3로 스위치와 같이 연결된 벽등이 있는 회로(Circuit for 3_Way Switch with SPDT Switch)

지난주 하남시에 있는 단독주택에서 전기 일을 하였는 데 인테리어 공사가 끝나고 전등 및 벽의 콘센트, 전화 Plate 등을 설치하는 작업이었다.

2층과 연결된 계단이 있는 데 여기에 3로 스위치가 아래, 위에 설치되어있고 2층에는 벽등 스위치가 같이 있었다.
어떤 이유에서 인지 종전에 작동되던 3로 스위치가 작동이 되지않아 전기 사장님께서 난감해 하고 있었다.

회로를 점검해 보니 이 3로 스위치와 벽등용 스위치는 1층의 전원을 이용하는 것이었다.
마침 전기 사장님께서 자신이 없었던지 천정에 점검구를 만들어 두어 쉽게 해결하였는 데 최종 회로는 아래의 그림과 같다.

3로 스위치는 한쪽의 공통선에는 전원(L)이 연결되고 다른 한쪽의 공통선은 전등으로 연결이 되며 속칭 연락선이라고 불리는 두가닥의 전선이 상, 하 두 스위치 사이에 연결되고 필요시 중성선이 같이 전선관에 들아가게 된다.
그러나 아래의 회로와 같이 벽등이 있다면 상황은 약간 달라저서 전등 전원(L)선이 추가되어(도합 4가닥의 전선) 2층의 벽등용 스위치에 연결이 되어야 한다.

전기 사장님께서 여러가닥의 연결이 있는 접속 지점에서 두가닥의 전원선(L & N) 한쌍을 제대로 찾지 못하여 스위치를 조작하면 차단기가 떨어진다거나 연결을 했는 데 불이 켜지지 않는 다는 등의 문제를 제기한 바 있다.

연결된 중성선(N)이 다른 차단기의 것일 경우 해당 차단기에서는 누전으로 인식되어 차단기가 트립될 수 있으며 전원선의 극성이 바뀌면 불이 켜지지 않을 수 있다.

모토로라 아트릭스 랩독의 활용(Another way of using of Motorola Atrix Lapdock)

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약 3주 전 서울 동묘역 중고상가에서 모토로라 아트릭스 랩독(Motorola Atrix Lapdock)  이라는 것을 거금 2만5천원을 주고 샀다.

"MOTOROLA" 브랜드와 Logo만 보이는 데 노트북 치고는 매우 얇은 것이고 LCD는 11.5인치, 키보드가 있으며 회전식 Cradle에 Micro USB 숫 단자와 옆에는 잘 모르는 단자가 있는 것이라 "뭘까?" 하는 의문이 있었으나 "활용할 수 있겠지..." 하는 생각으로 일단 구입하였다.

집에와서 검색해 보니 바로 "Motorola"의 "Atrix Lapdock" 이라는 물건이었다.
You Tube에 찾아보니 이놈에 Android PC라는 것을 붙여서 제법 가치있게 활용하는 것을 보고 즉시 Aliexpress.com에 Android 4.42 Version 의 Android PC를 주문하였다.

HDMI 아답터는 Atrix 전화기용 Cradle에 약간 걸려서
사진과 같이 뒤를 약간 잘라내어야 한다.

보통은 한달 이상 걸리기도 하는 데 이번에는 거의 3주만에 물건이 도착하였다. 같이 주문한 HDMI to micro HDMI 아답터(여기에 링크)가 같은 날 도착하지 않아 가지고 있던 모니터에 연결하여 시험하였더니 그런대로 쓸만한 놈이었다.

아트릭스 랩독에 있는 USB 단자가 2개 있어 USB 메모리에 담긴 동영상을 재생할 수 있어 아주 편리하다. 이어폰 출력용 3.5mm 소켓이 없어 고민하였는 데 Bluetooth 이어폰을 사용하여 쉽게 해결하였다.

Android PC의 해상도는 HDMI 급인 1080x800까지 가능한 데 이 Lapdock의 해상도는 1366x768 (Android PC에서의 출력 설정) 로서 선명한 그림을 볼 수 있다.

이 Stick 형태의 Android PC를 Lapdock에 연결하기 위하여서는 Micro USB extension Cable(여기에 링크)이 필요한 데 "C" Type을 사용하면 바로 아래에 있는 Micro SD 카드와 충돌하지 않아 좋을 것 같다.
나는 가지고 있던 Micro USB Male & Female 단자를 이용하여 납땜 후 총 길이가 185mm가 되도록 만들었다. Female Micro USB 단자는 주로 장비의 내부 단자로 사용되어 플라스틱 케이스가 없어 납땜 후 Hot-Melt-Glue를 적당량 붙인 후 직경 8mm의 검정색 Heat-Shrink-Tube를 씌운 뒤에 Hot-Air-Gun으로 열을 가하여 완성한 것이다. 이 방식은 Micro SD 카드의 출구를 가려서 사용에 약간의 제한이 발생한다. (그러나 윗쪽에 있는 단자에 연결하여 시험한 결과 이 단자는 전원의 연결에만 사용되어 lapdock에 있는 Keyboard와 Touch Pad를 사용하지 못하는 문제가 있었다)

사용하다 보니 기성품의 Micro USB Extension 단자의 경우 피복후 Female단자의 굵기가 상당히 커서 인근의 Female Micro HDMI 단자를 연결할 때 충돌할 가능성이 많은 데 내가 제작한 단자는 날씬하여 상호 간섭이 없어 좋았다.

