오실로스코프 & power supply 질렀습니다.

블로그에는 관련글을 거의 안올렸습니다만,
제 학과는 전자공학입니다.

전자공학도면 오실로스코프는 왠만하면 보유하고 싶은 제품입니다.
마치 로망이라고 할까요?
(참고로 오실로스코프는 전압의 파형을 볼수있는 장치입니다. 멀티메터나 전압계등은 단지 전압을 숫자로 읽어내는 것에 불과하기 떄문에 움직이는 파형(이를테면 on,off가 반복되는 파형, 아날로그신호등)은 눈으로 확인하기 어려운 면이 있습니다. 이럴때 오실로스코프로 볼수 있습니다.)

하지만 오실로스코프는 가격이 매우 비쌉니다.
왠만하면 100만원을 넘어가고 고급사양은 3~4백도 합니다.
최대측정치에 따라 다르긴 하지만 20MHz 제품도 40만원은 줘야 살수 있습니다.

그래서 열심히 중고 오실로스코프를 찾기위해 장터를 뒤져본 결과
흔히 대중적으로 많이 사용하는 100MHz짜리 오실로스코프를,
15만원이라는 싼값에 업어왔습니다. ^^
물론 디지털이 아닌 아날로그이고 컴터와의 연결기능이 없지만,
디지털은 반응속도가 느리면 아날로그보다 못한면이 있고(화면갱신이 느리기 때문에 빠르게 변하는 파형을 제대로 볼수 없습니다.), 굳이 컴터에 연결할 필요는 없기때문에 아날로그타입으로 질렀습니다.

오실로스코프의 모습입니다.
모델명은 KENWOOD의 CS-5370입니다.
Protek(구 흥창), Tektronix, EZ회사 등의 제품들은 유명한 편인데 이 회사이름은 처음들어봤습니다. 그래도 MADE IN JAPAN 입니다.;;

원래 KENWOOD의 DCS-8300을 구매한다고 판매자분꼐 연락을 했었는데, 예약하고 보니 판매자분이 이것도 올리셨더군요.
DCS-8300은 20만원. CS-5370은 15만원이었습니다. 그러다보니 돈을 좀 아끼고자 CS=5370을 사고 싶어지더군요. 게다가 DCS-8300은 2채널인데 반해, CS-5370은 3채널이었습니다.
물론 DCS-8300은 storage 기능이 있으나 저에게는 그닥 쓸모없는 기능이기도 했습니다.

1MHz CAN type 오실레이터를 통해 출력을 걸어봤습니다.
프로브의 바리콘을 잘못건들어서 시작부분이 찌그러졌군요. -_-;;
Readout 기능(커서기능으로 파형에서 사이의 전압 및 주파수를 측정할수 있습니다.)이 있어서 편리합니다. 솔직히 없으면 많이 불편하죠.(눈대중으로 측정해야 하니...)
다만  trigger쪽은 조정을 어떻게 해야할지 감이 안잡히더군요. 매뉴얼을 봐도 설명이 대충이니...
일단 파형이 제대로 나오는 FIX mode로 하고 있습니다만 다른모드에서는 왜 안나오는지 해봐야 겠네요.

이거는 같이 구매한 power supply입니다.
Power Supply쯤은 자작이 충분히 가능하지만 몇가지 애로사항이 있었습니다.

1.전류제한 기능(C.C)이 없다.
2. 전류계 표시가 어렵다.
3. 케이스문제

1.전류제한 기능

요게 있으면 상당히 편리합니다. 실험하다가 실수로 쇼트나면 과전류가 흐르고 과전류가 인한 허용용량 초과로 인해 레귤레이터 및 정류부품, 트랜스를 망가뜨릴수 있으며 심하면 휴즈가 끊어지고 더심하면 집안 차단기도 내려갑니다.(쇼트로 휴즈 끊어보고 차단기도 내려본 1人....) 그런데 전류제한 기능이 있으면 자기가 쓸 전류만큼 제한을 걸어서 설령 쇼트나더라도 필요이상의 전류가 흐르는걸 막아줍니다. 더욱 안정적인 power supply가 되는것이죠.
과거의 자작용 power supply는 이런게 없었기 때문에(지금도 사실 보긴 힘듭니다.) 부품을 홀라당 터트리는 경우가 상당수 있었습니다. 어떻게보면 이기능때문에 샀다고도 볼수있겠죠.
게다가 이 기능이 있으면 어떠한 충전지도 충전할수 있습니다.

무슨소리냐구요?

충전지의 충전 사이클이 정전류로 충전->정전압으로 마무리 이기 때문입니다.
(제가 질문했던 글을 참고하셔도 됩니다. http://cafe.naver.com/powersos/8043 (가입이 필요할수도...))
충전할 전압(물론 전지별 충전전압이 정해져 있습니다.)과 제한할 전류를 세팅후 충전지를 연결하면 알아서 충전이 됩니다. 만충시에는 전류가 100mA 아래로 떨어지고 만충전압이 되므로 이를 통해 알수 있습니다.
즉 전류제한으로 충전할 전류를 걸을수 있기 때문에 충전지를 충전할수 있는 것이죠. 이기능이 없으면 전류가 무한정 충전지로 유입되므로 충전지가 터져버립니다.

2. 전류계 표시가 어렵다.

