[1호]왕초보 전자회로 강좌특집 1부 – 1
왕초보 전자회로 강좌특집 1부 – 1
글 |스네일앤 스네이크
※ 상기 내용은 디바이스마트와 스네일앤 스네이크의 협의를
통하여 사용을 득한 내용입니다.
왕초보 전자회로 강의를 시작하며.
어디서나 마찬가지겠지만, 처음 시간에는 강의의 전체적인 방향과 목적을 설명하게 됩니다.
이강의는 “전자회로를 만든다”라는 주제에 대한 것입니다.
그렇다면 무엇이 목표일까요? 회로도를 보고 실물을 만들 수 있는 방법을 설명하는 것입니다. 그래요? 왜 그렇게 하지요? 굳이 내 손으로 전자회로를 만들 필요가 있을까요? 그렇습니다. 누가 강요하는 것은 아닙니다. 그러나 회로도를 이해할 수 있고, 이해를 바탕으로 만들 수 있고, 내가 직접 만든 회로를 동작시킬 수 있으면 많은 재미있는 경험을 할 수 있습니다. 물론 얻는 것에 비해 엄청 저렴한 비용으로요.
더욱 중요한 것은, 이 회로를 제작하는 방법이 아니고는 가까이 할 수 없는 과학이론의 중심 아이디어를 이해할 수 있다는 것 입니다.
아시다시피 전자회로는 과학의 모든 실험분야에서 필수 불가결한 도구이기 때문이지요. 사실 구구한 이야기를 할 필요도 없이, 어떤 분들은 이미 필요성을 알고 있을 것입니다. 그렇기 때문에 지금 이 글을 읽고 있는 것이지요. 오히려 중요한 점은 “어떻게 하면 전자회로를 제작해 본 경험이 없는 사람에게 필요한 정보와 기술을 효과적으로 전달할 수 있을까?”라는 질문에 대답하는 일입니다. 많은 분들이 전자회로를 공부하기 어려워합니다.
그 이유 중의 하나는 범위가 넓고 배워야 할 것이 다양하기 때문이겠지요.
이 문제를 고려하여, 진행되는 강의의 특징을 주제의 범위는 좁히는 대신 (범위내에서) 체계적이고 명확한 설명에 주안점을 두는 것에 두려고 합니다. 서두에서 언급했듯이 우리 강의는 회로도와 밀접한 관계가 있습니다.
회로도는 그림으로 설계된 작은 언어입니다. 그렇기 때문에 회로도 세계에서 통용되는 약속이 있습니다. → 기호, 심볼
처음에는 어색하지만 일단 익숙해지면 회로도를 훑어보는 것만으로 회로의 동작을 짐작할 수 있을 정도로 강력한 기능을 가지고 있습니다.
바르게 설계된 회로도와 부품만 입수할 수 있으면, 내 손안에 완성품이 있는 것과 다름이 없습니다. 이렇게 회로도는 전자세계의 설계도면입니다.
회로도에 대한 첫번째 단계는 회로도를 읽을 수 있게되는 것입니다.
이 이야기는 회로도로 부터 제작이 가능한 단계라는 의미입니다.
두번째는 회로도로 회로동작을 해석하는 단계입니다. 마지막은 원하는 기능이 나오도록 회로도를 설계하는 단계입니다.
이 강의의 목표는, 전자회로에 전혀 경험이 없는 초보자에게 첫번째 단계의 전부와 두번째 단계의 입구까지 인도하려는 것입니다. 다시 말해서 초보자가 회로도를 읽고 이해할 수 있으며, 동작이 설명된 회로도 약간 이해할 수 있게되는 수준, 즉 중급자의 수준으로 성장하는 것입니다.
약간이나마 회로해석에 대한 설명을 이해할 필요가 있는 이유는, 혹시 만든 회로가 잘 동작하지 않을때 (원인을 찾아내서) 문제를 해결할 수 있도록 하기 위해서 입니다.
부품이란 무엇인가? (일반적 정의)
이번 시간에는 회로제작에서 사용되는 “부품”의 의미에 대해 생각해 보겠습니다.
조금 어렵더라도 설명을 차분히 따라와 주십시요.
