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목록으로 가기... 자전거 LED 33와트 라이트 자작(버젼 2.3)
PIC16f73 라이트 Hex화일 받기
회로도 크게보기

-서론-
기존에 만들었던 제품인 버젼2.1의 한계성이 보이기 시작했다.
그 첫번째는 사용중 불편했던 사항을 개선하기 힘들다는 점
두번째로 디지트(양자화)화 되지 않은 정보는 제품의 신뢰성 감소
마지막으로 때에 따라서 셋팅을 바꿀수 있어야 하지만 그러지 못했다.

하지만 마이컴을 넣는다는것은 프리렌서 입장에서 보면 잔손이 많이 가기때문에 왠만해서는 안했으면 하던 품목이었다.
다행이도 올해는 일거리도 거의 들어오지 않아 시간이 좀 남아서 만들게 되었다.
마이컴은 흔하고 비싸지 않은 PIC16F73을 사용했으며 Hex화일도 제공하므로 필요한 사람은 그냥 굽고 회로대로 만들면 바로 사용가능하다.

PinAssign과 내부 타이머만 같다면 원하는 마이컴으로 컴파일해서 Hex화일을 줄수 있으니 리플 달아주면 확인후 컴파일후 Hex화일을 줄수 있음
(단 본 프로그램은 타이머가 핵심이기때문에 이것이 맞지 않으면 사용할 수 없다. 물론 C소스를 제공하진 않는다.)

-본론-


이것은 I2c혹은 SPI구동이 가능한 포텐션메터를 시험해본것이다.
물론 그다지 중요하진 않지만 수량을 두개밖에 안샀기때문에 시험해볼 필요성이 있었다.
이것 이외에 DA Converter를 써도 되고 R2R DAC를 써도 된다(회로도에 설명 되어 있음)


이것은 컴퓨터 노스브릿지용 방열판이다.
기존엔 펜티엄1MMX 전용 방열판을 썼었는데 수급이 어렵기때문에 성능은 좋으나 쓸수가 없어서
노스브리지용 쿨러을 뒤지는 중에 이것을 선정하였다.

하지만 구리라서 너무 무겁다는 단점이 있다. 그래서 다음엔 알미늄 제품으로 만들어 볼생각이다.




LED를 붙이는건 일반적으론 어려운 일이다.
이렇게 자작할때 나같은 경우는 써멀에폭시를 사용하는데 이유는 간단하고 다르게 고정할필요가 없기때문이지만 1회성에 그친다는것인데
수리하려면 떼어내야 하는데 그것이 불편하다.
그러니 자작하려는 사람같은 경우는 다른 편한 방법이 있다면 그것을 선택하기 바란다.

그리고 LED의 PAD쪽이 케소드일 경우가 많기때문에 쇼트날수가 있으니 써멀에폭시로 고정할경우
베이스에 쇼트되지 않게 너무 꽉 누루지 않도록 주의해야 한다.
(난 쇼트가 나서 P7 LED를 한개 버렸다 -.,-;;)



이놈을 만들때까지 우여곡절이 많았는데 거의 너댓번은 실패를 했다.
이유는 레귤레이터 인풋쪽 콘덴서가 너무 떨어져있으면 전류를 못 밀어줘서인데 거리가 4~5Cm정도 떨어져도 제대로 전류를 밀어주지 못하고
리플이 많이 증가해서 포기하려 했으나 원인은 아직도 모르으나 아무튼 사진처럼 레귤레이터에 최대한 붙였을경우 계산처럼 제대로 동작한다.
그러니 제작시엔 반드시 레귤레이터와 입력 콘덴서를 최대한 붙이길 권장한다.

MCU같은 경우는 아무래도 땜을 잘하지 못하면 만들기 힘들기때문에 이런부분은 자신의 능력을 생각해서 판단하기 바란다.

