초코볼의 inside Tech

1. 필코 제로 키보드

언제 구입했는지 기억도 안나는 키보드 하나를 집에서 사용하고 있었습니다. 필코 케로 키보드.

기계식 키보드라 무겁고 알프스 백축이 사용된 제품입니다.

10년 이상이 지났지만, 전혀 눌림이 없고, 타이핑 할 때 경쾌한 소리를 내 줍니다.

그러다 얼마 전, 키를 하나 눌렀을 뿐인데, 2~3개의 인접한 키들이 입력되는 오류를 내기 시작하더군요.

필시 회로 패턴의 문제라고 생각하고, 분해하여 수리 도전.

2. 분해

구조는 단순해서, 뒷판의 나사 3개를 풀어주면 됩니다.

마지막 나사 하나를 못 찾아서 헤맸는데, AS 보증 확인용 스티커 밑에 숨어 있었습니다.

지금에 와서 정식 AS 고 나발이고 없으니, 과감하게 찟고 나사를 풀어 줍니다.

3. 오염

세월의 흔적인가요. 사이 사이 쓰레기가 엄.청.납.니.다.

OMG. 10년치 먼지다~.

청소기 돌릴 때, 가끔 쓱쓱 흡입해 준다고 했는데도 이정도네요.

화살표 키 근처는 뭔가 끈적한 것을 엎었는지, 노락색 물체가 굳어 있네요.

4. 키캡 분리

완벽하게 분해 후, 싹 세척하기 위해 키캡푸터 분리를 시작합니다.

전용 툴이 없으니, 두꺼운 전선을 키 주위에 감아서 뽑아주는 방식으로 키캡들을 분리 했네요.

104 개 이상 되는 키들을 한땀 한땀 제거해 줍니다.

희한하게도 밑에 위치한 ALT / Window 키들은 스위치까지 같이 뽑혀 버렸네요.

키보드 밑부분은 얇은 탓에 스위치 다리를 짧게 자르고 납땜이 얇게 되어 있더군요.

그런 이유로 키캡을 뽑았는데, 무우 뽑히듯 스위치까지 PCB 기판에서 분리되어 버렸네요.

다행히 잘 뽑혀서 그런지, 기판 패턴은 살아 있고, 뾰루지 나오듯 "뽁" 하고 적출된 흔적입니다.

PCB 기판을 덮고 있는 철제 상판도 액체로 인하여 부식된 부분들이 몇 군데 있습니다.

5. 스위치 분리

두 손으로 작업하느라 과정 사진은 없습니다.

한 손으로 납땜 부분을 지지고, 다른 한 손으로는 스위치를 잡아 뽑으면서 PCB 에서 스위치를 제거 했습니다.

6. 세척

키캡은 바가지에 담고, PCB 기판과 철판, 그리고 캐이스 플라스틱을 가지고 목욕탕으로.

잘 말리면 되므로 높은 수압으로 10년 이상 묵은 먼지를 씻겨 냅니다. 더러운거 엄청 나옴.

직사광선은 피하고 바람 잘 드는 선선한 응달에서 일주일 정도 말려 줬습니다.

7. 기판 패턴 보호

기판 뒷부분에 종이 테이프가 붙어 있는데, 이 부분이 액체로 적셔 지면서 시간을 들여 기판을 부식시킨 부분이 있습니다.

기판 위의 오염물질을 들뜨게 하기 위해, WD-40 을 뿌렸습니다.

부식이 진행되면서, 코팅이 벗겨져 패턴이 노출되어 있습니다. 고장의 원인 중 하나인 듯.

파이버글라스 팬으로 살살 문질러, 남아있는 오염물질과 썩어있는 코팅을 벗겨 냅니다.

납을 살짝 뭍인 인두로 패턴 위를 살짝 왕복해주면, 노출되어 있는 동판에 납 코팅이 됩니다.