회로를 제작한다는 것은, 본질적으로 부품들을 회로도에 그려진 대로 연결하는 것입니다. 연결은 다음시간의 주제이므로 잠깐 미루어 두겠습니다.
전자회로에 사용되는 부품을 설명하면, 일반적인 모양은 아래 그림과 같습니다.
흠~, 알고 계시는 모양과는 좀 다르지요.
부품은 크게 두 부분으로 구성됩니다. → 즉 본체 + 선 입니다.
본체는 절연물로 덮여서 보호되는 부분입니다. 절연물 안에 실제로 작동하는 부분이 있습니다. 편의상 이 작동부분을 “내용물”이라고 부릅시다.
아시다시피 절연물은 전기가 통할 수 없습니다. 전기가 없으면 내용물이 작동할 수도 없습니다.
그래서 전기가 흐를 수 있는 도체를 본체 안의 내용물에서 밖으로 연결해 놓았습니다. 이 연결부분을 선(Lead)이라고 하며, 선의 갯수는 내용물의 종류에 따라 달라집니다. 선의 갯수는 부품에 따라 하나부터 백 수십개까지 있습니다.
그러나 크게 분류하면 선의 숫자가 (1개), 2개, 3개, 3개 이상의 3 종류로 나누어 집니다. (선의 숫자가 1개인 부품은 테스트 핀(pin) 정도입니다. 무시해도 좋습니다.)
대부분의 부품은 선의 숫자가 2개나 3개이며 그 이상은 IC, LSI가 대부분 입니다. 여기까지 “부품”의 일반적인 구조에 대해서 설명했습니다. 간단히 정리하면 부품이란 본체에 선이 심어져 있는 모양이라는 것이죠. (여기서는 “아하! 부품이란 것이 대개 이런 형태로구나.”라고 감을 잡는 단계입니다.)
이제 실제 회로제작에 필요한 두가지 명제를 알아 보겠습니다.
1. (부품에서) 선은 도체이며, 도체는 저항이 없다.
2. 극성이 있는 부품이 있다.
첫번째 명제가 까다롭습니다. 잘 생각해봐야 합니다. 부품에서 선이 있는 목적은 두가지 입니다. 하나는 자신을 고정시키기 위한 것이고, 다른 하나는 다른 부품의 선과 연결하기 위한 것입니다. (하나의 부품은 많은 경우에 2개 이상의 다른 부품과 이어집니다.)
문제는 부품의 본체에서 나와있는 선의 어느 부분에서 다른 선과 연결해야 할까요? 해답은 의외로 간단한데, 아무데서나 O.K입니다.
이 말은 선을 잘라서 짧게 만들어도 되고, 필요하면 다른 선을 더 이어서 멀리 떨어진 부품까지 선을 이어가면서 연결해도 회로의 동작은 문제가 없다는 이야기입니다.
혹시 PCB라는 놈을 아십니까? → PCB (Printed Circuit Board)
전자제품의 속에 부품이 빽빽히 꼽혀져 있는 녹색이 감도는 판 말입니다. 컴퓨터의 메인보드도 이놈이죠. PCB 내부 한 부품의 납땜구멍에서 다른 부품으로 이어지는 선을 따라가다 보면, 정신없이 왔다갔다 하고 심지어는 멀리 돌아갔다가 다시오는 경우를 쉽게 볼 수 있습니다. 그래도 되는 이유도 첫번째 명제에서 찾을 수 있습니다. 즉 아무리 뱅뱅 돌아도 연결만 되면 O.K죠. 선에 저항이 없다는 조건은 의외로 사용하기에 편리한 점이 있다는 것을 알 수 있습니다. (혹시 싶어서 부언합니다. 실제의 선은 미소한 저항값을 가지고 있습니다. 또 C와 L값도.)
두번째 명제는 쉽습니다.
부품 중에는 극성(또는 방향)이 있는 부품이 있다는 거죠.
