로보밥

부제목: 1석(트랜지스터) LED 점멸기 (Single LED Flasher)

이번엔 LED 점멸기를 소개하려 합니다. 

발진회로를 찾다가 재밌는걸 발견했습니다. 
보통 LED 점멸기라면 트랜지스터 두개를 사용해야 한다고 생각하고 있었는데요
이녀석은 한개로 됩니다.

[그림1]

정확히는 모르지만 Esaki Effect(효과)와 관련된것 같습니다. 1972년에 노벨상을 받은 Leona Esaki라는 사람의 1957년경 발표된 연구결과에서 기원했다는군요.

전자회로 전공서적을 보면 UJT나 쇼클리다이오드를 이용한 발진회로와 유사하네요.
아마도 위 효과를 응용하여 만든 전용소자들인가 봅니다.

자세한 원리는 잘 모르지만 현상만 가지고 보자면 트랜지스터의 Collector와 Emitter 사이에 보통의 전위방향과 반대의 역전압을 걸어주는 회로로 구성되었습니다.

여기서 사용되는 전압원이 12V인데요,  약 10V(트랜지스터마다 다를듯합니다)의 역전압이 걸리는 순간 장벽이 깨지면서 전류가 흘러버리는 현상을 이용한것 같습니다.
Base부분은 무접속입니다. 베이스 전류를 통한 증폭작용은 안합니다.

참고한 사이트(참고자료1) 자료에서는 2N2222 을 사용했는데요,
제경우 가장? 유명한 범용 트랜지스터 C1815로 테스트한 결과 정상 작동합니다.

부품선택:
저항값 1K옴, 100옴은 변동폭이 별로없습니다.
(100옴이 없어서 220옴 2개를 병렬연결했고, 1K옴은 500옴짜리 2개를 직렬연결했습니다.)
정확한 값으로 작동을 테스트 후 변화 시켜보시기 바랍니다. 제경우 값이 바뀔때 발진이 멈추곤 했습니다.
콘덴서는 용량 변화가 가능하며, 발진 주파수가 변화됩니다.  (아래의 동영상은 220uF 전해콘덴서를 사용)

LED를 제외하고 그냥 발진 파형 소스원으로도 테스트 해봤는데요, 수십KHz까지 잘 작동하더군요

[동영상1]

[참고사항]
첨부된 동영상에서 전류량이 수백mA로 표시되는데요, 값이 너무 커서 이상하다고 생각하여 확인해보니 테스터기가 고장이 나버렸더군요 본 회로를 테스트 하실때는 전류계 사용시 주의하시기 바랍니다.
제경우 회로를 재구성하다가 순간 전류량이 초과하여 테스터기가 고장나 버린것같네요
아날로그 전류계 사용을 권장합니다. [

관련글링크: 아날로그 테스터기 활용하기

]


주의사항:
사실 범용 트랜지스터로 이렇게 사용하는게 정상적인 작동은 아니므로 트랜지스터 파손가능성이 있을지도 모릅니다.
직접 테스트 해보실경우 회로 부분을 투명플라스틱으로 덮어두고 작동하시길 권장드리며
LED, 콘덴서, TR  모두다 터지면 위험할 수 있으니 안경이나 고글을 꼭 착용하시기바랍니다.



참고자료:
1. http://www.cappels.org/dproj/simplest_LED_flasher/Simplest_LED_Flasher_Circuit.html
2. 참고서적: 전자회로  도서출판 삼보  이현창 회 5인 공저 
 ( 보통 전공서적들이 수식을 너무 전면에 내세우는 경향이 있어서 학습욕구를 저하시키곤 했는데
 이 책은 현상을 적절히 설명한 후 수식으로 정돈을 해주는게 맘에 들어 몇 일전 구매해 버렸답니다.
도서관에서 발견했는데요, 인기가 많은 책은 아닌가 봅니다. 왜일까요??? )
3. DSO-2090 USB 오실로스코프 

 아래의 사진은 아마도 1990년 전후 즈음하여 구입한 걸로 기억되는 아날로그 멀티테스터기(사진A)입니다.
벌써 구입한지 20여년 된 물건들이 주변에 하나 둘씩 쌓여가는 걸 보니 왠지 나이꽤나 든 느낌이 듭니다.

