ㅗㅗ

처음 작성하는 팁이라 미흡한 부분이 많이 있을 수 있습니다.

틀리거나 잘못된 부분이 있다면 지적해주시면 감사하겠습니다.

본 글은 진짜 전기전자 관련으로 지식이 전무한 분들을 대상으로 작성하였으므로

용어도 친숙한 주변에서 사용하는 용어 위주로 바꿔서 사용하는게 많습니다.

본인이 기본적인 배경지식이 있다면 볼 필요가 1도 없습니다. 진짜 초심자를 위한 글입니다.

이전 강의를 보지 않으신분은 먼저 보고 오는걸 추천합니다.

https://gall.dcinside.com/m/gundam/1465326

LED 개조하기 강의 [1 : 납땜없이 개조하기] - 건담 마이너 갤러리

처음 작성하는 팁이라 미흡한 부분이 많이 있을 수 있습니다. 틀리거나 잘못된 부분이 있다면 지적해주시면 감사하겠습니다.본 글은 진짜 전기전자 관련으로 지식이 전무한 분들을 대상으로 작성하였으므로용어도 친숙한 주변에서

gall.dcinside.com

1. 서론

지난 시간에는 납땜 없이 간단하게 LED 개조하는 방법을 알아봤습니다.

이번 시간에는 여러개의 LED 를 사용하는 방법을 알아보겠습니다.

여러개의 LED 를 작업하려면 납땜이 반강제됩니다.

물론 납땜을 하지 않고도 작업이 아주 불가능하진 않지만, 물리적인 충격이 가해지면

분리되어 회로가 끊어질 확률이 높아집니다.

그래서 이번 시간에는

1) 납땜에 필요한 재료와 도구

2) 납땜의 방법

3) 회로에 필요한 소자를 고르는 방법

4) 예시

순서로 진행 하겠습니다.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. 납땜 준비물

납땜 방법을 설명하기에 앞서 어떤 것들이 필요한지 설명하겠습니다.

모든 구성품이 필요하지 않을 수 있으니 반드시 글을 끝까지 읽어보고 구매를 해주세요.

1) 인두기 (필수)

필수 준비물입니다. 모양과 작동 방식, 소모 전력 용도 등등 엄청 다양한 인두기가 있습니다.

인두기는 비쌀수록 좋지만 우리는 초보이기도 하고 몇 번이나 사용할지 모를 인두기에 몇 만원씩 투자하기는 아깝습니다.

그냥 다이소에서 파는 전기 인두기 하나 구매하시면 됩니다.

2) 실납 (필수)

마찬가지로 필수입니다. 이런식으로 원통에 감겨져 있는 형태이거나,

스프링처럼 감겨서 원통안에 들어가 있는 형태로 판매합니다.

형태는 상관 없으나 납은 보통 유연납, 무연납 이렇게 두가지로 분류됩니다.

이름에서 알 수 있듯 유연납은 납이 많이 첨가되었고, 무연납은 납이 거의 들어있지 않습니다.

납은 중금속이기 때문에 무연납이 건강에 덜 해롭습니다.

하지만 유연납이 녹는점이 낮고 잘 퍼져서 사용하기 용이한 편입니다.

게다가 무연납을 사용하기 위해서는 높은 온도까지 올릴 수 있는 비싼 인두기가 필요하기 때문에

우리는 유연납을 사용할겁니다.

대신 유연납을 사용할 때는 반드시 장갑을 착용해주시고, 환기를 잘 해주시기 바랍니다.

3) 솔더링 페이스트 (추천)

필수는 아니지만 있으면 좋은 제품입니다.

솔더링 페이스트는 납땜의 무안단물 입니다. 납이 잘 붙게 해주고, 인두팁의 자잘한 오염도 제거 가능하고

납이 더 유연하게 움직여 깔끔하게 붙게 해주며, 납을 제거할 때에도 사용하고 등등 많은 용도로 쓰입니다.

물론 없어도 다 가능한 작업이지만 있으면 작업 난이도가 확실히 쉬워집니다.

지금은 다른 기능은 필요없고, 우리는 잘 붙도록 하는 접착제의 용도로 사용하게 될겁니다.