선을 뒤집어 연결하거나 순서를 바꾸면 동작이 안 된다는 겁니다. 극성은 회로도에 반드시 표시되어 있습니다. 선의 숫자가 3 개 이상인 부품인 경우는 반드시 순서가 정해져 있습니다. (기호로 표시되던지 번호가 매겨집니다) 회로제작을 완성하고 전원을 넣었을 때 동작이 안되는 가장 큰 이유가 부품연결을 잘못한 것입니다. 두번째 이유는 부품내 선의 극성이나 순번을 착각한 경우이며 세번째가 값이 다른 부품을 사용한 경우입니다.
→ 이 세가지 경우가 실패원인의 90%이상(대부분)을 차지한다 해도 무리가 없습니다.
이 경우에 실수를 바로잡으면 문제는 바로 해결됩니다.
부품의 결함때문에 동작하지 않는 경우는 거의 없다고 보아도 좋습니다.
다음편에서 계속 됩니다.
[52호]2018 서울국제공구전
서울 국제 공구전 TOOL TECH 2018
2018년 10월 30일부터 11월 2일까지 나흘간 일산 킨텍스 제1전시장 1홀에서 ‘2018 서울국제공구전(TOOL TECH 2018)’이 개최되었다. 한국공구공업협동조합이 주관한 이 전시회는 올해는 ‘한국국제용접절단기술전(Welding Korea)’이 새롭게 참여해 공구 및 관련 기기 뿐만 아니라 용접 및 전단 기술 산업의 현주소를 확인할 수 있는 자리로 마련되었다. 공구 산업은 일반 사용자부터 제조업까지 여러 분야에서 사용되는 산업인만큼 파급효과가 큰 핵심사업이며 한국 공구 시장은 품질 및 가격경쟁력을 확보하고 있어 더욱 유망하다.
올해 24번째로 개최된 이 전시회는 미국, 일본, 독일, 중국, 대만 등 12개국에서 148개사가 참가해 총 42,350여 점의 고정밀 공구 및 관련기기, 용접 및 관련 부품 등의 최신 기술을 선보여 주목을 받았다.
먼저 (주)와이지-원에서는 우수한 성능의 스페이스 드릴 제품을 선보였다. 업체에서 선보인 스페이스 드릴은 최소 가공 지름 9.5mm~114mm 까지 작업이 가능하며, 최대 12 x D 가공 지름까지의 깊은 구멍을 작업할 수 있다. 또한 동일 홀더로써 표준 드릴 블레이드, 스텝 블레이드, 바텀 블레이드 등 다른 형상의 블레이드와 겸용이 가능하다. 깍임새도 양호해서 소동력, 저강성의 기계에서도 사용이 가능하다는 점이 특징이다. 또한 솔리드 타입의 드릴에 비해서 진원도 및 가공 치수 정도가 우수하다.
(주)상보기업은 전국의 산업현장에서 실제로 필요로 하는 산업용품, 기계 공구, 측량기구 등을 판매하는 기업으로, 전시회에서는 다양한 브랜드의 공구박스를 선보였다. RING STAR의 공구박스는 새로운 개념의 툴 박스로 사용이 편한 원터치 버클로 장갑을 낀 상태에서도 한 손으로 열고 닫는 것이 편리하다. 또한 뚜껑 리브와 중간 칸막이의 연동으로 작은 물건이 섞이지 않아 혼동이 없다는 점이 장점이다.
(주)국제웰즈는 용접 분야의 국내 유일의 전문 무역 대리점으로 고품질의 용접 관련 품목들을 국내로 공급해오고 있는 기업으로 다양한 용접기를 선보였다. OPTIMARC 500PA은 디지털 방식의 Constant Voltage(CV) 및 Constant (CC) 출력 인버터 방식 용접기로 알루미늄, 탄소강 및 스테인리스 스틸 용접에 적합하며 높은 효율로 전기 소모를 줄일 수 있다. 또한 IP23 보호등급으로 발전기와 함께 실외 작업도 용이하며 제조 산업이나, 조선, 건설 현장에 적합하게 디자인된 제품이다. 제품의 특징으로 아크 스타트 시간이나, 크레이터 시간, 번백 시간 등을 조정할 수 있으며 용접성을 향상시킨다. 9개의 용접 방법을 메모리에 저장하며 PF-46 컨트롤러와 함께 사용하여 31개의 용접 모드를 선택 가능해 다양하게 활용이 가능하며, 94%의 파워렉터와 85%의 효율로 전력 소모를 크게 줄인다.