Android PC에는 이 Micro USB 단자를 통하여 Lapdock의 배터리 전원이 공급되므로 별도의 전원을 준비할 필요가 없다.

혹시 나같은 고민을 하신 분이 있다면 아래의 사진과 설명을 읽어보면 Atrix Lapdock을 잘 활용할 수 있을 것으로 생각한다.

Atrix Lapdock에 Android PC가 설치된 모양

Micro USB 및 HDMI 단자가 연결된 상태

연결에 필요한 모든 Accessory,
위, 좌측부터, 무선 마우스 및 USB 송신기, Micro USB 연장 케이블(자작품, 총 길이 175mm),
Micro HDMI Adapter(Female to Female) Android PC(Model: MK809IV, 적색은 WiFi 안테나)

Android PC가 Booting 한 후의 초기 화면

Atrix 휴대폰(Female)과 Lapdock 연결 단자(Male)
잘 보이도록 전화기 밑에 HDMI Adapter를 깔았다

Lapdock의 전원(죄측) 및 USB Port 2개

전원 아답터, 18V 2.1A(실제 필요 1.58A)
삼성 제품으로 단자(외경,4.0+내경,1.7mm)는 맞는 것으로 교환하였음

에디슨 스크류 방식 전구 소켓의 규격(Specification of Edison Screw Bulb Sockets)

보통 E 라는 부호 다음에 번호가 붙는 전구 소켓의 규격은 미국의 발명왕 토마스 에디슨이 1909년에 발명특허를 얻은 것으로 "에디슨 스크류" 라는 이름으로 부른다고 한다.

에디슨 스크류 방식 외에도 다른 여러가지 모양의 전구 소켓이 있지만 이 에디슨 스크류 방식은 가장 많이 사용되는 국제적으로 통용되는 규격이다.

개인적인 생각으로는 미국식 전구 소켓의 규격에 미국에서는 아직 보편화 되지않은 미터법 칫수인 mm 단위를 사용한 것이 놀랍다 (역시 미터법이 정답인 것으로 생각된다).

E 다음에 붙는 숫자는 전구에 달린 소켓의 지름(나사의 외측)을 mm 단위로 적은 것인 데 우리가 가장 많이 사용하는 큼직한 소켓은 E26으로 26mm 즉, 1인치의 근사값에 해당한다.

이 칫수는 아래 표에서 보면 "120V용 표준 전구"이라고 표시가 되어있는 데 우리나라에서는 승압 이전부터 사용하던 규격이라 승압 후 220V에도 그대로 사용하여 굳어진 것으로 생각된다.

중국에서는E26과 비슷한  E27이라는 규격을 많이 사용하는 데 크기의 차이가 1mm 밖에 되지않아 서로 완벽하게 호환된다.
혹시 중국에 직구로 전구를 주문할 때는 E27 베이스의 전구를 사도 한국의 소켓과 호환성이 있으므로 전혀 문제가 없다.

그 외에 한국에서 많이 사용하는 에디슨 스크류 방식의 규격은 조금 작은 칫수인 E17과 제일 작은 E14가 있다.

혹시 전구 베이스 칫수에 의문이 생기면 직경을 재면 쉽게 그 규격을 알 수 있다는 점을 알려 드린다.

아래의 표는 국제적으로 통용되는 에디슨 스크류 방식의 전구 소켓 규격을 정리한 것으로
영문판 Wikipidia에서 가져온 것이다.
보기 쉽게 한국에서 많이 사용하는 E14, E17 및 E26을 진하게, 이텔릭 체로 표시하였다.

