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[DIY] LED Sound Level Meter - 신정섭

먼저 이것은 며칠전의  이석영님께서 "다른 자작품" 게시판에 소개하신 UV Level Meter에 전적으로 펌프를 받아서 만들었습니다.
여기입니다. 작동 모습의 동영상도 있습니다. --> http://www.has.pe.kr/bbs/zboard.php?id=diy_amp&no=70

그동안 몰랐던 IC인 KA2281을 알게 되었으며 이렇게 즐거운 경험을 하도록 하신 점에 감사를 드립니다.

Level 미터 자체는 하스에 이미 오래전부터 LM3915 등을 이용한 회로로 수차례 소개된 적이 있으나, 가격적인 면도 그렇고 2채널 구성하려면 좀 귀찮고 커진다는 핑게로 실제로 만들어 보진 못하고 있었습니다.
그런데 개당 400원(IC114 기준)이라는 놀라운 가격의 IC를 이번에 보게된 것입니다. ^^
게다가 구성에 따라 1채널, 2채널 모두 구성이 가능하니 가슴이 벌렁벌렁하더군요. 회로도 극히 간단하고...
물론 성능적인 면에선 LM3915가 나을지도 모르나 벌렁거리는 가슴을 주체하기 어려워 그날로 KA2281을 주문하여 바로 만들었습니다.

일단 Datasheet는 다음에서 찾을 수 있습니다.

http://www.alldatasheet.co.kr/datasheet-pdf/pdf_kor/SAMSUNG/KA2281.html

저는 이 Datasheet 중의 Fig.2를 기본으로 하여 만들었습니다.
다만, 신호감도 조절을 위해 일부 저항을 가변저항으로 대체했고,
Compact한 배선(즉, 저항의 뒷면 부착)을 위해 전류제한용 저항과 LED의 위치를 서로 뒤바꾼 것 밖에 없습니다.

하여간 다 만들고 보니 너무나 좋군요.
LED가 5개라는 것이 좀 부족하고(10개까진 필요없고 한 7개면 딱이겠는데...),
소스가 CDP냐 사운드카드냐에 따라 입력레벨 차이에 의해 밝기가 변하긴 하지만 신기하고 귀여운 것이 재미있습니다. (물론 입력쪽이 아니라 출력쪽에 달아도 됩니다만...)

게다가 전에 버려졌던 9V 배터리 십수개를 줏어 놓았던 것이 위력을 발휘하게 생겼습니다.

제 첫 전자키트 작품이 중학교때의 007 키트 윙커 였는데,
그 당시 납이 달라 붙지도 않고, 나중에 어찌어찌 완전 떡칠해서 조립한 적 있습니다.
물론 작동하는 것은 못 봤구요. ㅠ.ㅠ
그런 과거의 안좋은 추억을 이번 레벨미터로 완전 만회하는군요.

하여간 여러가지로 하스만세~ 입니다.^^


제작시의 Comment
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- 각 LED가 Full로 켜질때는 IC의 LED단 다리에 걸리는 전압이 0.5~1.5V 정도 됩니다.(아마 공급전압이나 전류량에 따라 다소 변화가 있을 것임) 즉 LED 쪽에 거의 공급전압에 육박하는 전압이 걸린다는 의미입니다. 그러므로 데이터시트엔 전류제한용 저항인 RL의 값이 명기되어 있지 않지만 이에 따라서 계산해야 합니다.
저는 12V 공급시 LED당 약 20mA가 흐르게 하려고 했는데 마침 390옴 저항이 너무 많아서 그냥 그것으로 썼습니다.

