책소개
제1장 LED 기초
1.1 LED 점등하기
1.2 LED 회로 측정하기
1.3 전류 제한저항의 역할
1.4 LED 점등회로의 일반식
제2장 고휘도 LED
2.1 LED 제품의 구분과 색상
2.2 고휘도 LED 점등회로
2.3 LED 점등실험 결과정리
2.4 열폭주
제3장 DIY 간단한 LED 응용작품 만들기
3.1 초간단 LED 촛불 만들기
3.2 USB Lamp 만들기
제4장 LED Strip(막대형 / 유연형)
4.1 백색 LED Strip
4.2 컬러 LED Strip
4.3 LED 스트립(리지드 타입 = 막대형) 사용하기
4.4 임의의 길이로 LED스트립 재단하기
4.5 롱 스트립 만들기
4.6 막대형 LED 스트립의 용도, 장단점
4.7 유연형(Flexible type) LED 스트립
4.8 컬러(Color/RGB) LED 스트립
4.9 물결 LED 스트립(Flowing type Color LED Strip)
4.10 LED 스트립의 적용 예
4.11 Addressable LED 스트립(주소지정이 가능한 스트립)
4.12 네온 LED 스트립
4.13 LED 스트립 응용하기
제5장 LED 3구 모듈
5.1 LED 모듈의 종류와 규격
5.2 LED 모듈과 컨트롤러의 연결
5.3 LED 3구 모듈의 적용 예
제6장 LED 조광기
6.1 LED 조광기의 개요와 원리
6.2 DIY 조광기 제작하기
제7장 LED 컨트롤러
7.1 컨트롤러의 종류
7.2 RGB 스트립 컨트롤러
7.3 파노라마 스트립(Addressable LED Strip)
7.4 파노라마 스트립 컨트롤러
7.5 파노라마 LED 스트립 적용 예
7.6 뮤직 컨트롤러 & LED 매트릭스 파노라마 디스플레이 제작하기
제8장 Power LED
8.1 Chip-LED
8.2 Power LED
8.3 Power LED 구동회로
8.4 Power LED용 정전류 드라이버
8.5 방열판
제9장 COB LED(Chip on board)
9.1 개요
9.2 COB 제품의 종류
9.3 COB LED의 응용제품
9.4 COB LED용 방열판
9.5 COB LED의 전압-전류 특성
제10장 LED용 전원
10.1 정전압 전원장치(SMPS)
10.2 정전류 전원장치(Constant Current Driver, 상품명:LED Driver)
10.3 COB LED 구동을 위한 정전류제어기 제작하기
10.4 PWM신호 발생기 제작하기
10.5 정전류회로 활용하기
10.6 실증실험:DC-DC컨버터를 사용한 LED 점등 사례들
제11장 배터리와 직류전원장치
11.1 건전지(1차 전지)
11.2 알칼라인 건전지(1차 전지)
11.3 리튬 전지(1차 전지)
11.4 리튬이온 전지(2차 전지)
11.5 리튬 폴리머 전지(2차 전지)
11.6 리튬 인산철(LiFePO4) 전지(2차 전지)
11.7 납축전지(Lead Battery)
11.8 전지의 성능특성 표시법
11.9 2차전지의 충전법
11.10 벅 콘버터를 이용한 충전기 만들기
제12장 DIY LED 응용작품 제작하기
12.1 방등, 거실등 리폼하기
12.2 나만의 방등을 만들자. 4-채널 리모컨 LED등
12.3 LED 화살표
12.4 램프열 순차 점등회로(5단)
12.5 도난경보용 보안등 회로
12.6 터치 스위치에 의한 램프 점등회로
12.7 휴대용 손전등
12.8 캠핑용 조명박스
영상부록 : LED Tutorial Video Series
목차
머리말
Do it yourself(당신 스스로 하세요)의 줄인 말 DIY.
이 말의 보편적 의미는 ‘특정한 물품을 구입하거나 작업수행을 위해 전문가를 고용하는 대신 자신이 직접 그 물품을 제작하거나 해당 작업을 수행하는 것’이다. 구미(歐美)에선 DIY가 생활화 되어있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그 배경이 되는 대표적인 사례 몇 가지를 소개한다.
토마스 에디슨은 초등하교 중퇴의 짧은 학력에도 궁금함을 못참는 성격에 끈질긴 노력을 더해 1,033개의 발명특허를 취득했지만 멘로파크 연구소를 설립하기 전까지는 혼자 연구하고 시행착오를 거쳐 만들어낸 결과이다. 그리고 크로아티아 출신 이민자 니콜라 테슬라는 에디슨 전기회사에 취직하여 발전기수리를 하다가 발견한 문제점들을 혼자 실험을 통해 개량하여 만든 것이 3상교류 시스템이다. 나이아가라 폭포 발전소를 시작으로 에디슨의 직류시스템을 제치고 지구상 모든 국가의 상용전력시스템을 교류시스템으로 정착시킨 장본인이다. 그 뿐만 아니라 무선통신, X-레이 등 700개가 넘는 발명들을 창안해 내었다고 한다.