PCB 코팅액을 발라주고 UV 램프로 구워주면 완벽히 보호가 됩니다.

패턴이 들떠 있는 부분은 록타이트로 붙여 줬네요.

8. 스위치 수리

스위치들을 뽑아 내면서 다리가 휜 부분을 바르게 펴 줍니다.

이렇게 오염되어 있네요.

99% 알콜로 최대한 깨끗하게 씻겨 줍니다. 물로 하면, 스위치 내부에 물이 침투하여 부식을 초래할 수 있으니 알콜을 사용.

스위치 뽑으면서 다리가 하나씩 잘려버린 스위치 두 개.

스냅으로 고정되어 있는 부분을 젖혀 줍니다.

그러면, 밑부분이 분리되면서 키 스위치 내부가 노출되게 됩니다.

내부를 살펴 보면, 흰 색 돌기가 내려오며 접접을 short 시켜, 키 입력이 되게끔 하는 구조네요.

내부 부속들을 펼치면 다음과 같습니다. 움직이면서 short 시키는 네모난 부분의 다리가 없어졌네요.

어떻게 수리할까 고민하다, 스테이플러 심을 이용하여 다리 모양을 만들어 줍니다.

고정 부분을 납땜을 살짝 뭍히면 완성. 이제 다리가 생겼습니다.

원래 모양대로 조립해 주고.

원래 다리는 얇은 모양인데, 스테이플러 다리로 바뀌면서 두꺼워 졌습니다.

밑 뚜껑의 다리가 관통할 구멍을 PCB 드릴로 넓혀 줍니다.

가장 조그마한 드릴로 했더니만 구멍이 너무 작아서, 꽤 두꺼운 드릴날로 마무리.

조심조심 밑부분의 뚜껑을 닫으면 완성입니다.

눌렀을 때, 제대로 통전이 되는지 테스터로 확인 했습니다. 잘 동작 하는군요.

혹시 모르니, 모든 스위치의 통전 체크를 해봅니다. 그러다, 외형은 멀쩡한데 전혀 반응이 없는 놈 발견.

분해해 보니, 안쪽이 완전 썩어 있습니다.

사포로 갈아내고 알콜로 닦아 내고 해서 빤닥빤닥하게 복구. (아마 아래 사진은 다른 스위치 분리 했을 때 사진으로 보임.)

모든 스위치 통전 테스트를 PASS.

9. 하우징 조립

조립은 분해의 역순이라 말하며 끝내고 싶으나, 이번에는 과정이 있습니다.

일단, PCB 와 철판을 고정하기 위해, 모서리와 가운데 부분에 몇 개의 스위치를 꼽아서 고정.

ESCAPE 키의 스위치가 모양잡기 좋은 모서리.

딱 이정도를 먼저 납땜 합니다.

다리 잃었던 스위치를 완벽히 복구 했지만, 혹시 나중에 문제가 생기더라도 자주 쓰지 않는 키로 할당하면 사용에는 문제 없을 듯 하여 검색.

가장 쓰이지 않는 키는 "Scroll Lock" 과 "Pause" 키.

나중에 작업하면 잊어버릴 수 있으니, 먼저 작업 해줍니다.

꼽은 후, 납땜 전에 다시 통전 테스트. 문제 없네요. 납땜 후, 여분의 길이를 잘라 줘서 이쁘게 마무리.

나머지 스위치들도 하나 하나 납땜 합니다.

납땜 완료 후, 뒷면 사진.

안정된 고정을 위해 납을 조금 많이 먹였네요.

USB 케이블을 PCB 소켓에 연결하고, 하우징에 맞게 선을 빼 줍니다.

뒷 판을 나사로 조여주면, 거의 완성해 가네요. 이제 키캡만 조립하면 됩니다.

10. 키캡 조립

키캡의 면들을 하나하나 모두 닦아 줍니다.

준비된 놈부터 하나씩 조립 시작. 키가 긴 것들은 지지대가 있으니, 끼워 줄 것 잘 끼워 주며 조립하면 됩니다.