또한 CLIMAX의 FF5300 플랜지 페이서를 선보였는데, 현장 가공을 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 설계되어 파이프 준비 프로젝트를 신속하게 처리가 가능해 최적의 속도와 토크 조합을 자랑한다. 교체 가능한 터닝 암을 비롯한 새로운 모듈식 설계를 통해 사용자가 원하는 마감을 직접 만들 수 있다는 점도 특징이며 밸브나 파이프를 사용하더라도 사용이 간편하다.
승민테크는 정밀 판금 전문 기업으로 축적된 노하우와 기술력을 바탕으로 각종 작업대, 보관함을 최고의 품질로 제작 및 공급하기 위해 노력하고 있다. 부스에서는 다양한 보관함, 이동 공구함, 캐비닛 등을 선보였다. 특히 이번에는 승민테크만의 기술력이 돋보이는 인화성 물질 보관함을 선보였는데 주로 위험불 보관함 시장은 미국과 유럽에서 수입한 제품이 주도했으나 승민테크에서는 제품의 퀄리티가 높아 시장에서 빠르게 성장하고 있다. 유럽 표준 EN 14470-1의 화재 안전 캐비닛으로 인화성 및 가연성 물질을 보관하는 용도에 있어 국제 기준규격에 맞는 제품이다. 내화시험 가열로에서 700도 이상의 온도로 10분간 가열했을 경우에 캐비넷 내부 온도가 163도 이하로 유지하는 성능을 갖췄다. 하부에 외부 흐름 방지턱을 부착해 내부의 화학물질의 유출도 차단이 가능하다.
국내에서 처음으로 용접 안전보호구인 전자식 자동용접면을 개발한 써보레는 전자식 자동 용접면 써보그라스와 자동용접고글 아크쉴드를 개발로 전문 브랜드로써 널리 인정받고 있다. 전시회에서는 여러 모델의 써보그라스를 선보였는데 그 중에서 써보그라스 6000X는 다이나믹한 디자인과 고급스러운 컬러링의 부드러움이 어우러진 강하고 튼튼한 용접면으로 기존의 자동 용접면 대비 50%나 확대된 100x67mm 초대형 LCD창을 제공해 용접자에게 더 밝고 선명한 넓은 시야를 제공하고, 용접 작업 시 좁은 시야로 인해 답답함과 불편함을 해소시켜준다. 게다가 용접자가 꼭 필요한 핵심 기능을 버튼으로 쉽게 조작해 LED로 표시되도록 디지털화하였다. 또한 차광도 사용범위를 확대해 플라즈마 용접절단(#8)에서 부터 고전류TIG용접(#14)까지 사용할 수 있도록 설계되었다. 특수나올린 신소재 사용으로 위험하고 열악한 산업현장에서 사용되는 용접면 재질의 내열성 및 내충격성을 보강해 프런트 커버를 설계해서 제품의 안정성을 더욱 높였다. 전면보호판 교체시에도 쏟아지지 않도록 면체 상단에 쏟아짐 방지턱을 적용해 시력이 나쁘거나 정밀 용접을 하는 용접사가 사용하기에 확대경 탈부착이 아주 쉽게 되어 있어 사용자 편의성도 크게 높였다.
삼우나노텍에서는 고속가공기 SP-400을 선보였다. 이 고속가공기는 강하고 정교한 최대 40000RPM의 고속 스핀들이 내장되어 있으며 초정밀 가공이 가능하다. 자동공구교환장치 (ATC)가 장착되어 있어 M1,M1.4, M6 등의 모든 사이즈를 엔코더 없이 탭이 가능하다. 또한 NAK-80을 포함한 모든 소재를 가공할 수 있으며, 고속 금형, 스마트폰 메탈 케이스, 알루미늄 케이스 등의 다양한 부품 가공이 가능해 특히 미관통 가공을 더욱 정교하게 할 수 있어 유리하다.
