안녕하세요. D.U.T입니다.
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이번 포스팅은 전자공학 기초 공구를 소개해드리는 두 번째 포스팅입니다.
전자공학 전공자 뿐만 아니라 임베디드 시스템 하드웨어 엔지니어라면 필수적으로 사용할 수밖에 없는 공구를 모두 설명드리겠습니다.
( ※ 개인적인 경험에 기초하여 설명드립니다. 틀린 부분이 있을 수 있습니다. 참고해 주시기 바랍니다. )
◆ 오실로스코프(Oscilloscope)
전자공학 기초 공구 첫 번째, 오실로스코프(Oscilloscope)입니다.
전자공학을 전공하는 분이라면 필수적으로 다룰 줄 알아야 하는 오실로스코프에 대해 설명드리겠습니다.
추가적으로 임베디드 시스템 하드웨어 엔지니어라면 정말 필수적으로 사용할 줄 알아야 합니다.
100번을 강조해도 지나치지 않다고 생각합니다.
전자공학 전공자라면 위 그림과 비슷한 오실로스코프를 많이 보셨을 겁니다. 요즘 대학교 실험 환경은 잘 모르지만, 저희 대학교 실험실에는 구닥다리(?) 오실로스코프들이 있었습니다. 물론, 나중에 회사에 가보시면 최신 오실로스코프 등이 있을 수도 있지만, 옛날 오실로스코프가 있을 수 있습니다. 최신 오실로스코프 사진을 공유하고 싶지만, 저작권 문제로 공유할 수가 없습니다. 최신 오실로스코프는 검색하시면 사진을 볼 수 있으니 검색해서 보시길 권장합니다.
오실로스코프(Oscilloscope) 설명과 사용 방법을 최대한 쉽게 설명해 보도록 하겠습니다.
오실로스코프는 시간이 지남에 따라 전기 신호를 시각화하는 데 사용되는 도구입니다.
즉, 시간에 따른 입력전압의 변화를 화면에 출력하는 계측기입니다.
전자 공학을 위한 그래프 계산기처럼 생각해 보십시오. 이것은 시간이 지남에 따라 신호가 어떻게 변하는지 볼 수 있게 해 줍니다. 그래서 회로가 어떻게 작동하는지 더 잘 이해할 수 있습니다.
오실로스코프에는 일반적으로 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 전압을 나타내는 그래프를 표시하는 화면이 있습니다. 오실로스코프를 사용하려면 일반적으로 일부 프로브(끝에 금속 팁이 있는 긴 와이어)를 사용하여 측정하는 회로에 오실로스코프를 연결해야 합니다.
예를 들어 오디오 앰프에서 나오는 신호를 측정하려면 오실로스코프 프로브를 앰프의 출력 단자에 연결합니다. 그런 다음 앰프를 켜고 음악을 재생하면 오실로스코프 화면에 파형으로 표시되는 음악 신호가 표시됩니다.
파형의 모양을 통해 회로가 작동하는 방식에 대해 많은 것을 알 수 있습니다. 예를 들어 파형이 왜곡된 경우 앰프가 클리핑 중이어서 음악 신호의 전체 범위를 처리할 수 없음을 나타낼 수 있습니다. 파형이 노이즈가 있는 경우 다른 소스의 간섭이 있을 수 있습니다.
오실로스코프는 시간이 지남에 따라 신호가 어떻게 변화하는지 볼 수 있기 때문에 전자 제품을 다루거나 제품 개발을 하는 모든 사람에게 필수적인 계측기입니다. 조금만 연습하면 오실로스코프를 사용하는 것은 쉬우며 제품 개발에 문제가 발생할 경우, 회로의 문제를 신속하게 진단하고 개선할 수 있습니다.
글로만 설명드리려고 하니 많은 어려움이 있네요.
◆ 멀티미터(Multimeter)
기억을 돌이켜보면 대학교에서는 전자공학 전공 실험에서는 멀티미터를 많이 사용하지 않았던 걸로 기억합니다. 물론, 빈도수는 적지만 멀티미터를 사용하긴 했습니다.
하지만, 회사를 다니게 되면서 회사에서는 멀티미터를 아주 많이 사용했습니다. 지금도 빈도 수로 보면 멀티미터를 많이 사용합니다. 그 이유는 많지만 대표적으로 SMT가 끝난 PCB 보드가 입고되면 Short 검사라든지, 전원 확인, 전류 확인, 소자 값 확인 등이 있습니다.
이 중에 가장 많이 사용하는 용도는 역시 Short 검사입니다. 멀티미터 설명서를 보면 연속성 테스트 모드로 나와있습니다. 완제품(PCB)에서 Short는 가장 치명적인 결함이므로 제품에 문제가 발생할 경우, Short 검사를 가장 많이 합니다. 나중에 제품 개발을 경험하다 보시면 제가 드리는 말씀을 이해하실 거라 생각합니다.
다음은 멀티미터 설명과 사용 방법을 최대한 쉽게 설명해 보도록 하겠습니다.
멀티미터는 전압, 전류 및 저항과 같은 회로의 다양한 전기적 특성을 측정하는 데 사용되는 도구입니다.