규격	나사의 외경	이름	사용 예	IEC 60061-1 표준서
E5	5 mm	Lilliput Edison Screw (LES)	Indicator lights, decorative lights	7004-25[8]
E10	10 mm	Miniature Edison Screw (MES)	Flashlights, bicycle lights	7004-22
E11	11 mm	Mini-Candelabra Edison Screw (mini-can)	120 V halogen mini-candelabra	(7004-6-1)
E12	12 mm	Candelabra Edison Screw (CES), C7	120 V candelabra/night lamp	7004-28
E14	14 mm	Small Edison Screw (SES)	230 V candelabra	7004-23
E17	17 mm	Intermediate Edison Screw (IES), C9	120 V appliance	7004-26
E26	26 mm	[Medium] (one-inch) Edison Screw (ES or MES)	Standard 120 V lamps	7004-21A-2
E27	27 mm	[Medium] Edison Screw (ES)	Standard 230 V lamps	7004-21
E29	29 mm	[Admedium] Edison Screw (ES)
E39	39 mm	Single-contact (Mogul- in America) Goliath Edison Screw (GES)	120 V 250+ W industrial	7004-24-A1
E40	40 mm	(Mogul) Goliath Edison Screw (GES)	230 V 250+ W industrial	7004-24

AAA Type 충전식 리튬-이온 배터리를 휴대용 기기에 이용하기(Using a rechargeable lithium-ion battery to hand hold devices)

휴대용 기기에 많이 사용하는 일반 또는 알카라인 AAA Type 배터리는 보통 2개가 들어가서 정격 전압이 3.0V가 되는 데 이 배터리를 3.7V 정격인 충전식 리튬-이온 배터리 하나(모델 번호: 10440)로 대치하면 비용을 절약할 수 있고 수명도 길어서 엄청 편리하며 또한 폐 배터리로 인한 환경오염을 줄일 수 있는 방법이다.

3.0V 를 3.7V로 바꾸게 되면 약간의 과전압(0.7=3.7-3.0)이 걸리지만 대부분의 소형 장치의 작동에는 전혀 문제가 없다.

문제는 두개의 배터리가 직렬로 연결되어있고 그 자리를 메꾸어 주어야 회로가 연결 되는 데 나는 Dummy 배터리를 만들어 해결하였다.

Dummy 배터리는 여러가지 방법으로 만들 수 있는 데 아래에 내가 만든 3가지 방식을 소개하고자 한다.

1. 종이를 말아서 위, 아래에 철판을 잘라서 만든 전극을 붙이고 내부에 상호 연결용 전선을 납땜한 것 - 약간 번거롭기는 하나 가볍다는 장점이 있다.
2. 연결용 가는 전선을 +, - 단자에 납땜한 것
3. +, - 단자가 가까이 있는 경우 납땜으로 Bridge를 만든 것

위에서 부터 10440 충전식 리튬-이온 배터리,
종이로 만든 것, 점퍼 와이어 설치, Solder Bridge 만든것 

종이로 만든 것, 보이는 것은 + 단자

+, - 단자 사이를 Jumper Wire로 납땜한 것

+, - 단자 사이를 납땜으로 Solder Bridge를 형성한 것

마우스에 설치한 모양

휴대용 검전기에 넣은 모양

For the battery operated applications, such as mouse, pen lights and others are required two AAA cells with 3.0V(2*1.5) rated voltage.

It will be a good substation a Lithium-Ion Battery(Type: 10440) which is 3.7V of output voltage.
For most two AAA battery required devices, slight over voltage (0.7V=3.7-3.0) will not effects the basic functioning but the problem is how to fill the empty one AAA battery space.

With much consideration, I have made dummy cells with modified dead cells or paper rolling.

Here you can see the three cases,

1. Paper roll with positive and negative contact faces with tin can and soldered jumper wire internally.
2. A jumper wire soldered positive to negative terminals.
3. A soldering bridge between positive and negative terminals.

Because the way of formation of the cell cases were different by the manufacturers and since of it, you could select the way of making dummy cell depends on the the structure of dead cells what you try to modify. You could see two applied cases, to a mouse and a volt alert pen.

LED 전구 또는 전등에 관한 문제및 해결책(Any problem after replacement of LED bulb?)

최근에 LED 전구나 ㅣLED 전등이 많이 보급되었다.

상당히 고가이던 가격도 이제는 E26 베이스가 달린 LED 전구 하나에 1만원 또는 그 이하로 살 수 있어 수명이 길고 전기도 절약되는 장점을 쉽게 누릴 수 있게 되었다.

그러나 LED 전구 또는 LED 전등으로 바꾸고 나서 여러가지 문제점을 호소하는 글들을 많이 보게된다.
이런 문제를 해결하기 위해서는 상당한 전문적인 지식이 필요한 데 사실 전기라는 현상은 눈에 보이는 것이 아니라 일반인이 쉽게 해결할 수 없는 점이 많다.

나는 대학에서 전기공학을 전공하고 전기기사 자격까지 취득하였으며 전공으로 주로 인테리어 공사 같은 건설 현장에서 10년 이상 일한 경력으로 스스로 전문가라고 자부한다.

LED 전등 또는 전구의 교환후 발생하는 문제를 하나씩 짚어가면서 해결책을 제시하려고 한다.


문_1: 스위치를 껏는 데도 전구가 몇초마다 한번씩 켜져요.