이녀석은 측정범위 바뀔때마다 0점 조절을 해야하고, 측정시에도 측정 값이 도대체 몇이라는건지???  애매매하여 지금은 사용하지 않고 있는데요,



문제는 몇일 전 새로운 회로 테스트중 의심스러운 전류값이 나와서 계산해보니 회로 문제가 아니라 테스터기 고장인것으로 판명되었고,

 음... 건전지 불량이군 한 3년동안 잘 썼군... ^^,
이제 새건전지를 줄테니 앞으로도 잘 부탁한다!

그러나, 건전지 교체 후에도 계속되는 오작동 ㅡㅡ

결국, 고장으로 판단되어 , 나머지 다른넘을 전류계로 사용하기에 이르렀습니다. 
그런데,,,  곧바로 그녀석도 맛이 가버렸습니다. T T

헉;; 분명 허용범위 이내 였는데
아마도 순간 피크값이 너무 컸었나봅니다.

결국 테스터 2개의 전류측정 기능이 고장나버려 전류측정 기기가 사라져 버리는 사태에 돌입합니다.
(불행 중 다행인것은 전압,저항 측정기능은 정상이랍니다.;; )

하여,  묵혀뒀던 아날로그 테스터기를 꺼내놓았습니다.
너라도 잘부탁한다~
우선 잘 작동하나 건전지 부터 점검해봤습니다.

허헛,, 역시나 내장전지들의 부식작용이 있더군요, 바로 빼버리고 새건전지를 넣으려는 찰라

아날로그 전류계의 작동 원리 생각이 나더군요. 

그것은 바로 건전지 없어도 작동!! 한다는 사실.

작동 원리는 간단합니다.  내장 코일에 전류를 흘려주면 그 양에 비례하여 자기장이 생기고 내장 자석과의 반발력으로 바늘이 돌아가는게 기본 메카니즘입니다. 전류가 크면 많이돌아가고, 작으면 적게돌아가게 됩니다.  문제는 그 양의 차이가 상황에 따라 매우 큰 차이가 있으므로 값의 범위를 구분(Range)하고 너무 큰 전류 값은 별도의 저항을 통해 n분의 1로 축소하여 받는것으로 항상 일정한 범위내의 전류량이 코일로 유입되게 하는것입니다. 
(때문에 레인지 설정을 잘못하고 사용하면,  테스터기가 고장날 수 있습니다. 코일이 타버리겠죠 )

근데 중요한점. 이 작동은 테스터기의 내부 전원하고는 상관없습니다.
그럼 건전지는 왜 필요한걸까요?

저항측정, 트랜지스터 hfe(증폭률)측정,  도통테스트(단락이 되면 삐~ 소리나는거)  때문입니다. 

결론적으로 전류와 전압만 측정한다면  아날로그 테스터기는 건전지 없이 사용 가능합니다.
(사진A2)와 같이 건전지 모두 제거하고 사용하시면 됩니다.

옛애정이 남아 못버리고 창고에 숨겨 두셨다면??  다행입니다. 이제는 아날로그형 멀티테스터만의 비기를 사용할 때가 온것입니다.  24시간 풀가동 해도 이용료(전기료) 0원 기기,  괜찮지 않나요?





본 내용과 관련하여 추후에 더 쓰고 싶은 내용

[관련글링크: 트랜지스터 한개로 작동하는 LED 점등기]
 : 제 디지탈 테스터기를 불능으로 만들어버린 신기하고도 무셔분;; 회로로 기억됩니다.  보통 LED 깜빡이를 만들려면 TR(트랜지스터)가 최소 2개 필요합니다. 서로 주거니 받거니 하면서 역활분담하는것이죠.  근데 한개로도 작동하는 깜빠기가 있더군요. 신기한 녀석이라 한 글 적어볼 생각입니다.

[미작성: 멀티테스터기 작동 메카니즘에 대해서]
 : 예전에 테스터기 작동원리가 궁굼하여 뒷뚜껑을 열어봐도 도데체 모르겠더니 관련책을  보니 조금 이해가 가더군요. 초보자님들을위해 그리고 구시대의?(아직은 아니죠?) 유물로 사라져 버릴듯한 아날로그 테스터기에 대해서 이야기 해볼까 합니다. 대단히 중요한 전기 기초 이론들이 들어있더군요...

  첨언. 도서관에 가서 옛날에 봤던 그 책을 찾아봤는데, 찾을 수 없었습니다;;
 하지만, 다른 좋은책이 있더군요 [전자계측 -피어슨 에듀케이션 코리아] 번역서를 찾았습니다. 좀더 깊고 다양한 범위를 다뤄서 전자기술 기본교양? 쌓는데 좋은책 같습니다. 참고하세요.