멀티미터에는 일반적으로 디지털 또는 아날로그 디스플레이와 다양한 유형의 전기적 특성을 측정하기 위한 몇 가지 다른 포트 또는 설정이 있습니다. 멀티미터를 사용하려면 일반적으로 일부 테스트 리드(끝에 금속 프로브가 있는 긴 와이어)를 사용하여 측정하는 회로에 멀티미터를 연결해야 합니다.
위 그림에서 보시면 빨간색 막대기(?)와 검은색 막대기(?)가 테스트 리드입니다.
예를 들어 배터리의 전압을 측정하려면 멀티미터를 전압 모드로 설정하고 테스트 리드를 배터리의 양극 및 음극 단자에 연결한 다음 디스플레이의 전압 값을 읽습니다. 마찬가지로 저항의 저항을 측정하려면 멀티미터를 저항 모드로 설정하고 테스트 리드를 저항의 양쪽 끝에 연결한 다음 디스플레이에서 저항 값을 읽습니다.
결론적으로 멀티미터는 회로의 다양한 전기적 특성을 빠르고 쉽게 측정할 수 있도록 해주기 때문에 전자 제품(하드웨어 엔지니어 등)을 다루는 모든 사람에게 필수적인 도구입니다. 몇 번의 연습만으로도, 멀티미터를 사용방법은 금방 배울 수 있습니다.
개인적으로 선호도가 높은 회사 제품을 공유합니다. 광고는 아닙니다. 경험적으로 Fluke 멀티미터가 신뢰성이 높으면 배터리도 오래가고 사용하기가 좋습니다.
조금 저렴한 제품이나 기타 다른 회사 제품을 많이 사용해 본 경험을 말씀드리겠습니다. 타 회사 멀티미터 경우에는 배터리도 금방 방전되며 반응 속도도 느리고 측정 신뢰성이 많이 떨어진 결과를 봤습니다.
만약 멀티미터를 구매하게 된다면 Fluke 멀티미터를 추천합니다!
◆ 파워 서플라이(DC Power Supply)
마지막으로 파워 서플라이(DC Power Supply)에 말씀드리겠습니다.
전자공학 기초 공구 설명에 맞는 파워 서플라이(DC Power Supply)는 사진을 찾기 어렵네요. 위 사진을 일반적으로 많이 알고 계시는 PC 파워 서플라이 사진입니다.
전자공학에서 사용하는 파워 서플라이와 조금(?) 다릅니다. 크게 보면 비슷할 수도 있습니다. 제가 말씀드리고 싶은 파워 서플라이는 전압 및 전류 출력을 조정할 수 있는 파워 서플라이입니다. 그러므로, 계측기 모습이 궁금하신 분들은 죄송하지만 검색 창에 DC Power Suuply로 검색하셔서 최신 계측기 사진을 봐주십시오.
파워 서플라이 설명과 사용 방법을 최대한 쉽게 설명해 보도록 하겠습니다.
파워 서플라이(DC Power Supply)는 회로에 안정적이고 일정한 전원을 공급하는 장치입니다.
파워 서플라이(DC Power Supply)에는 일반적으로 전압 및 전류 출력을 조정하기 위한 몇 가지 다른 포트 또는 설정이 있습니다. 파워 서플라이(DC Power Supply)를 사용하려면 일반적으로 일부 와이어 또는 케이블을 사용하여 전원을 공급하는 회로에 연결해야 합니다.
예를 들어, LED 회로에 전원을 공급하려면 LED의 양극 및 음극 단자를 파워 서플라이(DC Power Supply)의 양극 및 음극 출력 단자에 연결합니다. 그런 다음 파워 서플라이(DC Power Supply)의 전압 출력을 LED 회로에 적합한 수준으로 조정합니다. +5V가 될 수 있고 상황에 따라 달라집니다.
배터리에 비해 파워 서플라이를 사용하는 장점은 보다 일관되고 신뢰할 수 있는 전원을 제공한다는 것입니다. 배터리의 전원이 빠르게 소진되거나 충전 수준에 따라 전압이 변동될 수 있습니다. 반면 파워 서플라이는 필요한 만큼 안정적인 전압 및 전류 출력을 제공할 수 있습니다.
파워 서플라이를 사용하는 것은 컵에 물을 채우는 수도꼭지를 사용하는 것과 같습니다. 수도꼭지를 조정하여 적절한 양의 물을 공급할 수 있으며, 파워 서플라이를 사용하면 동일한 방식으로 전기 흐름을 조정할 수 있습니다. 파워 서플라이를 사용하면 간단한 LED 회로에서 더 복잡한 전자 프로젝트에 이르기까지 모든 종류의 회로와 장치에 전원을 공급할 수 있습니다.
즉, 파워 서플라이(DC Power Supply)는 회로에 안정적인 전원을 제공할 수 있기 때문에 전자 제품을 다루는 모든 사람(전자공학 전공자, 하드웨어 엔지니어 등)에게 필수적인 도구입니다.
최대한 이해하기 쉽게 설명드리려고 해봤습니다만, 많은 도움이 되셨는지는 모르겠습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
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