구하기 힘들다면 굳이 사지 않아도 좋습니다.

4) 인두기 스탠드 (반필수)

인두기를 거치해두는 스탠드 입니다. 없으면 팁이 땅에 닿지 않도록 책상위에 올려둬야 하는데 매우 위엄하므로

안전을 위해서 무조건 구비하는걸 추천합니다.

5) 인두팁 클리너

철로 된 통 안에 철수세미가 담겨있는 형태의 제품입니다.

인두 팁이 오염되었을 때 팁을 수세미에 찔러 넣으면서 오염물질을 제거하는 용도로 사용합니다.

이것도 구매하는걸 추천하지만 만약 따로 찾기가 어렵다면 그냥 다이소에서 철수세미를 사고

적당한 철제 컵에 담아서 사용해도 됩니다.

요약

- 인두기(다이소 싼거) 실납(유연납) -> 필수

- 인두기 스탠드 반필수

- 솔더링 페이스트 있으면 납땜 난이도 급 하락. 추천!

- 쿠팡에 인두기 세트 치면 다 같이 파는거 있을거임 아마도

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3. 납땜의 방법

아래에서는 두 가닥의 에나멜선을 연결하는 것을 예시로 보여줄겁니다.

이를 응용하면 다양한 곳에 납땜을 할 수 있습니다.

1) 인두기에 전원을 넣어 달궈줍니다.

2) 건프라 LED 개조에 주로 사용하는 에나멜 전선입니다.

매우 얇으면서 코팅되어 있기 때문에 코팅을 제거해줘야 합니다. 좋은 인두기를 사용한다면

강한 열로 피막을 녹일 수 있겠지만 우리는 싸구려 인두기를 사용하므로

종이 사포를 이용하여 전선을 긁어 피막을 제거해줍니다.

3) 피복이 제거된 전선 두 가닥을 꼬아서 연결해줍니다.

만약 솔더링 페이스트를 샀다면, 인두기로 페이스트를 녹인 후 전선을 담궈서 뭍혀줍니다.

4) 연결된 부위에 인두기 끝을 접촉 시킨 후 납을 사이에 밀어 넣듯이 녹이면서 흘러 넣어줍니다.

이후 납이 적당량 녹아 붙었다면 실납을 먼저 분리 시켜준 후 다음에 인두를 분리 시켜줍니다.

즉 납땜의 순서는 인두 접촉 - 납 접촉 - 납 분리 - 인두 분리 이 순입니다.

만약 인두를 먼저 분리 시킨다면 냉납이 발생하여 추후 납이 떨어질 수 있습니다.

5) 완성. 납이 두 선 사이에 녹아 붙어 완벽하게 연결된 것을 확인할 수 있습니다.

지금 보여준 작업은 선과 선을 연결하는 작업입니다. 다른 소자와 선을 연결할 때에도 기초적인 방법은 같습니다.

사진과 글로는 설명하는게 한계가 있기 때문에 이 작업 과정은 유튜브를 참고 하는게 더 도움이 될 겁니다.

여러 영상들을 보면 금방 따라할 수 있을겁니다.

요약

1. 납땜하는 부위가 코팅이 되어있다면 제거 후 진행

2. 순서는 인두 접촉 - 납 접촉 - 납 분리 - 인두 분리 순으로

3. 그냥 유튜브 영상 한번 보는게 더 도움됨

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4. 회로 계획하기, 소자 선정하기

이번에는 여러개의 LED 를 사용할 때 회로를 구성하는 방법과 소자를 고르는 방법을 알려드리려고 합니다.

단 여기서는 약간의 전기지식이 필요합니다.

최대한 용어를 알기 쉽게 풀어서 설명하려고 하나 이해가 안가는 부분은 댓글로 질문해주시면 감사하겠습니다.

V=IR -> 전압=전류x저항 이것만 기억하고 시작해봅시다.

이 회로는 지난 시간에 보여드렸던 LED 1개를 사용했을 때의 직렬 회로입니다.

이 전기는 LED 와 저항을 거쳐 배터리로 다시 돌아옵니다.