순식간에 마무리.

완전 새것 느낌이네요.

PC 에 연결하니 LED 도 잘 들어 오네요.

인터넷에서 Keyboard Test 로 검색하여, 키보드의 키들이 정상인지 테스트 해주는 사이트 찾아 갑니다.

모든 키들을 눌러 보면서 테스트. 동시에 눌리는 문제 완전 해결.

FIN

다시 탄생한 FILCO ZERO 키보드.

수리 끝.

걸린 시간은 약 4일 (3주간 주말 이용)

1. 스위치, 스위치, 스위치...

전자 공작(?) 을 하다 보면, 스위치 부품이 필요할 때가 옵니다.

저의 경우는 ESP8266 의 firmware 올릴 때가 그 때였네요.

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-1

2. 구매

우리의 친구 AliExpress 에서 검색해 봅니다.

빵판에서 사용할 수 있는 버튼을 찾아보니 아래 제품이 나오네요.

이 스위치는 눌렀다가 힘을 빼면 접점이 없어지는 스위치 입니다. 보통 PC 의 reset 버튼 같은거죠.

영어 명칭은 "tactile button" 이라고 합니다.

* Smart Electronics Tactile Push Button Switch Momentary 12*12*7.3MM Micro Switch Button + 5 Colors Tact Cap

- https://www.aliexpress.com/item/Smart-Electronics-20PCS-Tactile-Push-Button-Switch-Momentary-12-12-7-3MM-Micro-Switch-Button-20PCS/32730484504.html

위는 OMRON 사의 B3F-4055 의 카피품 입니다.

참고로 ORMON 사의 B3F 형식의 스위치 설명서 입니다.

- en-b3f.pdf

내구성은 차이가 나겠으나, 기본 동작용으로 사용하기엔 이만한게 없을것 같습니다.

또다른 제품은 10가지 각종 스위치가 들어가 있는 제품입니다.

SMD 실장용도 들어가 있네요.

* Smart Electronics 10 Kinds of Tactile Switches Push Button SMD Tact Switch Switch 100pcs

- https://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-10-Kinds-of-Tactile-Switches-Push-Button-SMD-Tact-Switch-Switch-100Pcs-lot/32728800916.html

PC의 전원처럼 한번 꾹~ 누르면 회로적으로 short 되었다가,

다시 누르면 open 되는 스위치부터, 자동차 remote key 처럼 손끝으로 눌림이 느껴지는 SMD 스위치까지 다양하게 들어 있습니다.

이게 1.90 USD 라뉘~~~. 여기에 무료 배송은 덤.

3. 도착

배송기간이 거진 한달이 되는거 빼곤 잘 도착했습니다.

4. 각 스위치의 모양

우선 tactile 버튼 입니다.

한놈은 다리가 구부러져서 왔네요.

대충 벌려서 빵판에 눌러주면 적당한 크기로 알아서 펴 집니다.

누를 때 스위치같이 느껴지려면 모자를 씌워주면 됩니다.

윗면의 돌기가 모자의 갈고리에 이쁘게 맞춰서 들어갈 수 있도록 설계되어 있습니다.

물론 쉽게 제거도 가능합니다.

참 아기자기 한 스위치 입니다.

요놈은 SMD 방식으로 기판 위에 실장되는 tactile button 입니다.

대충 눌러도 되면서 SMD 방식으로는 이게 많이 쓰이는것 같습니다.

아두이노의 reset 스위치에도 이게 쓰이는것 같아요.

위의 tactile button 의 다리가 긴 버전입니다.

through hole 에 끼워서 납땜할 수 있도록 다리가 길게 되어 있습니다.

물론 사진에서처럼 빵판에 끼워서도 사용 가능합니다.

다음은 desktop 의 case 에 가장 많이 쓰이는 스위치 입니다.