아버지 없이 자란 스티브 잡스는 자기집 차고 공방에서 애플 컴퓨터를 개발했고, 경영의 우여곡절과 인도 수행을 경험한 후 스마트폰을 개발, 애플을 세계 제1의 회사로 만들었다. 이들은 모두 DIY에서 시작된 성공사례라 할수 있을 것이다.
2,000년초, 필자가 독일의 주택단지 건설현장에 견학을 간적이 있었다. 지하1층, 지상2층+옥탑방을 가진 주택들이었는데, 지하의 반은 DIY목공예실, 경사진 옥탑방엔 하늘을 관측하는 커다란 2중창, 그리고 지붕위에는 3KWp용량의 태양전지판이 있었다. PVG(태양광발전) 세미나참석자들을 위한 견학이었기 때문에 그냥 따라갔지만, 집의 구조를 보고나서는 이런 집에 그냥 살고싶다는 생각이 들었다.
한국에서도 인건비가 비싸지고 국민들의 욕구가 다양해지면서 DIY문화가 자리잡을 때가 되었다고 생각한다. 더욱이 인터넷 해외직구로 구하지 못할 부품이 없는 시대가 되었으니 DIY의 바탕은 잘 갖추어진 셈이다.
우리의 주제인 LED의 경우, 제품의 뿌리는 ‘반도체-전자’이지만 그 활용은 전기(조명), 가정, 문화, 예술, 농업, 의료, 미용 등 여러 분야로 확장되고 있으나 각 분야별로 정리된 책도 없고 학교에선 가르치지도 않으며, 옛날의 전파학원같은 전문학원도 없으니 독자들이 원하는 실무기술을 습득할 곳이 없는 실정이다. 예를 들면,
1) 각 분야에 종사하는 기술자나 전문가들이 그들 직무에 적합한 LED 응용기기를 찾거나 만들고 싶을 때,
2) 다양한 취미를 가진 일반인들이 LED를 멋스럽게 활용하고 싶을 때
3) 디자인이나 아트워크에 LED를 응용해보고 싶을 때 등.
이러한 필요를 느낀 이들이 인터넷을 검색하고, 유튜브를 찾아보지만 전등의 리모델링 판매 사이트를 제외하고는 갈증이 더 심해지는 경우가 많다. 유튜브 영상들은 대부분 단편적인 주제를 다루기 때문에 종합적인 지식을 얻기 힘들고, 어떤 경우는 보여주기식 영상제작인지라 구독자가 그 원리를 알고 자기에게 알맞게 활용하기는 역부족인 것 같다.
그래서 LED를 배워보고 싶은데 막연한 느낌을 가진 분, 좀 더 체계적이고 포괄적인 실무를 습득코자 하는 독자들, 전기나 광고분야 일을 하지만 이론이나 정보가 부족해서 응용력이 없어 힘들다고 느끼는 분 등을 위해 필수적인 최소한의 이론에서부터 최신의 시장정보까지를 망라한 실무 위주로 이 책의 내용을 구성하였다.
필자는 직업학교, 공고 그리고 폴리텍대학 등에서 학생들을 가르쳤고 중소기업에서 기술개발 업무도 한 경험이 있으며, 기술서적을 몇 권 집필한 경험도 있다.
은퇴후 어느날 DIY부품을 구입하기 위해 전자상가로 가는 길목에서 금강엘이디 임만섭사장을 만난 것이 이 책이 태어나게 된 발단이 되었다. 우리가 다시 만나기 몇 년 전 폴리텍대학 벤처동 3층에 그가 입주해 있었기 때문에 4층의 전자과 교수들과 교류가 많았던 터였다.
우리가 세 번째 만났을 때 근황을 묻던 임사장이 “우리 회사 방을 하나 내어드릴터이니 와서 소일(?)하시는게 어떻습니까?“라고 제안하여서 몇가지 장비를 챙겨와 연구소 분위기를 만들고 LED공부를 시작하게 되었다. 틈틈이 임사장을 도와 주문품을 제작하거나 신제품 분석, 고장수리 일도 하였다. 또 내 스스로 궁금한 점이 있으면 바로 실험해보고 기록해 둔 것들이 모두 이 책을 집필하는 자료가 되었다.
모든 기술분야가 발전하겠지만 LED는 유독 신제품의 출시 주기가 짧다. 그리고 또 소비자들은 그 새로움을 쫒아갈 것이다. 이런 기술발달의 추세를 학교 교육으로는 커버할 수 없다. 우리가 다른 시각으로 본다면 DIY의 활동공간이 넓어졌다고 볼 수 있을 것이다.
이 책에서 활자로 표현된 기술들을 독자들이 좀 더 잘 이해할 수 있도록 삽화와 사진을 많이 넣었고 부족한 부분은 비디오로 별도 제공할 계획이다. 필자는 영상물 제작의 문외한이었는데 출판사에 원고를 넘기고 나서부터 영상편집 공부를 시작하여 LED Tutorial Video 한글판 영문판 각 4편을 만들어 구글 공유폴더에 올려놓고 독자들에게 공개하였고 비디오로 만들기 곤란한 수 100장의 원본 사진도 함께 올려놓았으니 참고하시기 바란다.
마지막으로 집필기간동안 물심양면으로 도움을 주신 임만섭 사장님과 김창만 공장장님께 깊이 감사드립니다.
2021년 3월 목련이 핀 오후
저자 박종화
