초코볼의 inside Tech

1. SMD 부품의 납땜

일전에 Arduino Nano 의 PCB 만을 구해서 DIY 했더랬습니다.

* Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-DIY-itself-2

결국은 실패 했고, 그 원인 중 하나로는 SMD 납땜을 일반 인두기를 이용했기 때문이라고 생각했습니다.

그래서, soldering paste 를 활용하는 열풍기를 만들어야 겠다고 생각했고, 그에 따른 12V 전원을 위해 PC Power Bench 가 필요했습니다.

모두 DIY 로 진행하던 중이라, 부품 수급과 시간이 많이 걸리고 있었습니다. 그러다가 새로운 국면을 맞이하게 됩니다.

2. 득템

이 글 제목이, 왜 "구매기" 가 아니라, "취득기" 라고 제목을 붙였냐면,

저의 땜취미를 싫어하는 가족들의 비난을 조금이라도 회피하고자, 쓰레기장에서 "줏어" 왔기 때문입니다.

다만, 상태가 아래와 같이 전원선을 잘라 놨네요...

(재활용은 허락치 않겠다라는 굳은 의지)

3. 수리 항목

우선 잘려진 전원선을 구해다, 끊어진 부분과 이어줘야 합니다.

구조는 아주 간단합니다.

+, - 선과 접지선을 전원선과 이어주면 됩니다.

우선 필요한 부품은, 전원 케이블과 끊어진 부분을 서로 이어지는 커넥터네요.

전원 케이블은 주위에 굴러다니는, 굵고 아름다운 전원선을 사용하기로 합니다.

커넥터 부분은 납땜 + 절연 테이프를 사용해도 되나, 깔끔하게 작업을 진행하고자 커넥터를 따로 구입하였습니다.

* 단선 연선 복합꽂음커넥터 1P 2P 3P / 전선연결단자

- http://shopping.interpark.com/product/productInfo.do?prdNo=747212445

전선 연결단자는 LED 전등으로 바꿔줄 시에도 필요한 부품이라, 1P 100 개 들이 1봉을 배송비 포함 10,500원에 구입했습니다.

4. 수리 진행

연결할 부분을 과감하게 자릅니다.

뾰롱~! 작업 하느라 사진을 못 찍어, 중간 과정 생략.

각 전선 3개 피복을 벗기고, 테스터기로 +/- 확인하여 전열선으로 연결해 줍니다.

접지선에는 남는 선 하나를 연결해 주면 끝납니다.

확실히 전선 연결 커넥터를 이용하니, 작업 시간이 엄청나게 짧아집니다.

좋은 공구와 자재는 작업 효율을 극대화 하는군요.

전원선 굵기가 너무 굵어, 기존 고정 부품이 구멍에 다 들어가지를 못합니다.

느슨해 지면 안되므로, 피복 벗기고 난 고무를 덧대었습니다.

이것으로 작업은 완료.

5. 온도 측정

작동 확인과 SMD 부품 납땜에 사용되는 solder paste 가 녹을 수 있는 온도까지 온라 가는지 확인해 봤습니다.

후훗, 작동도 잘 되고 150 도까지 무난하게 올라 갑니다.

6. 적합 테스트

납 알갱이가 버무려진 solder paste 로 테스트 해봅니다.

웃... 183 도가 필요했군요.

시험삼아 동판에 발라서 구웠더니만, 잘 녹고 굳었습니다.

계속 전원을 인가하면, 상한선 없이 계속 온도가 올라갑니다. 적절한 온도에서 전원을 차단하는 것이 포인트네요.

신기하게도, soldering paste 는 물처럼 녹았다가 물방울들이 모이듯 접점으로 납이 모여듭니다.

손으로 하는 납땜기술이 전혀 필요가 없습니다.

Arduino Duemilanove 의 PCB 를 가지고 테스트 해 봤습니다.

잘 되었는데, 확실하게 한다고 너무 구워버려 기판이 좀 탔네요. ㅠㅠ

납이 녹고 붙으면, 오래 끌지 않고 전원을 차단하는게 중요해 보입니다.

7. 이번에 확인한 사실들

* 온도 조절이 최종 품질을 좌우한다. 약 200 도 정도가 maximum.

* 온도 조절을 위해서 oven 용 온도계도 검토해 본다.

* SMD 를 기판에 바른다는 느낌의 납만 필요하므로, 부족하다 싶을 정도로 solder paste 를 발라 놓는다.

* 180 도 이상에서 납이 붙으므로, 플라스틱 재질이 들어간 부붐이나 열에 약한 부품은 따로 납땜한다.

SMD 부품을 올리는 arduino DIY 프로젝트에 속도가 붙을 것 같습니다.

많이 기쁩니다.

