[3호]왕초보 전자회로 강좌특집 3부 – 4
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왕초보 전자회로 강좌특집 3부 – 4
글 |스네일앤 스네이크 ※ 상기 내용은 디바이스마트와 스네일앤 스네이크의 협의를 |
차례로 빛나는 LED를 만나보자.
이번 시간에는 준비한 8 가지 기초회로 중의 일곱번째로 555 (Timer IC)의 펄스열 발생회로를 사용하여 코일의 특성을 이해할 수 있는 회로입니다.
▶ 회로설명 (circuit description)
이번에는 555에서 발생시킨 구형파를 입력으로 하는, 로직(Logic) 카운터 IC 4017의 활약으로 10개의 LED를 순차적으로 점등시키는 회로를 소개합니다.
이 회로의 핵심인 4017 (10진 카운터 IC)는, 여섯 번째 555 응용회로에서 소개한 CMOS 로직(Logic) 페밀리 IC인 4027 (JK F/F)과 같은 종류로 널리 사용되는 대표적인 CMOS IC중 하나입니다.
이번 회로를 기점으로, 로직회로와 디지털 인터페이스 회로에서 폭 넓게 사용되고 있는 CMOS 계열의 Logic IC에 친숙해지고, 편안히 사용할 수 있는 계기가 되기를 바랍니다.
▶ 회로동작 설명 (circuit operation)
그림에서 소개된 회로는 많은 설명이 필요하지 않습니다.
먼저 555는 T=(R1+2 x R2) x C1 / 1.44=약 0.08초 (80ms) 주기의 구형파를 발생 시킵니다. 이제는 너무나 익숙한 회로이지요.
555 출력 구형파는 4017의 14번 Clock 입력단자로 들어갑니다.
4017은 메뉴얼에 의하면 입력펄스 상태가 Low에서 High로 바뀔 때 (on the rising-edge) 카운트가 증가하며, 카운팅에 해당되는 Q0_Q9 단자만 High 상태가 됩니다. (결과적으로 입력펄스가 들어오면, 10개 LED 중 하나씩만이 돌아가며 켜집니다.)
※ 영문참조 : The count advances as the clock input becomes high (on the rising-edge). Each output Q0-Q9 goes high in turn as counting advances.
※ 4017 카운터 IC 핀 번호는 메뉴얼을 참조 바랍니다. (표준 번호매김 방법과 동일)
▶ 회로도 (The circuit diagram) : 순차점등 카운터 IC 회로
1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 KHz, 10 KHz, 100 KHz 표준 펄스발생기
▶ 회로설명 (circuit description)
이제 555 응용회로의 마지막 예제에 이르렀습니다.
이번 회로는 임의 시간을 관측할 때, 비교기준으로 사용할 수 있는 표준펄스를 만드는 회로입니다. 정확한 주기의 표준펄스는 계측기나 측정회로의 기준신호로 필수적인 것입니다.
정확한 표준펄스는 특별한 회로가 필요한 것이 아니고, 정확하고 안정된 부품에서 나옵니다. 우리는 이런 종류의 부품을 표준부품이라고 부르며 구하기도 어려울 뿐만 아니라 값도 비쌉니다. (고가의 계측장비에 사용) 시중에서 1% 오차의 저항은 구할 수 있으나, 1~2% 오차의 콘덴서를 구하기는 거의 불가능하므로 표준부품을 구하는 어려움이, 단지 가격의 문제뿐이 아니라는 것을 알 수 있습니다.
우리는 실험단계에 있으므로, 기존의 부품으로 동작시켜 보겠습니다.
만일 오실로스코우프나 주파수 카운터를 이용할 수 있으면 VR1을 조정하여 정확한 주파수에 셋팅할 수 있습니다. 이렇게 보다 정확한 장비를 기준으로 (제작된 회로를) 조정하는 과정을 보정(Compensation)이라고 부릅니다.
▶ 회로도 (The circuit diagram) : 1, 10, 100, 1K, 10K, 100KHz 표준 펄스발생기 회로
▶ 회로동작 설명 (circuit operation)
회로 설명은 주파수의 계산으로 끝입니다. R1과 VR1의 직렬값을 미리 50㏀이 되도록 맞추어 둡니다. 발생되는 펄스 주기의 계산은 아래를 참조하시기 바랍니다.
1Hz→ (50k+2 x 47k) x 10uF/1.44=144k x 10uF/1.44=1(sec)=1Hz
10Hz→ (50k+2 x 47k) x 1uF/1.44 = 144k x 1uF/1.44=0.1(sec)=10(Hz)
100Hz→ (50k+2 x 47k) x 104p/1.44=144k x 104p/1.44=0.01(sec)=100(Hz)
1KHz→ (50k+2 x 47k) x 103p/1.44=144k x 103/1.44=0.001(sec)=1(KHz)
10KHz→ (50k+2 x 47k) x 102p/1.44=144k x 102p/1.44=0.1(msec)=1(KHz)
100KHz→ (50k+2 x 47k) x 100p/1.44=144k x 100p/1.44=0.01(msec)=100(KHz)
설명드린 대로 콘덴서의 오차가 10% 이므로, 555에서 출력되는 펄스도 동일한 (크기의) 오차를 가집니다. 소개한 “표준 펄스발생기” 회로는 만능기판에 (독립해서) 제작해 두면, 다른 Logic 회로나 마이컴 인터페이스 회로를 실험하는데, (기준 펄스원으로) 매우 유용하게 사용될 수 있습니다.
▶왕초보 전자회로의 555Timer IC 강의를 종료합니다.
수고하셨습니다. 다음 강의에 만나뵙겠습니다.