수 있다. 이하, 예시 작업을 정리.

■ 구동전압이 AC라면?

필라멘트 전구들의 공급전압은 대부분 AC. 정류기나 다름없는 LED를 연결했다치면 60hz의 반파인 30hz에서 LED가 점등된다는 뜻이다. 그 30hz 점멸은 무조건 ‘깜빡임’이다. 그러므로 다음과 같이 반파 30hz 점멸조건과 또 다른 반파 30hz 점멸조건을 조합한다.

LED는 전류에 반응하는 소자. 그 속성을 모르는 상태에서 엉렁뚱땅 계산하는 전류저항은… ((AC 전압 × 1.414) -2V) ÷ 0.01A 정도로 맞춘다. 예를 들어 AC 9V라면 이는 DC 12.7V이고 -2V하여 약 10V로 보고 전류 10mA를 가정하면 저항값은 10V ÷ 0.01A = 1K오움. LED의 전압-전류 반응곡선이 따로 있어서 저항의 가감에도 광량의 큰 변화는 없을 것이다. 말의 요지는… 1:1 비례하지 않는다는 것.

■ 구동전압이 DC라면?

위와 같이 두 개 LED 교차조립하는 것보다 확실히 편하다. 우선, 1) 서비스매뉴얼의 정보를 이용하고, 2) 찾을 수 없다면 실물의 전압을 확인한 후, 3) 적당한 전류제한 저항을 리드선 한쪽에 배선해준다. 다음과 같다.

위 회로도에서, 마이크로컨트롤러에 의해 ‘전구다마’가 점등된다. ‘전구다마’의 동작전압은 8V. 저항값은 8V ÷ 0.05A = 160오움. 그때 흐른다는 50mA는 LED에게 너무 과한 부담이므로 어떻게든 줄여야 한다. 이때 미지의 트랜지스터 동작점이 관련되어 있으나 무시하고… 대략 8V ÷ 0.01A = 800오움 ≒ 1K오움+ 정도면 묻지마 동작을 시킬 수 있겠다.

작업결과는? 이런! 생각했던 것보다 LED의 효율이 좋아서 광량이 많고 렌즈 때문에 광이 중심으로 쏠리는 현상 즉, 포커싱이 되는 문제가 있다.

이 현상을 해결하려면…

1) 전류제한 저항들의 값을 키우거나, 2) 줄로 렌즈를 갈아내서 광량과 포커스 효과를 줄이거나, 3) 아크릴 물감을 발라 대충 조절하거나, 4) 불투명 비닐봉투를 오려 예쁜 가림막(디퓨저)을 만들어주거나. 그외… 생각하기 나름이다. 광량억제는 사소한 고민일 뿐. 어쨋든…

LED에서 “짜잔! 전구다마’ 비슷한 톤의 빛은 나오고 있다”

* 관련 글 : 작은 ‘전구다마’와 Warm White LED (2)