불어펜 3색 LED스틱으로 개조 하기

불어펜 이라고 아시나요?

입으로 푸~ 불어서 스프레이 뿌리듯이 뿌려서 그림을 그리는 희한한 펜입니다.

정해진 틀에 맞춰 후~ 불어 그림을 그리는 재미난 펜이지요.

지구화학 불어펜

그런데. 말입니다.

이 불어펜을 다 쓰고 나면 껍데기를 버리기가 참 아깝다는 생각이 들어요.

왜냐면, 손잡이와 윗쪽이 쉽게 분리가 되고, 위쪽은 투명이면서 아이들 손에 딱 맞아서.

음.. 딱 LED 스틱으로 만들기 좋~아 보이기 때문입니다.

버리기 아까운 불어펜 껍데기

아빠가 개발자인데 이걸 버릴 수 있나요? 바로 LED 스틱으로 개조 들어갑니다.

 

먼저 시크릿 쥬쥬 휴대폰 충전식으로 개조하기 시리즈에서 만들어 두었던 충전보드를 하나 꺼냅니다.

그리고 가자고 있는 리튬폴리머 배터리 중 가장 작은 걸 연결해요. (저는 무조건 충전식으로 만들어요 ㅎ )

충전 + 승압 보드 와 100mAh 리튬폴리머 배터리

불어펜의 손잡이에 딱 들어가기 좋은 크기입니다.

그리고는 LED를 연결해야 하는데요.

연결할 LED에 대해 간략히 알아보자면, 

3색 (RED, GREEN, BLUE) LED를 사용할 거고요, 이 LED는 Common anode 형태입니다.

간략히 데이터 시트를 보면서 추가 설명을 드리자면.

사용할 3색 LED 입니다.

데이터 시트 발췌내용 발로 편집

위 내용은 실제 사용할 LED의 데이터 시트에서 발췌한 내용을 덕지덕지 붙인 이미지입니다.

먼저 맨 위쪽에 빨간색으로 표시한 2. COMMON ANODE 가 보이실 텐데요. 

다이오드는 Anode에서 Cathode 로먼 전류가 흐르는 소자입니다. LED는 발광 Light Emitting Diode의 약자이며,

그냥 전류가 흐르면 불 켜지는 다이오드라고 생각하시면 됩니다.

Common Anode라는 뜻은 세 개의 LED 가 하나의 Anode로 연결되어 있다는 뜻입니다.

그곳에 +전압을 걸어주고, 각 색상별 led의 Cathode 핀을 Ground에 연결하면 불이 켜집니다.

그런데 이때 주의할 점이 있지요. 

바로 LED의 허용 전류입니다.

그림의 우측을 보면 Forward Current 가 25mA라고 되어있네요.

물론 Peak Forward Current는 100mA라고 되어 있지만, 그것은 펄스 입력일 때 이야기고, 우리는 지금 펄스로 제어하지 않기 때문에 최대 허용전류를 25mA라고 생각하면 되겠습니다.

그리고 Forward Voltage 가 RED는 2.0V, 나머지는 3.2V라는 것을 알 수 있네요.

불이 켜지려면 RED는 1.6V , 나머지는 2.8V 가 최소한 걸려야 된다는 말입니다.

우리는 두 조건도 만족하도록 3V를 기준으로 하겠습니다.

하여, LED에 걸리는 전압을 3V로 하고, 전류는 소자의 보호를 위해 10mA로 계산해서 Anode에 연결할 저항을 계산합니다.

먼저 입력 전압을 체크해 보겠습니다.

승압 회로의 출력단에 ADJ 저항을 정확한 값이 없어 조금 낮게 달아 5V 가 아닌 4.9V 정도가 예상되었는데요.

실제로 측정해보니 4.89V 가 나오네요.

출력 전압 측정

LED의 저항은 다음과 같은 방식으로 계산합니다.

(입력 전압 -  LED를 켜기 위한 최소 전압 )/전류 =  저항값

(5V - 3V) / 0.01 =  200 옴

Anode에 200옴 을 달면 되겠네요.

여담으로, Power Dissipation의 값을 보면 RED 가 가장 값이 작은걸 볼 수 있는데요. 

이것은 RED LED 가 전력 소모가 가장 적다는 의미입니다. 물론 값이 싸기도 해요. 

이것이 저렴한 시스템의 상태 LED들이 대부분 붉은 색으로 많이 만들어지는 이유이기도 합니다.

Anyway~.

 

이제 LED의 Anode에 200옴 저항을 달아주고, Cathode 측에는 Ground와 연결할 스위치를 각각 달아줍니다.

LED 에 스위치를 달아줍니다.

그림에서 잘 안 보이지만, LED의 Anode 부분에는 SMD 타입의 저항이 달려 있습니다.

이제 연결된 회로가 잘 동작되는지 스위치를 눌러봅니다.

스위치를 눌러 확인 합니다.

간단히 동작 점검이 끝났으니, 이제 불어펜 껍데기에 넣어 완성합니다.

이제 LED를 PCB 보드와 배터리 사이에 넣고 글루건으로 고정해 줍니다.

고무줄로 감은 이유는 불어펜 껍질 안쪽에서 움직이지 않도록 고정을 하기 위해서입니다.

신의 선물 글루건으로 붙여 줍니다.

지금은 스위치를 외부로 노출시켜 누르는 방식으로 만들었으며, 배터리와 PCB 보드를 묶어 통째로 넣어줍니다.

회로물을 안쪽에 넣어주고, 외부에 스위치를 달아줍니다.

볼품 없지만..ㅋ

스위치에 연결된 와이어 거 조금 지저분하게 보이는군요.

물론 스위치도 번거롭게 되어 있고요. 하지만, 개의치 않습니다.

버튼도 좀 더 튼튼하게 고정해 줍니다.

버튼도 글루

이제 마무리가 다 되어 가는군요.

버튼까지 잘 고정되었다면 다 완성된 겁니다.

이제 뚜껑만 닫으면 되니까요.

GREEN

BLUE

RED

외형은 그다지 마음에 안 들지만,

LED가 켜지는 비주얼은 매우 만족스럽군요.

사진으로 남지는 못했지만,

딸내미에게 이걸 주자마자 방으로 들어가 커튼을 치고 하나씩 눌러보면서

딸내미는 우와~ 우와~ 를 외치고 아빠 최고를 날려주었지요. 

뭐 요딴거 가지고 아빠 최고 씩이나 ㅋㅋ

더.. 더 멋진 걸 만들어 갖다 바치오리다!!!! 

 

불어펜은 아래 링크를 참고 하세요

지구화학 불어펜

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