이또한 power supply를 자작하는데 걸리는 문제였습니다.
현재 전류계나 전압계를 제작하느 제일 쉬운 방법은 바로 ICL7107을 이용하는 것입니다.
ICL7107은 3 1/2 digit(3개의 숫자와 최상위 1숫자, 극성(+,-)표시) 출력을 가진 A/D컨버터로 간단한 부가회로만 첨가하면 가격도 저렴한 훌륭한 전압계/전류계가 됩니다.(더높은 해상도를 원하시면 ICL7135를 알아보세요. 다만 주변회로가 더 복잡해집니다. 높은 해상도로 인해 정교한 오실레이터를 써야하기 때문이죠.)

문제는 ICL7107자체에 문제가 있는데,
1) -2.8V이상의 부전압 공급 필요
2) 자기가 공급받는 전원의 전류를 측정할수 없다.(전압은 가능)
입니다.

1)번은 저를 오랫동안 괴롭히는 문제였습니다.
부전압이 뭐냐면 0V(ground, 흔히 -극이라 부르지만 엄밀히는 다릅니다.)보다 아래의 전압입니다. 즉, 멀티메터로 ground(약자로 gnd라고도 씁니다.)를 -단자에, 부전압자리에 +단자를 연결하면 음전압이 나오게 됩니다.
이걸 만드려면 3상 트랜스가 필요합니다. 같은 전압을 2개 내보내는 트랜스가 필요하다는 것이죠. 그런데 우리나라에는 그런 트랜스를 구하기가 매우 힘듭니다. 저도 딱 하나 가지고 있는걸 써먹어서 만들었었죠.(6V양전원출력의)
나중에 알게되었지만 다행히 이를 해결해주는 IC가 하나 있는데 바로 ICL7660 입니다.
ICL7660은 콘덴서 두개를 이용하여 +5V를 -5V로 바꿔줍니다. 콘덴서 charging 방식으로 음전압을 만드므로 출력은 보잘것 없지만, ICL7107에게 부전압은 존재 자체에 가치가 있으므로 ICL7660을 조함하여 음전압을 공급해 줍니다. 이것으로 ICL7107이 작동할 준비는 완료되었군요. 그러나.....

2)번이 문제입니다.
'의사는 제병을 못고친다'라는 속담이 떠오르게 하는 애로사항이군요.;;
전압계는 상관없습니다만, 전류계료 ICL7107을 사용시 측정할 전원과 전류계 구동전원을 분리해야 합니다.
이게 아주 골때리는데, 이문제 해결을 위해,

(1) 트랜스의 AC출력전압을 같은걸 쓰되 정류회로는 따로 사용하여 전원공급
(2) 트랜스의 다른 전압부를 사용하여 전원공급(0V는 공통으로 한채)
(3) 트랜스의 분리된 전압부를 사용해 전원공급(이를테면 0,6,12,18V 출력의 트랜스가 있을경우 0-12V단자는 측정전원, 6,18V 단자는 구동전원용으로 쓰는방법)

이란 별의별꼼수를 다써봤지만 실패하더군요.
아예 1차측(AC220V)에서 분리하지 않으면 되지 않습니다.
즉 전류계를 쓰려면 전류계 전원공급용 전용 트랜스를 쓰지않으면 안된다는 것이죠.
이는 power supply의 부피증가및 추가부품으로 인한 비용증가를 야기시킵니다.

3. 케이스문제

케이스 없으면 먼지가 엄청나게 쌓이더군요. AC전압부도 있기 때문에 케이스가 필수입니다만, 케이스 자작이 꽤 어렵죠.


이러한 연유가 있다보니 power supply 를 장만하는게 전혀 돈이 아깝다고 느껴지지 않더군요.
게다가 저걸 4만원(원래 5만원이나 만원 에누리해주심)에 샀으면 거저 얻은거나 다름없습니다.
(아마 저런 사양의 파워 자작하시려면 10만원 넘으실겁니다. 트랜스가 3만원에 각각 전압/전류계 붙이면 4만원넘게 잡아야하고, 컨버터회로또한 사야하니.... 물론 납땜으로 인한 정신적 스트레스및 고생은 돈으로 계산하기 어려운 수준이죠.)

제품명은 GP-4303TP로 30V/3A 출력 2개에 5V/2A 출력 한개 있습니다.
Goldstar 마크에서 세월이 느껴지는군요.;; 그래도 안정성이 느껴집니다.

단점이라면 무게가 장난아닙니다. 12kg정도라고 하더군요.;;
가벼운걸 원하는 저에게는 그게 가장 난점이더군요. ㅠㅠ

출력단자 세팅을 하고 찍어봤습니다. 현재는 최대치로 돌린것입니다.
power supply 만지신분은 아시겠지만, COARSE가 전압조정, FINE이 세부전압조정입니다.
FINE노브 덕분에 전압을 미세하게 만질수 있죠. 전압노브 왼쪽에는 CURRENT LIMIT 노브가 있군요.
5V/2A는 고정출력이므로 표시기도 없으며(전류계정도는 있으면 좋을듯) 파워만 키면 자동으로 출력됩니다.

두개를 같이 올려놓고 찍어봤습니다.
dot matrix 제어를 하려는데 생각보다 잘 안되네요. ㅠㅠ dot matrix가 고장인가...

덕분에 레고취미도 잠시 접어두고 별짓을 하고 있습니다.(원래 목적은 레고 신호등 만드는 거였으나;;;