답_1, 원인: 주로 화장실에 기존의 백열전구 또는 형광등을 LED 전구 또는 LED 전등으로 바꾸고 난 후에 발생하는 데 이 문제의 원인은 스위치에 달려있는 LED 때문이다.
방이나 화장실(특히 화장실)의 스위치는 깜깜한 밤중에도 쉽게 찾을 수 있도록 위치를 알려주는 작은 표시등(주로 빨간색의 LED 또는 네온전구)이 달려 있는 경우가 많은 데 이 표시등을 통하여 미약한 전류가 LED 전구 또는 전등의 전원회로에 인가되어 회로의 캐패시터에 충전이 되어 일정 레벨을 넘으면 LED가 한번씩 점등 되어 방전이 되는 것이 반복되는 현상이다.

답_1, 해결방안: 표시등이 없는 스위치로 교환한다. 사실 스위치를 완전 분해하여 표시등을 제거하면 해결되지만 비 전문가가 스위치를 해체하기가 쉽지않으므로 교환하는 방법을 권장한다.

문_2: 스위치를 껏는 데 희미하게 불이 켜져 있어요.

답_2, 원인: 이 문제의 원인은 스위치에 연결된 전원선의 극성이 잘못된 것이다.
스위치에 연결되는 전원선은 전압이 있는 상선(相線, Phase Line)을 연결하여야 하는 데 중성선(中性線, Neutral Line)이 연결된 경우이다.

답_2, 해결방안: 집안의 모든 전등 스위치가 동시에 바뀌어 있다면 전등용 차단기에서 아래쪽에 연결된 두가닥의 전선 위치를 서로 바꾸어 줌으로서 간단히 해결될 수 있으나 어떤 특정한 방이나 장소에서만 이런 문제가 있다면 천정에 접근하여 스위치로 연결된 전선의 극성을 바로잡아 주어야 한다.
상업용 건물은 대부분 천정에 점검구 또는 맨홀이 있어 천정 내부에서의 작업이 가능하고 아파트의 경우도 대부분 달려있는 전등을 떼어보면 부근에 전등용 박스가 았어 작업이 가능하나 일반 주택의 경우 전등 위치에 반드시 전등용 박스가 있다고 장담할 수 없어 작업이 불가능한 경우가 많다.
이 내용에 대한 자세한 설명은 내 블로그의 다른글(여기에 링크)에 자세한 설명이 있으니 참고하시기 바란다.


문_3: LED 전등으로 교체 후 스위치를 켜면 불이 껌뻑 거려요.

답_3, 원인: 스위치는 접점을 이용한 것이 일반적인 데 어떤 고급 아파트의 경우 반도체 방식의 스위치를 사용한 곳이 있다. 이런 방식의 스위치 중 작동용 전원을 전구로 부터 끌어와 사용하는 방식이 있는 데 이런 스위치와 LED 전구 또는 LED 전등과는 궁합이 맞지않는다.
같은 반도체 방식의 스위치라도 어떤 스위치는 작동 전원을 위한 중성선("N"으로 표시되어 있다)까지 연결이 되어 있는 것이 있는 데 이런 스위치는 대체로 문제가 없다.

답_3, 해결방안: 이러한 반도체 방식의 비싸고 좋은(?) 스위치가 문제를 일으키면 접점식 싸구려(?) 스위치로 교환하면 된다. 또는 답_5, 해결방안에서  제시한 내용대로 한다.


문_4: LED 전구로 바꾼 뒤에 현관의 센서등이 동작하지 않아요.

답_4, 원인: 센서등에 있는 센서는 불이 꺼져있는 동안 전구의 필라멘트를 통해 매우작은 전류가 흘러서 작동을 하는 데 LED 전구의 경우이런 작용을 할 수 없어 그런 것이다.

답_4, 해결방안: 원래 사용하던 백열전구를 다시 끼워서 사용하거나 센서등 전체를 LED 전구 방식의 센서등으로 교체하여 해결한다.


문_5: LED 전등으로 바꾼 뒤에 스위치를 끄면 전등이 희미하게 켜져 있어요.

답_5, 원인: 접점 벙식이 아닌 전자식 스위치가 사용된 경우 이며 보통 안방이나 거실 등에 전자식 스위치가 설치된 경우를 많이볼 수 있다.

답_5, 해결방안: 전기 자재상에 가면 "전기용 콘덴서"라는 사각형의 부품을 파는 데 이 부품을 LED 전등의 뚜껑을 열고 LED 전등의 전원 단자(보통 흑색 및 백색) 가 연결된 곳에 같이 연결해 주면 된다.

스폿 용접기 자작(Homemade Spot Welder)

현장에서 줏어 모은 구리선을 고물상에 팔러갔다가 마당에 딩구는 전자레인지용 Transformer를 발견하고 일금 3,000원에 샀다.