1. LED 전등

한창 LED 전구로 전등을 바꾸는 붐이 불 때 (아마도 2016년도 쯤), 저도 그 흐름에 동참하고 싶었습니다.

LED 는 LG Innotek 이 좋네, 삼성이 좋네, LED 모듈에는 그에 맞는 SMPS 를 구매해야 하네 등, 여러 정보를 수집했더랬습니다.

대략 제품을 정해 놓고 막상 교체할 전등 갯수에 맞는 비용을 상정해 봤더니, 그 당시 거진 40만원 선.

그냥 싼마이 현광등을 10년 이상치를 사놔도 되는 금액이었습니다.

그에 반하여 전기료에 미치는 영향은 미비. 왜냐하면 한여름 아니면 한달 전기세가 1만 5천원을 넘지 않으니.

비록 당시의 꿈을 펼치지는 못했지만, 마음속에 계속 간직하고 있었습니다. (이게 뭐라고~)

2. 쓰레기장

때는 2019년 봄, 유독 올해는 세계의 기운이 바뀐다는 2019년 봄 여느 일요일.

평소와 다름 없이 쓰레기를 버리러 가다, 쓰레기장에 버려진 LED 전등이!

이사를 새로 오면서 기존에 달린 전등을 탈거하고 수거장에 버린 듯 합니다.

으아아아아앙아아아아~~~!!!!!

바로 집으로 가지고 옵니다.

꽤나 긴 LED 모듈 입니다.

생산연도는 잘 모르겠습니다.

3P 전선 연결 커넥터도 득템 하구요.

철제로 된 베이스 판은 도로 쓰레기장에 갔다 버리고, LED 모듈이 정상인지 테스트 해봅니다.

한놈은 중간이 들어오지 않는군요.

LED 모듈은 LED chip 몇개를 한 그룹으로 나누고, 그룹끼리 전원이 병렬로 연결되어 있습니다.

그룹내 에서는 LED chip 끼리는 직렬로 연결되어 있어서, 그 중 한놈만 죽어도 저렇게 한 그룹이 나갑니다.

해체하면서 손상되었는지 위 사진처럼 손상된 chip 들이 꽤 있습니다.

누런 찌꺼기도 많아서, 1000원짜리 소독용 에탄올로 일단 씻어 놓습니다.

이번에 수거한 LED 는 길이가 길고, 손상된 LED chip 들이 많아, 회생시키고 실제 활용하려면 손이 많이 갈것 같습니다.

3. again 쓰레기장

음?!!! 몇 주 지나지 않아 또다른 LED 전등이 쓰레기장에 버려져 있었습니다.

이 친구는 군데군데 chip 이 아예 타버렸네요.

탄게 아니라 거의 폭발 수준.

기판에도 폭발시의 열기로 변형되어 있는 부분이 있습니다.

전원 커넥터는 분리하다가 바스라져 버리네요.

강력본드로 복구는 해 놓습니다.

전등 제조사에서 붙여놓은 스펙입니다.

소비전력이 명기되어 있지 않습니다만, 정격 입력전력이 사용되는 전력일까요? 그렇다면 꽤나 많은 양이네요.

컨버터 용량을 보니 3개 해서 90W 는 사용할 것 같습니다.

생산연도는 2016년 입니다.

일단 살아있는 놈 하나 건집니다.

4. 필요한 부품 구매

기존 형광등 하우징에 설치되어 있는 형광등 부품을 제거하여 공간을 마련하고, 아래 그림처럼 LED 모듈을 자석으로 고정하도록 합니다.

단, 위처럼 생긴 자석은 그리 센것이 없어서,

네오디뮴으로 되어 있고, 중앙에 구멍이 뚫려 있어 볼트를 이용해서 스페이서와 고정할 수 있는 자석을 구입할껍니다.

우선 얼마나 LED 모듈 기판을 띄울 것인지, 기존 거실 현광등의 하우징을 측정해 봅니다. 깊이는 42mm.

기존 control box 의 높이는 21mm.

그렇담, 25mm 정도를 띄워 주면 되겠군요.

우선 하우징 철판에 고정할 수 있도록, 네오디움 자석을 구입합니다. 높이는 3mm.

구매시 주의할 점은, 너트를 끼워도 높이에 영향가지 않도록, 가운데가 오목한 제품을 선택해야 합니다.

* 5/10/20pcs 10 x 3mm Hole: 3mm Ring Neodymium Countersunk Magnets 10x3 Super Strong Rare Earth Magnet 10*3-3

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크기가 10mm 가 적당한지, 12mm 가 적당한지 몰라, 두 가지 모두 일단 10개씩 구입합니다.

* 10pcs 12 x 3 mm Hole 3 mm Super Strong Ring Loop Countersunk Magnet Rare Earth Neo Neodymium Magnets Cylinder 3mm

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붙을 수 있는 금속이 근처에 있으면 무섭게 달라 붙기 때문에, 꽤 두꺼운 뽁뽁이에 쌓여져 배달되었습니다.