- 좀더 시각적인 효과를 위해 녹색 LED와 적색 LED를 같이 썼는데 같은 제조사, 같은 전류량에서도 밝기가 좀 차이가 있습니다. 제 경험상 같은 전류량에서 녹색이 제일 밝고 그 다음이 적색, 마지막이 황색인 것 같습니다.
그래서 이렇게 색을 섞어 쓸 경우 전류제한용 저항을 LED 마다 좀 다르게 주는 것도 좋을 듯 합니다.
예를들어 위의 제가 만든 것에선 적색 LED에는 220옴 저항을 달아도 되겠습니다. 뭐 적색은 자주 들어오는 불도 아니니까요.
아. 그런데 일반 LED는 일단 불이 들어오고 나면 전류량에 따라 밝기차가 별로 없지요? 어쩌면 적색 LED를 밝게해도 별 소용없고, 오히려 녹색쪽 전류를 줄이는 것(저항을 390옴에서 470옴으로 키움)이 더 효율적일지도 모르겠습니다.

- 신호감도를 조절하기 위해서 데이터시트 회로도에서 입력단의 저항 10K, 51K 저항을 47K 가변저항 하나로 사용했습니다. 이 경우 Wiper쪽(즉 가변저항 가운데 다리)이 1번핀(그리고 16번핀)과 연결되지요.

- 공급전압이 높거나 LED에 흐르는 전류량이 많다면 IC에서 발열이 있을 것입니다만 위 사진과 같은 구성에선 체온 수준 정도 되더군요. 오히려 전류제한용 저항이 좀더 따뜻한 것 같습니다.

- 만드실때 LED나 콘덴서의 극성을 주의하세요. 만들다보니 여러군데서 실수하기 딱 좋습니다.

- 저는 3mm LED를 썼습니다. 아마 5mm LED로는 위와 같은 간격으로 꽂기(정상적인 방법으론...) 힘들 것 같습니다.
한편, 위 LED 몸통 부분에 검정색 수축튜브로 둘러서 마감해도 괜찮을 듯 싶습니다. 저는 지금 귀차니즘으로 그냥 두었지만요.^^

- 입력신호 감도조절은 위 사진과 같은 싸구려(50원) Single Turn 가변저항으로도 충분히 정밀하게 조절되더군요.

- 공급전압은 낮은 전압(예 6V 또는 그 이하)은 오히려 문제가 없으나 만약 12V 보다 높아지게 되면 전류제한용 저항의 온도가 상당히 올라갑니다. (사실 12V도 피하셨으면 좋겠구요) 그러므로 높은 공급전압에서는 LED에 전류를 좀 감소시켜서 보내야 합니다.
그냥 20mA 내외로 계산해서 저항값을 정해버리면 1/4W 를 초과해서 100도 넘게 올라가고 맙니다. 물론 IC도 뜨거워지는데 IC가 너무 열 받으면 오동작(예를들면 LED가 전부 켜져있다거나... 이거 더 위험하게 되는 폭주 상태...)을 하는 것 같더군요.
비슷한 이유에서 SMD 저항으로 이것을 만들려면 열에 대해 취약하므로 잘 생각해 봐야 할 것입니다.

- 총 부품비용은 약 1500원 정도 됩니다.


*** 추가 ***
제가 사용한 실체 배선도를 추가했는데,
여기 녹색배선은 저항을 나타냅니다.
제가 만든 것 배때기와 비교하시면 무엇을 의미하는지 알 수 있습니다.
배선도에 표시한 입력 전압에 따른 전류제한용 저항(RL)은 전적으로 제가 추천하는 값입니다.
제가 별도로 LED 밝기 시험기를 만들어서 전류량을 변화시켜 가면서 테스트 해보니까 10~15mA 정도면 실용상 충분히 밝더군요.
많이 보낸다고 해서 밝기가 크게 변하는 것도 아니구요.


*** 추가 (2004.9.16) ***
하루이틀 작동시켜 본 후의 지금 제 생각은,
공급전압으로 6-9V 정도가 작동에 적당하고, LED에 15mA 이상 보내지 않는 것이 좋다는 것입니다.
만약 다음에 다시 만든다면 LED당 약 10mA 기준으로 저항을 쓸 것 같습니다.


*** 추가 (2004.9.30) ***
조금 더 작은 Trimmer와 각형 LED, 그리고 1/8W 저항을 구해서 새로 만든 Level Meter 사진입니다.
하하하. 그런데 만들고 나서 보니까 이석우님께서 만드신 Layout과 거의 같아 보입니다.^^