한번 누르면 눌려진 상태로 고정되는 (close) 스위치와,

reset 버튼처럼, 누르는 힘이 빠지면 바로 올라오는 (tactile) 스위치 입니다.

눌렀을 때, 어디가 새로 closed 되는지 확인해 보니, 양쪽을 마주보는 6개의 다리 중에서

대각선 다리끼리 스위치를 눌렀을 때 쇼트 됩니다.

왜 다리가 6개인지는 아직 잘 모르겠습니다.

위의 스위치는 슬라이드로 on/off 기능하는 스위치 입니다. 많이 쓰이는거죠

아래는 tactile button 인데, 기판을 관통해서 납땜하는 버전입니다.

아래부터는 SMD 형식입니다..

다리가 4개짜리도 있고, 2개짜리도 있고.

헤드가 많이 튀어 나온 것도 있고, 조금만 튀어 나온것도 있고.

납작한 것도 있고.

위의 버튼은 arduino nano 의 중국 copy 버전에서 자주 보는 버튼이네요. :-)

5. 스위치 가족

한데 모아서 찍어봤습니다.

이제 swich 나 button 은 추가로 구매할 일은 거의 없겠죠?

1. LED 잔불

화장실 전구가 나가서 아껴 두웠던 LED 전구로 갈아 끼웠습니다.

그치만, 이게 뭔가요.

전등을 꺼도 도깨비 불처럼 켜져 있네요.

인터넷에 찾아보니 "잔불" 이라고 합니다.

저녁에 자다가 화장실 갈 때는 좋은데,

유령 불같다고 애들이 무서워 합니다.

계속 켜져 있으니, 전기도 더 소비될 것이고, 소자에 무리가 갈 듯 합니다.

2. 전기 상을 바꿔 보기

두꺼비 집에서 인입되는 전기의 상(相) 을 바꿔 보면 된다고 합니다.

공통선 (ground) 와 인입선이 바뀌면서 잔불이 생길 수 있다고 하네요.

도식으로 그려보면....

그려보고 싶지만 귀찮습니다.

전류가 LED 전구로 먼저 들어가게 될 경우에 이런 경우가 생긴다고 하네요.

두꺼비 집 작업 전에 감전을 방지하기 위해 절연되는 장갑을 찾아봅니다.

라텍스 장갑밖에 없네요. 일단 생명을 보존하기 위해 착용합니다.

두꺼비집을 열고 전등 부분만 내려 놓습니다.

빨간색과 검은색을 바꾸어 봅니다.

자 바꾸었으니 올려 봅니다.

실패 !!!

3. 스위치의 LED 제거

스위치의 LED 전구가 있으면, 그로 인하여 전류가 샌다고 합니다.

그림으로 그려보면...

귀찮으니 생략합니다.

스위치 소켓을 분리해야 하니, 커버를 제거합니다.

손에 땀이 많이나 장갑에 물이 고입니다. 장갑을 집어 던집니다.

이사올때도 손을 보지 않아서 어마무시하게 더럽습니다.

송풍기도 같이 연결되어 있으니 배선을 잘 기억해 놔야 합니다.

저는 사진으로 찰칵.

벽에서 나온 선을 제거하면 이렇게 됩니다.

네군데 있는 걸림 돌기를 밀어 내어서 파란색 뚜껑을 땁니다.

잘 안되어서 힘주어서 들어 냈더니만, 사진에서 오른쪽 윗부분의 걸림쇄 부분이 부러졌습니다...

LED 가 붙어있는 기판을 들어낸 모습 입니다.

교류 220V 전원임에도 불구하고 딸랑 저항 한개와 소형 LED로 괜찮은 것인가? 라는 의구심을 갖게 됩니다.

전공이 전자공학이지만 학교를 놀러다녀서 전혀 생각나지 않습니다.

60Hz 라서 반쪽 파형이 무시되어서 그런가 라고 짐작만 해 봅니다.