우리는 특정한 배터리를 사용하고, 필요한 색상의 LED 를 사용하기 때문에 이들은 고정값입니다.

LED 는 색상마다, 제조사마다 스팩의 차이가 있습니다.

가장 좋은 방법은 사용하는 소자의 데이터시트(전자부품 설명서)를 확인하여 상세정보를 보는것이 좋습니다.

하지만 회사별로 차이가 큰 편차가 있지 않으므로 대략적인 색상별 스펙을 알려드리겠습니다.

전압 전류

빨강 1.8 0.02

노랑 1.8 0.02

초록 1.9 0.02

파랑 2.8 0.02

백색 2.8 0.02

보다시피

전류는 전부 0.02A 로 일정하며 전압은 빨,노,초=2V 파,백=3V

이렇게 생각하고 계산하시면 됩니다. 약간의 차이가 있긴 하나 정교한 회로를 만드는 것이 아니기에 작동에는 큰 영향이 없습니다.

이 회로에서 건전지는 5[V] 의 전압을 회로에 가하고 있으며, LED 는 2[V] 의 전압을 사용하고 있습니다.

저항은 건전지가 보낸 5[V]의 전압에서 2V를 제외한 3[V]의 전압을 사용하게 됩니다.

그리고 이 회로에서 LED 에 흘러야 할 전류는 20[mA] = 0.02[A] 입니다.

전류는 선을 따라 흐르는 물과 같습니다. 갈림길이 나오지 않는 한 줄어들지 않으므로

저항에도 똑같이 0.02[A] 의 전류가 흐릅니다.

즉 저항에는 3V 의 전압과 0.02[A] 의 전류가 흘러야 합니다.

이를 가장 기초적인 식인 V=IR 에 대입해 봅시다 각각 전압=전류x저항 을 뜻합니다.

3=0.02 x R

이와같이 식을 작성할 수 있으며 계산을 하면 R=150 인 것을 알 수 있습니다.

즉 위의 회로에서 우리가 사용해야 할 저항의 크기는 150 입니다.

여기까지 이해가 되었다면 다음 단계로 넘어가겠습니다.

이번엔 LED가 하나가 병렬로 늘어났습니다. 직렬로 놓지 않은 이유는

병렬로 놓을 시 하나의 LED 가 고장나더라도 나머지가 정상작동이 가능하며 전압으로 인해 제약을 안받기 때문입니다.

물론 이유는 중요하지 않으며,

LED 를 추가로 연결할때는 병렬로 연결한다

만 기억하시면 됩니다.

전압을 2V 사용하던 LED 가 2개로 늘어났으니 4V 를 사용하는게 아닙니다.

병렬로 연결된 소자는 같은 전압을 공유합니다.

따라서 저항에는 아까와 같은 3V 가 걸리게 됩니다.

반대로 전류는 물의 흐름과 같다고 했습니다.

각각의 0.02A 의 전류가 필요한 물길 두개가 합쳐져서 저항으로 흐릅니다.

따라서 저항에 흘러야 할 전류는 아까의 2배인 0.04A 입니다.

이를 다시 V=IR 의 식에 대입하면

3=0.04 x R

즉 R=75 라는 결과가 나오게 됩니다.

다음으로 넘어가겠습니다.

만약 다른색의 LED 를 사용하고 싶다면 어떻게 해야할까요?

아까와 마찬가지로 기존 LED 에 병렬로 연결하면 안됩니다.

아까도 말했듯이 병렬로 연결된 소자들은 같은 전압을 가지게 됩니다.

하지만 다른색의 LED 는 다른 전압을 요구하기 때문에 위와 같이 회로를 구성하면 문제가 발생하게 됩니다. 따라서

위 그림과 같이 저항을 포함한 회로를 통째로 이전 회로와 병렬로 연결해야 합니다.

각 회로에서 LED 는 같은 색 끼리 늘리고 줄일 수 있습니다.

위의 회로에서 파란색 LED가 3개라고 가정했을 때 연결 된 저항값을 구해보겠습니다.

저항에 걸리는 전압은 2V가 되며, 전류는 0.06A 가 흐르게 됩니다.