예전부터 갖고 싶었던 배터리 단자 Welding용 Spot Welder를 만들기로 하였다.

이  DIY Spot Welder는 상당히 인기가 있는 것이라 인터넷에 여러가지 모델이 올라와 있지만 사용하는 재료가 한국 실정에 맞지않는 것도 많아 따라하기가 그리 쉽지 않았다.

내가 실시한 이 방법은 한국에서 쉽게 구할 수 있는 재료로 만든 것이므로 원하시는 분은 마음만 먹으면 언제든지 만들 수 있는 가장 한국적인 Spot Welder라고 자부한다.

프레임은 인테리어 현장에서 일하다가 줏어둔 마루판을 이용하였다.

완성된 Spot Welder

아래는 제작에 소요된 자재 및 공구 리스트 이다.

자재 리스트
 1. Transformer, 전자레인지용 - 1kVA - 1개
 2. 마루판(또는 합판) - 180*150*15mm - 1개
 3. Bolt, Hinge - M6x35mm - 1개
 4. Nut, Wood - M6 - 1개
 5. Nut, Hex. - M6 - 1개
 6. Washer, Flat - M6 - 1개
 7. 베크라이트 Sheet - 265*50*9mm - 1개(나무 막대로 대신할 수 있다, 이 경우 볼트길이 조정)
 8. Bolt, Countersink - M5*10 - 2개
 9. Nut, Wing - M5 - 2개(없으면 보통의 육각너트)
10. Washer, Flat - M5 - 2개(케이블 단자 고정용, with Wing Nut)
11. Copper Cable - 25sq.mm(연선) - 2m
12. Terminal, Solderless - 25sq*5mm - 2개
13. Cable Tie - 100mm - 3개
14. Terminal - 0.25" Faston, Female - 3개(직접 납땜으로 연결해도 된다)
15. Terminal - 0.25" Faston, Male - 1개
16. Tube, Heat shrinking - 8mm - 30mm(Faston Terminal 절연용)
17. Cord, AC Input - 1.25sq - 1m 정도
18. Switch, Foot - 1개(없으면 직접 연결하고 멀티텝의 스위치를 이용한다)
19. Screw, Wood - 10mm - 4개(Transformer 고정용)
20. Bus Bar - 15*2mm - 12cm (전극 2개 제작용)

사용한 공구
1. Hack Saw or Wood Saw
2. Hand Grinder, 4" with Cutting Blade
3. Electric Drill with 5.2/6.2/12mm Drill Bits
4. Philips Head Screw Driver, #2
5. File, Flat
6. Electric Soldering Iron
7. Terminal Plier(없으면 전선을 터미널에 납땜한다)
8. Glue Gun & Glue
9. Hole Saw, 28mm
10. 권척, Heat Gun(라이타로 대용 가능),기타 일반 공구

만드는 순서

1. 전자레인지용 Transformer의 2차측 권선을 잘라낸다. 1차측 권선이 상하지 않도록 조심한다.

2. 25sq.mm의 전선을 2차측이 제거된 Transformer에 3 바퀴 감는다. 시작 부분을 약 30cm 정도 남겨 두면 적당하다. 자투리 전선은 1미터 단위로 팔기 때문에 2m를 구입하였으나 약간 남았다.

3. 마루판(8mm 이상의 합판으로 대치 가능)에 Transformer를 4개의 Wood Screw로 고정한다.

위쪽의 뿕은 색이 높이 조절용 베크라이트 판

4. Transformer의 Mounting Bracket가 폭이 넓어 바로 서지않아 반대측에 높이 보상용으로 베크라이트 판을 절단하여 Glue Gun으로 붙여서 (사진 참조) 마루판과의 높이를 맞추었다.

5. 전극용 암으로 사용된 베크라이트는 내가 가지고 있는 것에서 별도의 절단없이 사용한 것이다. 그래서 필요없는 구멍도 몇개 보이며 앞쪽으로도 필요없이 길다. 용접 작업을 할 때 필요할까 싶어 앞 부분을 그대로 남겨 두었는 데 꼭 필요 하지않아 실제 사용하는 길이는 200mm 정도면 된다. 먼저 한쪽에 Hinge용 구멍을 뚫는다. M6 Bolt 이므로 6mm ~6.2mm의 구멍을 뚫으면 된다. 밖에서 안쪽으로 약 12mm 정도 위치가 적당하다.

6. 사진과 같이 뒤쪽으로 갈 케이블이 통과할 약 12mm의 구멍을 뚫어준다.

앞쪽에서 본 두 전극, 우측이 뒤에서 연결된
전극(고정용 접시머리 나사 머리가 조금 보인다)

7. 전극으로 사용할 재료 선정에 상당한 고민을 하였는 데 무턱대고 나가서 청계천 주변 상가를 헤메다가 Bus Bar 판매점을 발견하고 구리 재질의 Bus Bar 한토막을 구입하여 사용하였다.