우선 10mm 짜리가 왔습니다.

특별히 문제는 없지만, 철판과 닿는 면적이 작아서 그렇게까지 세게 붙어있지 않습니다.

나중에 12mm 짜리가 와서 모두 장착해 봤더니, 딱 맞는 세기로 잘 붙었습니다.

여러분들도 동일한 작업시에는 12mm 짜리 구입하세요.

다음으로는 대가리가 평평한 볼트 입니다.

* 50pcs M1 M1.2 M1.4 M1.6 M2 M2.5 M3 M4 Mini Micro Small Black 304 Stainless steel Cross Phillips Flat Countersunk Head Screw Bolt

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있어보이게 black zinc 로 된 제품으로 구입했습니다.

볼트 헤드가 납짝해야 자석과 채결 시, 네오디뮴 자석이 철판에 닿는 것을 방해하지 않습니다.

볼트의 내 직경이 3mm 짜리를 M3 로 칭하는 것 같습니다. 모든 부품들을 M3 나 3mm 로 통일합니다.

불트를 구매했으니 너트도 필요하겠죠?

* 50pcs/20pcs/lot Nylon Lock Nut DIN985 M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 Steel With Black OR White Znic

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너트 안에 고무가 있어, 잘 풀어지지 않는 너트를 구입했습니다.

스페이서는 22mm 짜리를 구매합니다. 그래야 22mm (스페이서) + 3mm (자석) = 25 mm 라는 계산이 나옵니다.

역시 동일하게 M3 형식입니다.

한 끝쪽에 3mm 볼트를 채결할 수 있도록 되어 있습니다. 설명에는 6mm 가 파여있다고는 하지만, 더 파져 있습니다.

* 50Pcs M3*5/6/8/10/12/14/16/18/20/25+6mm Hex Nut Spacing Screw Brass Threaded Pillar PCB Computer PC Motherboard Standoff Spacer

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볼트 + 스페이서 + 너트를 채결하면 다음과 같습니다.

5. 기존 부품 제거

기존 현광등과 관련된 전선을 제거합니다.

LED 흉내만 내고 1년이 안되어서 죽어버린 LED 형광등을 제거합니다.

안정기와 소켓, 그리고 지지대 등이 제거되니 깔끔해 집니다.

6. LED 모듈 장착

먼저 도착한 10mm 직경 자석이 사진에서 오른쪽, 12mm 가 왼쪽 입니다.

10mm 도 괜찮지만, 좀더 확실히 하기 위해 모두 12mm 네오디뮴 자석으로 교체합니다.

중앙이 움푹 파인 자석을 구매했지만, 패이지 않은 자석이 하나 있네요. QA 가 대충인 결과입니다.

전원 커넥터에 쉽게 삽입이 될 수 있게, DC 컨퍼터의 전선 끝을 납땜해 줍니다.

DC 전원 컨버터 다리에도 자석을 붙여서 하우징 철판에 붙여 줍니다.

딱 소리 나면서 잘 붙는게 기분 좋네요. 위치가 마음에 안들면 요리조리 움직여도 됩니다. Neodymium 자석 넘 좋아요.

접지도 잊지 않고 해 줍니다. 사진에서 녹색 전선이 접지 입니다.

LED 모듈 본체 부착!

따따닥~! 하면서 고정되었습니다.

한가지 아쉬운 점은 길이가 맞지 않아 윗 사진처럼 비틀어서 넣어야 한다는 것.

겉유리 마저 채결하면 작업 끝 입니다.

7. 마무리

부품 수급 과정이 오래 걸렸지만, 막상 작업시에는 문제 없이 끝났습니다.

아핫 깔끔 하군요.

거추장 스러웠던 예전 부품들을 버리고 내부가 깔끔해 진 것 같아서 기분이 좋습니다.

다만, LED 라고 해도 열이 꽤 있네요. 열이 잘 빠져나갈 수 있는 구조가 아니다 보니, 조금 걱정이 됩니다.

애초 디자인 부터 열배출을 감안하고 등가구들을 만들어 주면 어떨까 하는 생각이 매번 듭니다.

전등을 손볼 때 마다 드는 생각이, 나만의 등기구를 만들어 보고 싶다 입니다.

기능적 구조에서 디자인 까지 마음에 쏙 드는 제품을 찾아보기 힘든게 등가구 아닌가 싶습니다.

마음같아서는, 열 배출이 잘되는 등기구의 하우징, DC 컨버터 모듈 커버 및 회로 디자인, LED 모듈 디자인 등을 직접 해보고 싶네요.

이 작업 했다고 이 난리가 되었습니다.