[2호]왕초보 전자회로 강좌특집 2부 – 1
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왕초보 전자회로 강좌특집 2부 – 1
글 |스네일앤 스네이크 ※ 상기 내용은 디바이스마트와 스네일앤 스네이크의 협의를 |
브레드보드 이해하기 / 브레드보드
이제 입문을 하였으니까, 본격적으로 회로의 마법세계로 들어가 봅시다.
농부가 씨를 뿌리고 태양이 빛과 열을 주어서 곡식이 자랍니다.
그러나 다시 생각해 보면 대지와 대기의 이산화탄소(CO2)라는 자원이 없으면 이루어질 수 없는 일입니다. 이처럼 우리는 당연히 제공되는 것의 필요성을 잊고있는 경우가 왕왕 있습니다. 그러나 만일, 당신이 신(God)이고 처음으로 하나의 세상을 창조하려고 생각한다면…
그렇습니다. 하나부터 열까지 몽창 고민해 보아야만 합니다.
지금 우리의 손에는 아무 것도 없습니다. (또는 없다고 생각합니다)
그러므로 이제부터 창조의 작업이 필요하군요.
그렇다면 당신이 지금 당신만의 회로세계를 구축하는 신(God)의 입장이라면 당신은 무엇을 먼저 준비해야 하겠습니까?
→ 당연히 어떤 회로제작에도 필요한 근본적인 무엇이 필요하겠지요…
그것은 두가지 입니다. 하나는 실제부품이 조립되는 판(board)이고, 또 하나는 회로운전에 필요한 에너지원입니다. 그런 이유로 이번 (첫번째) 시간의 강의주제는 판(board), 즉 브레드보드(bread board)가 되겠습니다.
(다음시간에 회로의 에너지원인 전지에 대해 설명합니다)
먼저 아래 그림과 사진으로 브레드보드(빵판)을 구경해 봅시다.
전자회로 강의를 좀더 알기쉽게 전달하기 위해서, 제작하는 모든 회로의 실체도를 보여드릴 겁니다.
실체도는 그림 “브레드보드 이해하기 (1)”의 좌측에 보인 2 차원(평면) 브레드보드 그림 위에 부품을 배치한 형태로 나타낼 예정입니다.
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▶ ①은 시판되는 브레드보드 모듈입니다.
▶ ②의 영문을 번역해 보겠습니다. – 프로트 형태의 보드(판)은 부품의 리드(lead)를 판의 구멍에 밀어 넣어서(끼워서) 연결할 수 있으므로 납땜이 필요없는 임시회로를 제작하는데 사용된다.
어떻습니까? 단순하면서도 명쾌한 설명이죠.
브레드보드는 회로실험에 그만이랍니다.
다음 차례는 브레드보드에 숨어있는 (겉으로 드러나지 않는) 내부연결을 알아봅시다. 오른쪽의 그림-”브레드보드 이해하기2″을 찬찬히 살펴봅시다.
선(점선)으로 표시된 구멍들은 내부에서 서로 연결되어 있습니다. ① 번은 실물사진이고 ② 번은 숨겨진 내부연결을 나타냅니다.
네모난 작은 구멍 밑에는 ③ 번의 그림과 같은 핀 구조의 금속판(코넥터)이 배치되어 있어 부품의 리드(lead)가 끼워지는 구조로 되어 있습니다.
브레드보드의 블록은 내부연결로 볼 때 두가지 종류가 있습니다.
하나는 세로로 길게 연결되어 있는 블록이고 또 하나는 가로로 (구멍 5 개씩) 짧게 연결된 블록이 마주보고 배치된 형태입니다.
세로의 긴 블록에는 전원의 +, _를 연결합니다. ( +는 적색선 쪽을 사용, -는 청색선 쪽을 사용) 가로로 연결된 블록 사이의 공간이 IC와 같은 중요부품을 배치하는 장소입니다.
▶ 브레드보드는 일명 빵판이라고도 부릅니다.- bread가 빵이라서 그런가??? 이유는 잘 모릅니다.
▶ 브레드보드는 쉽게 구입할 수 있는 부품입니다.