부품들은 모두 온라인으로 쉽게 구할수 있는것을 사용했으므로 만드는데 큰 지장은 없을것으로 판단된다.
(회로설명은 아랫쪽에 있음)


LED갓을 에폭시로 붙이고 LED전선에 있는 페라이트코어를 감았는데 이것은 레귤레이터가 스위칭 방식이므로 리플때문에 약간은 RMS전류라고 할지라도
기분이 좋지 않으므로 LowPassFillter를 달아놓은것이다.
(안달아도 큰 변화는 없지만 왠만하면 달아주는게 좋다.)


모두 붙이고 켈리브레이션을 하는것인데.. 위에쪽 커넥터는 MCU라이터이고 아랫쪽은 RS-232C로 ADC값을 모니터링 하면서 조절하는것인데
LED전류를 조절하는것은 아니고(LED전류는 회로에서 VR로 Max값을 설정함) 베터리 퓨엘게이지(잔량표시)용을 셋팅하는것이다.

좀 지전분하게 보일수도 있으나 만능기판에 만들고 기성품 방열판을 쓴다는건 제약이 따르므로 어쩔수 없다.


리모트인데 헨들의 기어변속레버 곁에 붙여서 라이딩중 사용하기 위한 목적이다.
버튼이 본체 두개 리모트 두개인데
본체 두개는 모드 좌우변경 스위치인 반면 리모트 버튼중 한개는 모드 변환(단방향)이며 나머지 한개는 경고모드로 누룰경우 현재 모드를 무시하고 강한 깜빡임 모드로 바뀐다.
물론 버튼을 누르는 동안만 그렇고 떼었을경우 원래모드로 되돌아간다.
(동영상 참고)

35젝을 사용했으며 안쓰는 이어폰을 잘라서 썼는데 선이 가늘어서 유용하다.






전체적으로 복잡하고 좀 큰 느낌이 드는건 어쩔수 없으나 줄일려고 마음먹는다면야 그다지 어렵지도 않은 품목이지만
다시 부품들 선정하기도 귀찮아서 그냥 쭉쭉 만들었다.
(사진에 보이는것마냥 실제론 크지 않으나 그래도 조금은 두꺼운 느낌이 든다.)

-동작(동영상)-




모드는 총 5가지(Off모드 제외)
Off → 100mA → 50%(1.4A) → 100%(2.8A) → Blink
리모트 버튼사용시 경고모드
로우베터리시 100% 모드 제외 Blink 모드는 50% 밝기로 다운

그외 라이트 상면에 베터리 게이지 및 모드 변환시 현 모드 위치 표기
(적색LED가 없어서 흰색을 썼음 -.,-;;)

-회로 설명-
회로도 큰것은 그림을 클릭하면 나옴


회로의 소자 레퍼런스가 조금 엉성한데 이것은 알아서 보면 되고(이런걸로 딴지 사절)

회로도에 설명이 첨부되어 있지만 좀더 살을 붙이자면
U6A는 Op-amp로 전압 변동레벨을 조절하여 마이컴에서 퓨엘게이지를 측정하기 위함이다.

저런거 다 귀찮으면 최고 16.8볼트까지 오르니까 이것을 대략 1/4로 줄인후에(저항 두개만 있으면 됨)
변동폭쪽 값만을 쓰면 된다.(0~255 값이 변하는데 저항만 가지고는 AD값이 150~255정도므로 정확한 전압체크는 어렵게 되지만 사용상 큰 문제는 없다.)
전압분배 저항은 내 홈 위쪽에 보면 각종계산기를 클릭하면 분배하는 계산기가 있으니 그것을 이용하면 쉽게 만들수 있다.

제일 신경써야 하는 부분은 레귤레이터인데 스위칭 파워에선 코일과 콘덴서가 주된 크기의 요인이 되는데
이것은 적절한(회로도에 설명이 첨가 되어 있음)것을 이용하면 된다.
단 전류가 딸리면 발열이 심해지니까 이부분은 될수 있으면 전류는 널널한 코일을 사용하길 권장한다.