(주)동성레이저에서는 자동차 및 공구 산업 등 산업전반에 두루 사용이 가능한 세계 최초 초소형 미니 화이버 레이저 마킹기를 선보였다. 레이저 마킹기를 구입할 때는 무엇을 새길지 결정하는 것이 중요한데 이 화이버레이저는 알루미늄, 스틸, SUS, 니켈, 동, 각종 합금 등의 다양한 금속 재질에 전부 레이저 마킹이 가능하다. 세계 최고 수준의 고해상도 (2540dpi)의 실현으로 정밀하고 보다 선명하며 디지털 방식이어서 보다 빠른 마킹 속도를 자랑한다. 표면이 곡면이어도 텍스트가 늘어짐이 없고, 패턴 마킹도 균일하게 된다. 또한 전력 소모량 (300~500w)을 절감시켜 유지 보수 비용을 절약할 수 있고 약 60kg의 무게로 초경량화 설계로 공간 활용을 더욱 극대화시킬 수 있다. 자동 초점 기능이 탑재되어 있어 기계가 알아서 최적의 초점을 잡아줘 사용자는 간편하게 초점 잡기 버튼만 누르면 된다.
프리미엄급 산업용 마스크 몰덱스 마스크는 부드러운 폼 쿠션으로 착용감이 뛰어나고 메탈 클립이 없어 착용감이 더욱 좋고 원몰드 방식으로 구김, 눌림에 의한 내구성이 강해 원형 복원이 매우 뛰어나다는 장점이 있다. 작업 중에 유해한 먼지, 분진으로부터 보호를 해준다. 기존 마스크 대비 2배 이상의 필터 면적으로 N95 (KF94) 상품 중 호흡이 매우 편하며 장시간 사용이 가능하다. 듀라 메쉬로 필터의 양면을 보호하며 호흡을 더욱 원활하게 유지시켜 주어 호흡에 의한 습기 또는 작업 환경의 물기에도 호흡이 편리하며 보다 빠른 건조가 된다. 얼굴 움직임, 입을 벌리고 말할 때 밀착도를 최대한 유지해 외부 분진 및 오염, 공기의 유입을 최소화시킨다.
성능과 품질이 높아 세계적으로 인정받고 있는 에머슨 일렉트릭의 자회사 리지드(RIDGID)의 산업용 건습식 청소기도 볼 수 있었다. 이 기업은 90년 넘게 미국 현지에서 제조해 전 세계 150여 개 나라에 제품을 공급하고 있으며 미국 내 파이프 공구 분야 브랜드 충성도, 인지도 1위의 자리를 지키고 있다. 이 청소기는 미국에서는 이미 50년간 판매되어 품질을 검증받았으며 국내에서는 2018년도부터 판매 중인 제품이다. 1개의 모터로 2개 모터의 힘을 발휘하고 낮은 소비전력으로 강력한 흡입력이 입증되었다. 청소를 위한 흡입 기능에 송풍 기능이 추가되어 송풍기와 청소기를 동시에 구매한 것 같은 효과가 있다. 일반 먼지 청소뿐만 아니라, 많은 양의 물기 청소 후에는 담긴 물기를 한꺼번에 빼낼 수 있어 더욱 편리하다. 폴리에틸렌 플라스틱 재질로 무게도 가볍고 어떠한 충격에도 깨지지 않으며 2~3개 모터 청소기 무게의 40% 정도밖에 되지 않아서 운반하기에 매우 손쉽다는 장점이 있어 강력한 흡입력과 가벼운 운반을 원하는 각종 산업 현장에서 크게 호평을 받고 있다.
서울국제공구전은 세계 14위를 차지하고 있는 우리나라의 핵심 산업으로 손꼽히는 공구 및 관련 기기 산업의 현주소를 한자리에 볼 수 있어 유익했다. 이번 전시회의 관람객은 이번에 총 2만 3천 여명이었다고 전해진다. 부대행사로 공구 수출상담회, 공구 관련 세미나 등이 개최되어 국내 공구 제품과 서비스에 관심 있는 주요 국가의 바이어 20여명을 통해 해외 거래선을 발굴하기도 했으며, 해외 공구 기업만이 중심이 되는 게 아닌 우리나라를 대표하는 전문 기업들의 미래를 가늠해볼 수 있는 전시회였으며 내년에는 더욱더 발전된 모습을 기대하며 관람기를 마친다.