8. 베크라이트 판의 끝에서 약 170mm 및 190mm 지점에 Bus Bar 고정용 5mm 구멍을 뚫는다.

9. Bus Bar가 꼭 끼일 수 있도록 Hand Grinder로 베크라이트 판의 표면을 Bus Bar의 폭만큼절단을 하고 홈을 만든다. 구멍 사이의 간격이 20mm 이므로 전극을 밀착 시키기 위하여 위쪽의 Bus Bar는 약간의 각도를 주고 전극을 약간 비틀어 간격을 조정하였다.

뒤 부분의 볼트가 앞 부분의 Solderless Terminal에 접촉을 하지 않도록 접시머리 볼트(Countersink head)를 사용하였다. 만일 이런 모양의 볼트를 구하기 어려운 경우 보통의 육각 볼트를 사용하고 뒤쪽의 전극 고정 구멍을 앞쪽의 전극과 충돌하지 않도록 높이를 높게하고 전극의 길이 조금 더 길게하면 된다.

나무에 박아서 사용하는 특수 너트와 육각너트

10. 마침 가지고 있는 목재 가구에 사용되는 나무에 박을 수 있는 특수 너트가 있어 힌지용 구멍에 망치로 박은 뒤 M6 볼트를 넣고 풀리지 않도록 뒤에 Lock Nut를 체결하였다.

좌측 전극이 뒤쪽의 전극(앞으로 꺽여있음)

11. 뒤쪽의 전극은 두번 꺽어서 앞쪽의 전극과 같은 평면이 되도록 성형하고 끝 부분은 비스듬히 잘라내고 줄질을 하여 사진과 같이 전극의 모양을 만든다. 완성된 전극의 위치에 맞게 전선을 절단하고 Solderless Terminal을 압착하고 볼트및 나비너트를 사용하여 전극을 조립한다. 

0.25" Faston Terminal로 처리한 단자

12. 중고 시장에서 구입한 Foot Switch가 있어 Power Cord 사이에 결선하여 사진과 같이 연결하였다.

이동용 손잡이 구멍

13. 이동 시 쉽게 잡을 수 있도록 28mm Hole Saw를 이용하여 구멍을 하나 뚫었는 데 위치 선정이 잘못되었다. Transformer가 매우 무겁기 때문에 Transformer의 중심에서 5mm 정도 앞쪽에 뚫으면 Balance가 적당할 것이다. 추후 구멍을 하나 더 뚫어 두 손가락으로 잡을 수 있도록 할 예정이다.
좌측 위에 보이는 까만 색갈의 볼트는 사용된 목재가 마루판이라 방향성이 있어 목재용 특수 너트를 박느라고 망치로 때리는 과정에서 마루판이 가로로 갈라진 것을 깊은 구멍을 뚫고 긴 목재용 Screw를 박아 수리한 것이다.

만들어진 이 Spot Welder를 이용하여 18650 Li-Ion 배터리에 단자를 Welding 해 보았는 데 그리 쉽지는 않았다. 전극을 누르는 힘 및 통전 시간을 적절히 조절해 주어야 하는 데 앞으로 많은 연습이 필요할 것으로 생각된다.
타이머를 활용하여 통전 시간을 설정하는 방법을 추가하여아 할 것 같다.

며칠전 Aliexpress.com에서 5초짜리 타이머를 구입하였다. 이 타이머가 도착하면 통전 시간을 0.6초 내외로 조정하는 회로를 추가할 생각이다.

참고 사항: 전자레인지용 Transformer의 2차측(매우 가는 코일로 구성된 부분)을 잘라내는 것은 그리 쉬운 일이 아니다. You Tube에 나와있는여러가지 방법의 동영상(아래의 링크 참고)을 볼 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=0md3HyohxCk

나는 Hack Saw로 코일의 한쪽을 자르고 망치로 때려서 밀어내는 방법을 선택하였다. Grinder로 용접 부위를 잘라서 분해하는 방법도 있는 데 재 용접을 할 수 없는 경우에는 내가 한 밀어내기 방법이 유용하다.

타이머 회로 추가

중국의 Aliexpress에 주문한 Timer가 오늘(2015.09.24) 도착하여 앞서 말한대로 타이머 회로를 추가하였다. 사용한 타이머는 5초 짜리인 데 사실 최대 1초짜리면 보다 정밀하게 제어할 수 있는 데 그런 제품은 구할 수가 없어 5초짜리를 구입하였다.

추가한 자재 LIST
1. Timer, 220V, 5Sec (1)
2. DIN Rail Socket for Timer (1)
3. Relay, 220V, 2a2b (1)
4. DIN Rail Socket for Relay (1)
5. DIN Rail, 75mm
6. Others, AWG #18 Electric Wire, Screws, Wire Clip


기존의 Transformer 옆에 자리가 있어 이 공간을 활용하였다.
DIN 레일 한토막을 설치하고 레일 위에 Relay 와 Timer를 설치하였다.