2=0.06*R

R=33.33

계산한 저항값이 없다면 이보다 높은 저항 중 가장 가까운 값을 사용하시면 됩니다.

위 표는 표준 저항 테이블입니다. 위의 수치를 보고 가장 가까운 값을 사용하시면 되겠습니다.

방금 위의 계산보다 크면서 가까운 값인 36옴 짜리 저항을 사용하시면 되겠습니다.

다음으로는 실전에서 계획을 세우는 작업은 아래에서 작업기를 통해 알려드리도록 하겠습니다.

저항은 전자부품을 판매하는 사이트에서 구매하실 수 있습니다. 아래 링크를 참고해주세요

https://www.devicemart.co.kr/goods/catalog?code=000300010001

https://www.devicemart.co.kr/goods/catalog?code=000300010001

RLC/수동소자 > (R) 저항 > 일반고정저항 / 디바이스마트

디바이스마트

www.devicemart.co.kr

요약

1. 병렬은 똑같은 전압을 공유, 전류는 흐르는 물과 같다.

2. LED 의 전압은 [빨,노,초=2V 파,백=3V] 전류는 0.02A

이에 맞춰 저항값을 결정해 회로를 완성해야 한다.

3. 저항은 LED 가 쓰고 남은 전압을 사용하며, LED들이 사용한

모든 전류가 흐른다.

4. 위를 숙지하고 V=IR (전압=전류x저항) 에 대입하여

저항값을 알아낸다.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5. 실전 작업과정

1) 오늘 작업할 건프라는 HG Ez-8 입니다.

이전에 눈이 클리어 부품이 아닌 모델은 어떻게 작업하는지 문의도 있었어서 그 과정도 보여드리고자 선택했습니다.

먼저 계획을 세워봅시다. 저는 얼굴에 빨간색 LED 1개, 백팩에 파란색 LED 2개, 패러슈트팩에 파란색 LED 4개를 넣을 예정입니다.

여기서 패러슈트팩은 분리가 가능하게 만들고 싶으므로 분리해서 별개의 회로로 생각해야 합니다. 따라서

본체의 빨간LED 1개와 파란 LED 2개 회로 / 패러슈트팩의 파란 LED 4개 회로 이렇게 2가지를 계획해야 합니다.

전원공급방식도 고려해야 합니다.

본체만으로는 안에 배터리를 넣을 공간이 충분하지 않습니다. 부품을 깎아서 넣을 수 있긴 하지만 작은 배터리는 용량이 적기 때문에

오래 켜두기 힘들 뿐더러, 교체하기에도 어렵습니다. 따라서 외부에서 전기를 공급하는 방식을 사용할겁니다.

또한 커넥터를 이용해 전기를 사용하지 않을 때는 선을 분리시킬 수 있게 작업할 겁니다.

패러슈트 팩은 안쪽에 공간이 충분하며, 별도로 점등이 가능해야 낙하산 강하 포징을 할 수 있다고 판단하여

내부에서 전원을 공급하는 방식을 택할겁니다. 따라서 스위치도 같이 달아줘야 합니다.

2) 먼저 더 간단한 회로인 패러슈트 팩 부터 작업할겁니다.

이전에 설명한 회로와 달리 이 회로에는 저항이 없습니다.

이는 코인 배터리를 사용하기 때문인데, 코인 배터리가 자체의 내부 저항이 높기 때문입니다.

물론 그래도 저항을 달아주는게 좋지만, 편의상 저항 없이 진행하겠습니다.

스위치는 슬라이드 스위치를 사용했습니다.

슬라이드 스위치는 위의 사진과 같이 다리가 3개 입니다.

양쪽 끝의 핀 두개 중 하나를 잘라서 제거하고 나머지 두개를 사용하시면 됩니다. (제거 안해도 상관은 없습니다)

스위치를 제거한 핀 쪽으로 움직이면 Off 반대로 움직이면 On 이 됩니다.

3) 각 부스터에 파란색 LED 를 넣어주고 구멍을 뚫어 백팩 안쪽으로 넣었습니다.

가운데는 배터리와 스위치가 들어갈 공간이기 때문에 숫핀, 암핀 모두를 잘라내어 공간을 만들었습니다.