션트 저항같은 경우 0.1옴을 달아도 되지만 온라인 전자부품마트에서 0.05옴이 있어서 그것을 구입해서 사용하였는데 저항은 전류가 높으니 0.1옴 이하 어떤것을 사용해도 된다. 다만 VR1으로 최고 전류를 설정해야 하는데 이것은 마이컴이 완료 안되었을경우 U3B의 6번 단자에 5볼트를 넣고 테스트 하면 된다.

시험시 전압은 콘덴서 내압보단 낮은 전압에서 시험하길 권장하며 전류는 낮은상태에서 올려야 전자로더가 없을경우 LED를 고장내지 않을것이다.

저 레귤레이터는 3A짜리지만 시험해본결과 냉각만 제대로 된다면 4A도 가능하지만 그렇게까진 사용하지 않길 권장한다.

마이컴은 좌측의 스위치 3개중 SW1이 경고모드이고 나머지는 모드 전환 스위치이다.

회로상엔 OSC용으로 RC를 사용하였으나 나는 11.0592 X-tal을 사용하였다.
왠만하면 x-tal이 메인클럭의 안정성이 좋아서 사용했는데 이유는 베터리 게이지를 시리얼 포트로 확인해야 하므로 그렇다.
(RC 발진기는 +-10%정도 이상의 오차가 있어서 시리얼포트 오류가 있을수 있다.)

이 방열판과 LED를 제외하고 순수한 부품만으론 당연히 만원이 들지 않는다.
하지만 이러한 모드 변환도 없는 전류 레귤레이터가 많이 비싸기때문에 해당 회로에서 레귤레이터와 op-amp부분만 pcb로 만들어서 범용으로 사용해도 된다.
(별도의 레퍼런스 전압이 없기때문에 소자는 간소함)

스위칭 레귤레이터를 이용한 이유는 효율때문인데 베터리 전압 대비 출력 전압차가 크지 않기때문에 90%이상이 나오는데 회로도가 좋은게 아니라 당연한것이다.
(레귤레이터의 드라이버와 쇼트키다이오드 그리고 코일 열손실이 스위칭 레귤레이터의 전부)

때론 리니어테크놀로지에서 나온 코일 내장형 동기식 레귤레이터도 있으나 그런것을 쓰면 훨씬 간소화 될순 있지만..
자작의 재미는 떨어지고 단가도 만만치 않다.

-그외-
요즘 P7을 장착한 소형 라이트가 많이 나오는거 같다.
P7의 표준 전류는 1.4A이므로 2.8A은 Max값이기때문에 방열에 신경써줘야 하며
최고치를 사용한다는것은 수명이 줄어든다는것도 유념해야 할 품목이다.

자전거라이트를 써봐야 수천 시간도 쓰기 전에 베터리가 더 빨리 수명을 다하기때문에 대부분 통체로 구입하는 경우가 허다하니까..
Max값으로 써도 별 문제는 없다고 생각되지만 아무튼 한번쯤 생각해보길 권장한다.

그리고 본 라이트같은 경우 LED에 인가되는것만 순수하게 33와트이기때문에 전체 소비 전력은 40와트가 될수도 있으므로 베터리 용량도 반드시 생각해야 한다.
(현재 내가 사용하고 있는 베터리는 대략 120와트 정도 되기때문에 런닝타임은 얼추 3이상 4시간이하 정도 추정)

자작은 하고 싶고 전자적인 지식이나 경험이 없다면 꼭 이런것을 만들어야 맛은 아니라고 생각된다.
기성품 전류레귤레이터를 구입하고 외형만을 만드는것도 훌륭한 자작이 되며 완성도역시 외형이 90%는 차지하기때문에 이것만을 신경써서 만들어도 된다고 생각된다.

남는시간에 만들되 오래 걸리지 않는 자작은 온라인게임보다 자극적인거 같다.
나는 그래서 남는 시간에 즐겨서 이것저것 만들어 본다.


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