회로는 220V Relay 하나와 5초짜리 타이머 하나를 이용한 것인 데 오랬동안 시퀀스 회로를 만들어 보지않아서 인지 한참동안 헤메었다.
Foot Switch로 Relay를 구동하고 이 Relay의 접점이 Timer 코일과
Transformer를 통전 시킨 뒤 설정시간 0.3~0.5초) 후 Timer의 Delay Off 접점이 Transformer의 전원을 차단하는 것으로 하였다.
초기에 Relay 없이 시도하여 잘 되지 않아 Relay를 추가하였는 데 완성 후 검토해 보니 Relay 없이도 R의 접점 자리에 Foot Switch 를 연결하면 문제가 없을 듯 하다. 일단 이 Relay는 Foot Switch의 접점을 보호하는 용도로 생각하자.
Foot Switch를 꾹 밟고 있는 동안에 설정 시간이 되면 Transformer에 공급되는 전원을 Timer의 b 접점이 짤라준다.

추가 정보:
Relay와 Timer를 위한 타이머 회로 보다 좋은 DIY용 Board를 Aliexpress에서 발견하여 주문한 바 Board가 도착하여 조만간 타이머 회로를 개조할 예정이다.
이 Board에는 설정하는 전류와 적용되는 시간이 표시되는 FND가 포함되어 있어 간단히 만들기가 쉽다.

권척 수리, Repairing Measuring Tape

전공이라는 직업상 권척(Measuring Tape)은 항상 내 Tool Belt에 매달려 있다. 몇개월 사용하다 보면 강철 Tape로 만들어진 자 부분이 꺽이거나 절단이 될 경우가 있다. 그대로 사용할 경우 입구에 걸려서 잘 나오지 않거나 들어갈 때 걸리는 경우가 많아 점점 끊어진 자리가 길어지다가 종래에는 못쓰게 된다. 주로 1m 이내의 범위가 항상 문제다.

나는 이런 권척을 납땜으로 수리하여 사용한다. 그래서 나는 한번 쓰기시작한 권척을 3년 이상 사용하는 경우도 허다하다.

나의 권척 수리 비법을 공개한다.
비법이라고 거창하게 말은 하였지만 아래의 사진에서 보다시피 실은 간단한 방법은 납땜이다.

권척의 테이프 부분은 얇은 강철로 만들어졌기  때문에 납땜이 잘된다.
먼저 표면의 페인트를 카터의 칼날로 말끔히 끍어 낸음 납땜용 페이스트를 납땜할 자리에 뭍혀주고 땜납을 듬쁙 주어 납땜한다. 사진에 보면 땜납이 약간 볼록하게 솟았다.
사용하는 땜납은 납 성분이 들어있지 않은 무연 땜납이 종래의 땜납보다 경도가 높아 좋다.
가장자리가 제대로 떼워졌으면 속 부분에도 한방울 납땜을 해주면 크랙이 더 이상 진행되지 않아 좋다.

납땜이 완료된 권척의 자 부분을 찍은 위의 사진을 보면 762mm에서 시작한 절단면이 속으로 파고들어 755mm까지 깨어진 것을 볼 수 있다.
납땜 자리는 한 점에 불과하기 때문에 자 부분이 감기는 데는 아무런 지장이 없다.

전기 저항체의 발열 원리 Why resistor makes heat?

일반적으로 전기 저항 발열체의 발열 원리를 "저항이 높기 때문"이라고 말하는 데 저항이 높으면 전류가 잘 흐르지 못하는 데 왜 열이나느냐는 의문에 휩싸이게 됩니다.

전기 저항에 의한 발열체의 작동 원리는,

적절한 전기 저항을  유지하여 너무 많은 전류가 일시에 흐르지 않도록 하여 서서히 열이 나게 하는 것 입니다.

예를 들어 전선을 콘센트의 두 단자에 연결하면 순간적으로 대단히 큰 전류가 흘러 전선이 녹아서 끊어집니다. 이런 현상을 "전기쇼트" 라고 하는 데 전선에도 작지만 저항이 있고 (일시에 흐르는 엄청 큰 값 인) 전류의 자승과 저항값을 곱한 주울열이 발생하여 전선이 녹아 터지는 것 입니다.

이렇게 전기 저항값이 작은 전선은 (일시에 전류가 흘러) 발열체가 될 수 없고 전기 저항이 일정 이상인 물체는 전류를 적절히 제한하여 발열체로 사용될 수 있는 것 입니다.

모든 저항 소자는 저항-온도 특성을 갖습니다.

온도가 올라가면 저항값이 크지는 정 특성을 가진 물체도 있고 반대로 저항이 낮아지는 부 특성을 가진 물체도 있습니다.