4) - 단자의 선들끼리 모아 납땜을 해 주었습니다.

5) - 선 묶음에 스위치를 납땜 해 줍니다.

이 때 스위치에도 미리 소량의 납을 붙혀 놓으면 쉽게 선과 스위치를 연결할 수 있습니다.

6) + 단자도 모아서 하나로 납땜을 해 줍시다. 이 때 납땜의 납 모양은 바닥에 두고 하여 납작하게 만들었습니다.

이유는 추후 배터리에 접촉시킬 때 접촉 면적을 늘려 접촉불량이 나는것을 방지하기 위함입니다.

- 단자의 끝쪽도 납작하게 납땜을 해줍니다.

7) 각 +, - 극에 맞는 선을 전기테이프를 이용하여 부착시킵니다.

배터리와 연결할 때는 납땜을 할 수 없습니다. 배터리에 납이 붙지를 않기 때문입니다. 코인 배터리 홀더를 사용하면

납땜을 이용해 더 튼튼하게 만들 수 있지만 공간이 작기 때문에 배터리 홀더를 사용할 수 없어서 이렇게 작업하였습니다.

전기테이프로 감을 때는 접촉이 확실하게 되도록 팽팽하게 당겨서 꽉 감아줍시다.

8) 이후 선들을 정리해주고 결합해주면 이렇게 백팩을 완성할 수 있습니다.

슬라이드 스위치도 작동해보면서 정상 동작하는지 확인을 하면 됩니다.

다음은 본체의 회로를 작업하겠습니다.

9) 본체의 회로도 입니다.

우선 빨간 LED 에 달아줄 저항의 크기를 구해봅시다.

이번에 공급 전원은 1.2V 짜리 건전지 3개를 사용하기 때문에 3.6V 입니다.

저항에 걸리는 전압은 1.6V 이며 전류는 0.02A 입니다. 이를 V=IR 에 대입하여 계산하면

1.6=0.02xR

R=80옴

표준 저항값인 82옴을 사용해야 하지만 가지고 있는것이 없어서 75옴짜리를 사용 할 예정입니다.

파란 LED 에 달아줄 저항의 크기를 구해봅시다.

저항에 걸리는 전압은 0.6V 전류는 2개의 LED 이므로 0.04A 입니다

0.6=0.04 x R

R= 15옴

표준 저항값인 15옴을 사용합니다.

10) 눈에 붙은 스티커를 제거 후 눈쪽을 여유있게 구멍 내 줍니다. 원래 눈보다 크게 파내도 상관 없습니다.

11) 파낸 부분에 남는 클리어 런너를 잘라다 매꿔줍니다. 저같은 경우 딱 맞게 붙이기 어려울 때는

런너를 불로 살짝 가열해 녹인 후 구멍에 넣어 모양을 만들어 냅니다. 이후 불필요한 부분은 잘라내고

접착 후 평평하게 유리사포를 이용해 갈아주면 됩니다.

12) 스티커는 빨간색 눈 부분만 도려낸 후 다시 붙여줍니다. 이마와 뒤통수의 빨간 부분도 구멍을 낸 후

클리어 런너 조각을 잘라서 넣어줍시다.

13) 얼굴 내부에 LED 를 넣고 불을 켜서 확인해 봅시다. 얼굴에 넣는 방법은 키트마다 다릅니다.

자세한 과정은 이전 강의를 참고해주세요.

본인이 작업할 키트에 맞춰 구멍을 내고 넣어줍시다.

간혹 이마나 다른 부위로 불필요하게 빛이 나오는 경우도 있습니다. 이 때는 빛이 세어 나오는 부분 안쪽으로

검은색 도료나, 은색 도료를 발라주어 빛을 차폐해주면 됩니다. 위의 사진도 원래 이마쪽으로 빛이 세어나오고 있었으나

안에 에나멜 실버 컬러를 발라주어 차단해주었습니다.

14) 부스터도 마찬가지로 구멍을 뚫은 뒤 LED 를 접착제를 이용해 붙이고 잘 들어오는지 확인해 줍니다.