인두와 납 흡입기를 이용하여 소자들도 분리합니다.

안녕~.

중간에 있는 동판이 왔다갔다 하면서 ON/OFF 를 담당하게 됩니다.

저걸 끼운 상태로 뚜껑을 덮는게 여간 힘든게 아닙니다. 자꾸 위치에서 벗어납니다.

한 10번정도 시도 끝에 뚜껑이 잘 닫혔습니다.

4. 결과

후훗. 성공입니다.

저희 집은 상의 변화가 아니라 스위치단의 LED 제거로 해결되는 구조인 것 같습니다.

스위치단에 뭔가 회로를 추가로 구성하면 될 것 같으나,

시간이 너무 오래 걸리면, 가장으로서의 대처능력을 의심받게 되므로 이 선에서 마무리 합니다.

가장으로서의 자존심을 +1 회복하였습니다.

5. 참고

220V 60Hz 가 걸리는 전원에 어떤 LED 와 저항이 달려있는지 궁금하여 측정해 봅니다.

저항은 약 180kOhm 정도 되네요.

LED 는 1.8V 정도의 소비 voltage 특성을 가집니다.

LED 가 AC power 에 DC로 연결되는 부분은 나중에 좀더 고민해 보겠습니다.

그렇지 않아도, 멀티탭 - power bar 에 사용되는 LED 들은 어떤 처리들이 되어 있는지 궁금했거든요. (같은 원리)

FIN

집안 일은 끝이 없습니다.

1. 해변

바다를 좋아하는 우리 가족은 일단 해변은 항상 가고싶은 장소이다.

금속 탐지기에 관한 Youtube 를 보면, 일단 해변이 나온다.

그렇다면, 나도 한번... 이라는 생각이 자연스럽게 들었다.

다만 여러가지 조사를 하는 과정에 만만치 않은 공부를 해야 하는 것을 알게 되었다.

또한 성능 좋은 금속 탐지기를 만들기 위해서는 그만큼 투자를 해야 하는 것도.

쉬운게 없습니다.

준비해야 할게 너무 많아 일단, 원리만 알고자 코일만 구입해 놓습니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/Newest-100m-Red-Magnet-Wire-Enameled-Copper-Wire-Roll-Magnetic-Round-Coil-0-2mm-Dia-Favorable/32716325725.html

도착은 했지만, 정작 시작을 못하고 있습니다.

생각보다 구리선이 가늡니다. 좀더 굵은게 더 성능이 좋을 듯 한데요.

고민에 빠집니다.

2. 엇?

기성품은 좋은 성능을 보여주는 대신 조금 많이 비쌉니다.

어떻게든 현실을 반영하여 DIY 쪽으로 마구마구 조사를 합니다.

마침 짱 성능 좋은 DIY 용품을 영국에서 판다고 하네요.

다만, 이것도 비쌉니다.

Arduino 를 이용하여 core coil 만 만들자고 계획을 세우던 와중에 아래 링크를 발견하게 됩니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/Metal-Detector-Scanner-Unassembled-Kit-Project-3-5V-DIY-Kit-Suite-Trousse-Boards-Module-Integrated-Circuits/32722475891.html

그 많은 고민들을 한방에 해결하는 DIY 제품이 있었네요.

고민하지 않고 바로 구입합니다. 항상 감사하는 무료 배송.

3. 도착

도착해서 구성품을 살펴 봅니다.

정말 간단합니다.

실패할 수도 있고, 백업용으로도 필요할 듯 하여 2개를 주문했습니다.

구성품은 정말 단촐합니다.

4. 조립

다른 전자 DIY 처럼 위치에 맞게 배치하고 납땜을 잘 하면 됩니다.

우선 알맞은 위치에 부품들을 끼워 주구요.

납땜하기 좋게 다리들을 벌려 줍니다.

전자 부품에 문제가 없는지 확인도 해 봅니다.