전기 저항에 의한 발열체로 많이 사용하는 니크롬선은 정 특성을 가진 물체로 온도가 올라가면 저항이 크져서 흐르는 전류를 점점 적게하므로 발열체로서의 안정된 특성을 가지고 있습니다.

어떤 발열체의 온도가 올라가면 주위 공기를  덥히게 되는 데 초기에는 온도차가 크기 때문에 공기에 의한 급격한 냉각으로 온도가 쉽게 올라가지 못하지만 주위 공기가 점점 따뜻해 지면 온도차가 적어 그만큼 냉각이 덜 이루어지므로 외견상 시간이 지날 수록 서서히 온도가 올라가는 것 처름 보이는 것 입니다.

니크롬선의 저항은 정 특성을 가지므로 실제 니크롬선의 소비전력은 온도가 올라감에 따라 서서히 감소합니다.

아래의 표를 참고하시기 바랍니다.

Increase in resistance with temperature^[3]

°F	°C	NiCrA	NiCrC
68	20	0	0
600	315	3.3%	5.2%
1000	538	6.3%	8.6%
2000	1093	6.0%	10.5%

NiCrA

화학적 조성비: 80% Ni, 20% Cr

융점: 1400°C

NiCrC

화학적 조성비: 61% Ni, 15% Cr, bal.(나머지) Fe

융점: 1350°C

자료 출처: http://en.wikipedia.org/wiki/Nichrome

충전 드릴에 사용되는 Over Night Charger와 1 Hour Charger

닉켈-카드늄 방식의 배터리를 사용하는 충전 드릴의 충전기로서 내부에 트랜스가 들어있는 직류 아답터 방식의 충전기는 가정용 또는 비 전문가용으로 분류할 수 있다. 이러한 충전기는 보통 “Over Night Charger”라고 부르는 데 저녁에 충전을 시작하여 다음날 아침쯤 이면 충전이 완료된다고 하여 이런 이름이 붙었다.

이와는 대조적으로 배터리를 뽑아서 충전기에 연결하여 충전하는 방식의 충전기는 보통 1시간 내외에 충전이 된다고 하여 “1 Hour Charger”라고 부르며 한 개의 스페어 배터리가 있으면 충전된 배터리를 교환하면서 연속으로 사용할 수 있어 전문가 용 충전기라고 말 할 수 있다. 닉겔-카드늄 배터리는 비교적 과전류 충전/방전에 강하기 때문에 이런 방식의 충전이 가능하다.

문제는 직류 아답터 방식의 충전기가 고장 나거나 분실 되었을 때 대체할 충전기로서 SMPS 방식(또는 과도한 전압의 아답터)의 전원 장치를 충전용으로 사용하는 경우가 있는 데 이는 배터리를 망가뜨리는 확실한 지름길 이라는 것을 말하고 싶다.

트랜스 방식의 충전기의 경우 충전 초기에 배터리 전압과 전원 사이의 전압 차이가 크서 흐르는 충전 전류는 비교적 크지만 시간이 흘러 충전이 진행됨에 따라 배터리의 전압이 상승하여 그 차가 적어지면서 충전 전류도 점점 줄어 충전 말기에는 거의 1/10 C(주_1) 정도에 이르게 되고 충전이 완료된 후에도 이 정도의 전류가 계속 흐르게 된다. 이때 흐르는 전류는 배터리의 충전에 사용되지 못하고 배터리 내부의 물을 전기분해 하는 데 사용되어 양 극에서는 수소와 산소가 발생하나 밀폐된 공간이므로 수소와 산소는 즉시 재결합하여 물로 돌아가기 때문에 충전기를 뽑기 전까지 이런 현상이 반복되는 것이다.

만일 트랜스 방식이 아닌 SMPS 방식의 전원 장치를 연결하여 충전 하였을 때는 충전 말기에 너무 과도한 전류가 계속 흘러 급격히 발생한 수소와 산소로 인하여 미처 물로 돌아가지 못한 가스로 인하여 배터리 내부의 압력이 증가하고 이 압력이 일정 수준 이상이 되면 배터리에 설치된 비상 배기 밸브가 열려 수소와 산소 가스와 함께 전해액이 외부로 분출되게 되고 결과적으로 배터리의 용량이 감소하는 것이다.

오래된 배터리의 경우 +극 단자 부근에 묻어있는 흰색 가루를 볼 수 있는 데 이는 그 배터리의 전해액이 흘러 나왔다는 것을 증명하고 상당한 용량 감소가 이루어진 것을 의미한다.

주_1: C는 Ah 값으로 표시된 배터리의 용량(Capacity)를 의미하는 것이다.


닉겔-카드늄 배터리에 관한 자세한 내용은 내 블로그의  다른 페이지 내용을 참고하시기 바랍니다.