조선청년기

 예전에 만들었던 작품(作品)들을 토대로 기본적으로 저런 것들은 어떻게 만들어지는지 알고 싶거나 만들어 보고 싶어 하는 분들을 위해 포스팅을 하려합니다. 저도 체계적인 교육없이, 깊은 지식을 가지고 만든 것이 아니기 때문에 전문적인 설명보다는 만들면서 알게된 부분들과 어떻게 하면 동작을 하게 할 수 있는지 등을 원리 위주로 써내려 가도록 하겠습니다.
이 포스팅을 위해 예전에 만들었던 것들에 대한 자료들을 정리하다 보니 제대로 정리를 하지 않아 남아있는 것이 별로 없어 아쉽네요.

 

전자회로 기초 - 기본기를 다져보자

내가 원하는 무언가를 만들기 위해선
회로를 구상해야하고 원하는대로 동작하도록 프로그램을 작성해야한다.

어렸을 때 건전지와 꼬마전구, 스위치를 이용해 불이 켜졌다 꺼졌다 하는 놀이를 해봤을 것이다.
건전지를 전구에 연결해서 스위치를 누르면 불이 들어오고, 손을 떼면 불이 꺼지는 어찌보면 당연한 실험이지만 모든 전자기기는 이런 원리를 이용하여 동작하게 된다.
우선 꼬마전구를 회로도로 그려보면 다음과 같다.

건전지가 사라지고 꼬마전구는 LED로 바꼈지만 기본 골격은 같다.
위 회로도에서 VCC는 건전지의 (+)부분을 나타내고
접지모양으로 되어있는 부분이 Ground가 건전지의 (-)부분을 나타낸다.
(용어 사용에 있어서는 그냥 그러려니 하고 지나치도록 한다.)
//(+), (-)를 저렇게 표현한 것은 회로가 복잡해지게 되면 와이어가 얼키고 설켜 눈으로 보기 힘들기 때문에 회로를 간단하게 표현하기 위하여 전원부는 따로 그려준다.
(-)를 ground라고 부르는 이유는 전압의 기준이 되기 때문이다. ground를 기준으로 (+)전압이 몇 볼트이냐가 정해지기 때문에 기준전위라고도 부르고, 기준전위를 0V로 본다.
(전압은 상대적이다. 각자 독립된 회로로 구성된 기기가 내가 몇볼트니하는 것은 의미 없는 행동이다. 비유를 하자면, 서로 다른 반 혹은 다른 학교의 학생이 내가 반에서 몇등이다, 넌 몇등이냐 하고 비슷하다고 할 수 있다. 두 학생이 수능을 보면서 결정이된다고 볼 수 있다. 회로에서는 두 독립된 회로의 Ground만 서로 연결을 하면  된다. 자세한 얘기는 나중에 하던가 하겠다.)

그럼 이제 저 회로도대로 회로를 구성하여 LED를 켜보자.

우선 5V의 전원을 만들기 위해서 집에서 보통 사용하지 않아 지하창고에서 먼지만 쌓이고 있는 아래와 같은 파워서플라이를 이용하여 출력을 5V로 맞춰주기만 하면 되므로 사용하기에 편리하다.
 집에 저런 것이 없다해도 걱정할 건 없다. 돈주고 사면 된다. 얼마 안한다.
그래도 인테리어에 도움 안될 법한 디자인의 덩치 큰 기계를 집안에 들여 놓기가 꺼려진다 하는 분들은 컴퓨터에 있는 파워서플라이를 뜯어서 사용하도록 한다. 위에 것보단 불편할테지만 3.3V, 5V, 12V가 분리되어 전원을 제공해주니 그런대로 쓸만 하다. 컴퓨터가 안켜진다는 단점이 있다.
 그 다음으로 생각할 수 있는게 아답터를 이용하는 방법이다. 예전에 지금 사용하지 않는 핸드폰의 아답터나 다른 가전기기의 아답터를 보면 출력 전압과 허용전류가 표시되어 있다. 아답터에 적혀 있는 전원을 참고하여 전원을 공급할 수 있다.
이도 저도 안되겠다 하는 분들은 그냥 1.5V짜리 손가락 건전지 3개를 직렬 연결하도록 한다. 전압이 0.5V 모자라지만 LED는 관대하므로 이 정도는 허용해줄 것이다.
 이제 각자 준비한 전원과 LED를 연결해야 한다. LED 역시 거의 모든 전자기기에 들어가므로 사용하지 않는 기기에서 뜯어서 재활용하도록 한다.
이제 전원과 LED를 구했으면 전원부의 +부분과 LED의 +부분을 연결하도록 한다. 일반적으로 LED는 다리가 긴쪽이 +이다. 재활용했다면 다리 길이로는 구분이 안될테니 LED를 빛에 비춰보아 아래 그림과 같이 모양으로 구분을 하도록 한다.


(스위치는 귀찮으니 손으로 선을 붙였다 떼는 것으로 대체하도록 한다.)
이제 LED의 +와 전원의 +를 연결해놓은 상태로 LED의 -와 전원의 -를 연결해본다.
불이 안들어 오는가? 그렇다면 LED가 죽었을 것이므로 갖다 버리도록 한다.
이제 새로운 LED로 아래와 같은 회로를 다시 구성하여 LED를 켜보도록 하자.

회로도에서 새로추가된 R로 표시된 저항은 아래 그림 처럼 생겼다. 저항은 전류 또는 전압을 조절할 수 있는 역할을 한다. 저항은 +, -의 구분이 없으므로 부담없이 미관상 보기 좋게 연결하도록 한다.

위의 회로도로 LED의 불이 들어온다면 성공이다!