▶ 브레드보드의 구멍사이를 연결하는 선은, 부품의 리드(lead)와 같은 단선을 사용하여야 합니다. -(연선은 가는 선이 여럿 합쳐있는 구조로 구부러져 끼워지지 않습니다) 이 목적으로는 전화선이 값싸고 구하기도 쉽습니다.
▶ 전화선을 자르고 양 끝단의 피복을 벗기려면 니퍼, 롱노우즈, 스트리퍼등의 공구가 필요합니다.
브레드보드 사용해보기 / 전지
이번 시간에는 이전에 소개한 브레드보드를 사용하여 가장
단순한 회로를 만들어 보겠습니다.
사용한 회로도는 제작 예정인 8가지 중의 첫번째입니다.
여기서는 회로의 동작보다는 회로도를 읽고 제작하는 방법 위주로 설명합니다. 우선 아래 그림_“회로도 이해하기 (1)” 그림을 살펴보십시요.
우선 회로도를 뜯어보도록 하겠습니다.
회로도는 ② 번이지만, 우선 ① 번 그림을 먼저 살펴봅니다.
가만히 보니 4개의 부분으로 이루어져 있군요. 이 중에 가운데 있는 저항과 LED는 부품입니다. 그렇다면 맨 위의 자루달린 삼각형과 아래의 물 그림자에 비친 뒤집어진 꼬깔 모양은 무엇일까요? ② 번 그림에 설명되어 있습니다. 위의 심볼은 전원의 +에 연결하라는 뜻이고, 아래 심볼은 땅(ground, GND)의 의미로 전원의 _에 연결하라는 뜻입니다.
▶ 우리 회로강의에서 전원은 모두 6V를 사용합니다.(건전지를 4개 직렬연결, 1.5V x 4 = 6V)
② 번 그림에서 보면 각 부품의 리드(lead)는, 다른 부품의 리드(lead)나 전원의 +, _에 연결됨으로써 전체적인 회로가 이루어진다는 것을 알 수 있습니다.
③ 번 그림을 보면 필요한 부품의 리드(lead) 끼리 연결만 된다면, 이어지는 선의 색깔이나 길이는 중요하지 않다는 것을 보여주고 있습니다. (이런 이유로 동일한 회로도로부터 제작된 작품도 모양과 크기가 서로 다릅니다. 제작자마다 기호가 다르기 때문이지요.)
④ 번 그림을 보면 하나의 극성있는 부품(LED)의 방향이 잘못되어 있습니다. 부주의로 ④ 번의 잘못된 회로도 처럼 제작한 경우에는 원하는 동작이 나오지 않습니다. (다행히도 부품이 파손되지는 않습니다. 방향을 바로잡아 주면 즉시 동작합니다. )
아래의 그림_“회로도 이해하기(2)”으로 이어집니다.
① 번 그림은 1.5V AA사이즈 전지 4개를 수납하는 전지홀더를 사용하여 6V를 만든 것을 보여줍니다. 회로도에 보면 전지심볼 4 개가 직렬로 연결되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 전지홀더에서는 +,_두 개의 리드(lead)가 나와 있는데, + 리드를 브레드보드 우측 세로모듈의 적색선 옆 구멍에 꼽고, _리드를 좌측 세로모듈 청색선 옆의 구멍에 꼽습니다.
이렇게 배선한 후 ⑥ 번 그림과 같이 전압계로 전원선 전압을 확인해 보면 약 6V가 나옵니다.
② 번 그림은 위에서 설명드린 회로도입니다.
③, ④, ⑤ 번 그림은 모두 ② 번 회로도로 제작한 실체도 입니다. (적, 흑, 청색은 전선) 부품의 배치가 조금씩 틀리지요? 그래도 ② 번 회로도를 충실히 재현하고 있습니다. (제작 취향이나 주변 부품의 배치에 따라 원하는 배치를 하나 사용하면 됩니다. 여기서는 회로도의 이해를 돕기 위해 3 가지 예를 제시하였습니다.)
▶ 실체도에서 부품에 표시된 검은 점이, 실제 회로에서 부품의 리드(lead)에 해당합니다.