Tester 기도 좋지만, 저번에 만들어 놨던, Transister Tester 를 이용해 봅니다.

역시 여러 정보를 잡아 주네요.

Transister Tester 글은 다음을 참조하세요.

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Transistor-Tester

동봉된 캐페시터는 100㎌ 짜리가 92㎌ 정도 되니 그렇게 성능이 좋아 보이지는 않습니다.

그래도 싸고 간단한 맛에 하는 것이니 그냥 씁니다. 

실장을 모두 마쳤습니다.

부저와 콘덴서의 자리 간섭이 심하여 할수 없이 부저를 갸우뚱하게 납땜하였습니다.

그래도 문제는 없으니까요.

이쁘죠? 마음에 듭니다.

납땜이 끝난 뒷모습 입니다.

이제 + / - 리드선도 납땜해 줍니다.

전원 리드선은 밑으로 뽑는게 나을듯 하여 밑으로 뽑아 냈습니다.

동봉된 전원선이 너무 짧으니 연장선으로 쓸 마땅한 전선을 찾아 봅니다.

비행기 탔을 때 나누어 받았던 이어폰 줄을 사용해 보기로 합니다.

오늘의 희생양.

싹뚝 !!!

뜨헉 !!!

선이 얇고, 거기에 두가닥밖에 들어있지 않습니다.

그냥 나눠줄 만 하네요. 그나마 R/L 구분하기 위해 색이 입혀진 선이 있어서 2가닥 입니다.

다른 곳에서 USB 연장선을 잘라서 사용하도록 합니다. (사진 생략)

수축 튜브도 준비하고.

이쁘게 이어줍니다.

이제 전원을 연결해 줘야겠죠?

3V ~ 5V 로 구동되니, 1.5V 직렬로 연결해 주기 위해 건전지 2개를 이용합니다.

저번에 사 놨던 조그마한 스위치도 이용해 봅니다.

구입 URL 은 아래 입니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/10Pcs-Slide-Type-Switch-Module-1-Bit-2-54mm-1-Position-Way-DIP-Red-Pitch/32452842198.html

실제 모양은 다음과 같습니다.

한가지 단점은, 기판 위에 실장용이라서 전원선이나 건전지에 직접 납땜하려고 하면 잘 붙지 않습니다.

우선 작동 시험을 위해서 조립하고 있으므로, 절연테이프의 힘으로 꽁꽁 싸매어 고정해 줍니다.

5. 합체

이 금속 탐지기 본체만 가지고는 돌아다니면서 스켄할 수 없으므로, 편리한 도구가 없을까 주위를 살펴 봅니다.

올커니! 쓰지 않는 셀카봉!

요렇코롬 들어 있네요.

합체 준비 입니다.

짜잔~!!!

완성했습니다~!!!

이제 테스트, 테스트~!

6. 테스트

실내에서 동전을 마루에 깔고 테스트한 동영상 입니다.

잘 동작 합니다. 신기하기도 하네요.

중간에 잘 인식이 안되는 것은 건전지쪽에 붙여놓은 스위치 접점이 확실하게 고정이 안되어서 그렇습니다.

고정이 잘 되면 인식이 잘 됩니다.

완성된 후, 저녁밥 먹기 전에 아파트 놀이터 모래에서 시험해 봤습니다.

한 30분 했으나 득탬은 하지 못했습니다.

알고보니 며칠 전, 모래 검수 후 다 교체했다 하네요...

7. 개선

여기서 끝날 수는 없습니다.

아래는 향후 개선할 사항들 입니다.

1. 전원선의 길이를 길게 한다.

2. 전원은 micro USB 를 이용하여 충전할 수 있게 한다.

3. core coil 을 보강하여, 더 넓고 깊은 곳까지 스켄할 수 있게 한다.

위의 세가지를 보강하는 계획을 짜 봅니다.

FIN

아 즐거웠다.

보강 내용을 가지고 upgrade 해봐야겠습니다.