15) 지난번과 다르게 이번엔 선이 얇기 때문에 목 관절을 따라 직선으로 구멍을 뚫어주었습니다. 여기를 통해 몸통쪽으로 선을 빼내면

밖에서는 전혀 보이지 않으며 가동에도 영향을 끼치지 않습니다.

16) 저항을 달아줍니다. 위 사진에서는 +극의 선인 빨간색 선에 달아주었습니다.

어디에 달던 상관은 없습니다만, 이왕이면 설계대로 가는게 나중에 햇갈리는 일을 방지할 수 있으므로

계획한 설계도를 따라가는게 좋습니다. 해당 강좌는 작업 이후 설계도를 강의를 위해 만든거라 반대 극에 달아놨습니다.

달아 둔 저항은 몸 안쪽에 잘 넣어줍시다.

17) 중간 점검입니다. 현재 빨간 점선 네모 안의 회로를 완성했습니다.

18) 백팩쪽으로 구멍을 내 전선을 빼줍니다.

이후 백팩 아래쪽으로 커넥터를 달아줄겁니다. 만약 커넥터를 다는게 어렵겠다 싶으신 분들은

생략하시고 선을 그대로 밖으로 빼셔도 무방합니다.

중간중간 코인 배터리를 활용해서 LED 가 켜지는지 계속 확인하면서 작업합시다.

19) 다음은 백팩쪽 파란색 LED 작업입니다.

이번 작업도 설계도와 다르게 + 단자쪽에 저항을 달았지만 크게 상관은 없습니다.

LED 2개의 + 쪽 선 피복을 사포로 벗겨준 후 꼬아주고, 저항에 연결합니다. 이후 연결한 부분을 납땜하여 고정시켜줍니다.

반대쪽 LED의 - 단자쪽 전선 두개도 피복 제거 후 꼬아줍니다. 이후 납땜을 해도 되지만 바로 다음의 작업을 위해 꼬아만 둡시다.

20) 여기까지의 작업입니다.

빨간 네모 안의 작업은 끝났습니다. 이후 빨간 네모 안의 두 회로를 병렬로 연결해 주는 작업을 해야합니다.

초록색 박스처럼 양쪽을 병렬로 연결해줘야 합니다.

그림에서는 LED 의 + 단자끼리 연결하며, 저항의 반대쪽 단자끼리 연결하지만,

실제 작업은 저항을 + 단자쪽에 달아놨기 때문에

LED 의 - 단자끼리 모아주며, 저항의 반대쪽 단자끼리 연결해줘야 합니다.

어렵게 생각할 필요 없이 같은 극성끼리 묶어주는 작업입니다.

아까 패러슈트 팩의 작업과 마찬가지로 +극, -극 끼리 전선을 모아서 납땜으로 묶어주면 됩니다.

이후 작업이 실수 삭제되는 바람에 인해 사진이 없습니다. 하지만 패러슈트 팩을 작업할 때와 크게 다르지 않기 때문에

글을 읽고 천천히 따라하신다면 문제없이 하실 수 있습니다. 만약 이해가 안된다면 댓글로 질문 부탁드립니다.

21) 위 첫번째 사진은 커넥터입니다. 일종의 우리가 사용하는 전기 플러그와 같다고 생각하시면 됩니다.

오른쪽 소자의 각 핀에 아까 묶어놓은 +단자와 - 단자를 연결하면 됩니다. 이 때 주의할점은

커넥터를 연결했을 때 빨간색 선이 있는 방향에 +선을 연결하고, 검은색 선이 있는 방향에 - 선을 연결합니다.

반드시 극성에 주의하여 납땜을 해 줍니다. 이후 납땜해준 커넥터 부품만 밖에서 보이도록 빼주고

나머지 선들은 안쪽에 넣어서 조립해줍니다.

위의 두번째 사진에서는 다른 커넥터를 사용했으나 크기와 모양만 다를 뿐 똑같이 밖에서 커넥터만 보이도록 작업하시면 됩니다.

22) 커넥터의 반대쪽은 배터리 홀더와 연결시켜줍니다.

홀더와 같은색의 전선과 꼬아서 연결해놓고 납땜을 해줍니다. 이러면 모든 준비는 완료입니다.