▶ 실체도에서 부품모양이 생소하지요? 네모난 것이 저항이고 동그란 것이 LED입니다. 자세히 보면 LED의 리드(lead)에 극성표시가 있습니다. (보다 상세한 설명은 각각의 부품란을 참조)
▶ 브레드보드 안에 숨겨진 내부연결과 배치된 부품 연결을 같이 이어보고, 회로도와 같은지 확인해야 합니다.
전원이 연결되어 있으므로, 회로가 완성되는 순간 LED가 켜지는 것을 확인할 수 있습니다.
▶실제 회로제작에서는 전원을 마지막에 연결합니다. (마지막 순간에 전원의 +단자를 연결합니다. -단자는 연결해 둡니다) 원칙적으로는 전원이 들어가 있는 상태에서 부품을 연결하면 안됩니다. 회로가 완전하게 만들어지지 않은 상태에서 전원이 들어가면 예키지 않은 결과가 나올 수 있습니다. 최악의 경우는 부품이 파손되기도 합니다. 그런 이유로 회로에 전원용 스위치를 부착하는 경우도 있습니다. 우리 실험에서는 회로제작의 마지막에 전원의 +선을 연결하는(브레드보드에 끼우는)것으로 대신합시다.
이번 강의에 사용한 부품으로, 회로의 에너지원인 전지의 종류에 대해 설명합니다. 전지의 크기(사이즈)는 전압과 무관하며, 방출할 수 있는 전류의 크기와 관계가 있습니다. 전지의 크기(사이즈)는 AA, AAA, CM등의 명칭으로 구분합니다.
▶ 부품설명 : 전지
아래 그림에 일반적으로 사용되는 전지의 종류를 정리하였습니다. (휴대폰에 사용되는 리튬(Li) 전지는 제외)
① 번과 ② 번 그림은 우리가 일반적으로 많이 사용하는 건전지입니다.
1.5V / Cell (전지 1개)
③ 번 그림은 충전용으로 가장많이 사용되는 니켈카드늄 전지입니다.
값이 싸고 충전기도 전파사나 대형 마트등에서 쉽게 구할 수 있습니다. 1.2V / Cell (전지 1개)
④ 번 그림은 자동차용으로 널리 사용되는 납축전지입니다. 충전가능하며, 여러가지 전압/용량별로 규격화된 제품이 나와 있습니다. 2V / Cell (전지 1개) ⑤ 번 그림은 최근에야 널리 사용되기 시작한 고체수소전지입니다. 성능은 니켈카드늄 전지의 2배지만, 가격이 고가이며 전용 충전기를 사용해야 합니다. 디카에 많이 사용됩니다. 1.2V / Cell (전지 1개)
⑥ 번 그림은 전지를 직렬로 연결하여 여러가지 전압을 만들 수 있는 (전지)홀더입니다. 3V, 4.5V, 6V, 12V의 규격이 있습니다. (사이즈도 전지별로 여러가지가 준비되어 있습니다)
그림의 우측에 전지의 심볼이 나타나 있습니다. (친숙한 심볼이라고 생각되는군요. )
위에서 설명했듯이, 우리의 강의에서는 6V 전지를 필요로 합니다.
보신 바와 같이 사용되는 전지의 종류는 많지만, 사용목적은 오직 한가지 입니다. 회로에 필요한 전압과 전류를 공급하는 에너지원이 전지사용의 목적입니다. 우리 실험에 사용되는 회로는 전류를 많이 필요로 하지 않습니다. (최고 수십mA 정도) 그러므로 6V 전압만 되면 어떤 종류의 전지를 사용해도 O.K. 입니다. 랜턴용으로 시판되는 6V 전지도 좋습니다.
(단 +, _전선을 납땜하거나 악어클립을 사용하여 전지 밖으로 뽑아내야 하는 번거로움이 있습니다. 선을 대충 감아서 사용하는 것은 통전에 좋지 않습니다.
차라리 전선을 전지단자에 테이프로 꽉 붙여 버리십시요.
다음편에서 계속 됩니다.