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[리뷰] 알루미늄 케이스를
튜닝해보자 (2부)
- 응용튜닝 3단계 : 컴퓨터에 조명을 달아보자!
유필진/yoopj1@snu.ac.kr
응용 튜닝 3단계
: 컴퓨터에 조명을 달자
조명 설치 부분은 원래 1부에서
다루고자 했으나, 단순하게 네온을 사서 네온등을 달고, LED를
사서 램프를 교환하는 작업 이외에도, 기술적인 부가 과정이 포함된다고 판단하여
2부에서 소개하고자 한다. 필자는 케이스 튜닝에 있어서 이 부분을 가장
좋아한다. LED나 네온을 내부에 설치하고 실내등을 꺼 놓으면 컴퓨터
주변으로 은은하고, 때로는 강렬한 광채가 뿜어져 나오게 된다. 이 빛을
보고 있노라면 필자는 묘한 만족감에 빠져서 '돈들고 고생되도 하기를
잘했어~'라는 생각을 하곤 했다.
또한 1부의 서두부분에서 말했듯이 이번 튜닝은
2가지의 목표에 주안점을 두고 시작하였다. 그중 두 번째가 바로 '다른 사람들과는 구별되는 특별한 조명 효과를 추가한다' 였으므로,
이제부터는 본격적으로 조명과
관련된 부분의 내용을 시작해 보겠다.
조명용 혹은 다른 용도로라도 발광성
소자를 사용하게 되면 어떤 형태로든 전기적인 회로를 구성해 주어야
한다. 물론 전선 피복을 벗겨내고 서로 꼬아서 대충 만들어 줄 수 도 있지만,
완성도 향상과 안전을 위해서는 납땜을 통한 확실한 전기 접촉을 만들어
주어야 할 것이다.
다음은 납땜 작업을 위해 필요한 기본적인
도구들이다.
▲ 납땜용 공구들, 좌로부터 전기인두,
솔더페이스트, 실납
사진상의 인두는 버튼을 눌러서 가열하는
저가형 제품이다. 솔더페이스트는 인두팁 표면특성의 변질로 인해 땜납과의
접촉이 좋지 않은 경우 사용하는 것으로 여기에 인두팁을 살짝 담그었다가
땜납을 붙이면 다시 땜납이 잘 달라붙을 수 있게 해주는 역할을 한다.
땜납은 굵기가 가는 실납을 이용하였는데, 선이 가늘어서 작업이 용이하다는
장점이 있는 반면에, 수입품이므로 굵은 땜납에 비해 몇배나 비싼 단점을
가진다.
도구를 소개했으니 이제는 조명용
장치들을 소개해야 한다. 조명으로 사용하는 대표적인 소자로는 고휘도
LED (Light Emitting Diode,발광다이오드)와 고휘도 네온 램프를 들
수 있다.
▲ 조명용 소자 : 고휘도 LED (좌)와
고휘도 네온램프 (우)
물론 일반 밝기의 LED나 네온을
사용할 수도 있지만, 아무래도 휘도가 큰 제품들을 사용하는 것이 설치
효과를 크게 할 수 있다는 점에서 장점을 가진다. 사진에서 좌측은 고휘도
LED로 좌측부터 청색, 백색, 적황색 발광 소자이다. 우측에서 윗부분은
고휘도 네온 램프의 네온관과 보호용 덮개이며, 아랫부분은 12V의 전압으로 네온을 점등하기
위해 만들어진 인버터이다. 필자도 정확히는 모르나 1000V 이상의 고전압에서
네온이 점등된다고 한다. 인버터는 따로 제작한 것이 아니라 네온을 구입할
때 함께 키트로 구입할 수 있는 제품이다. 인버터의 좌측을 파워와 연결하면
바로 네온이 점등되게 된다.
| 부록 : 왜 고휘도
LED는 비쌀까? 그리고 유독 청색과 백색이 비싼 이유는?
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| LED 소자의 발광 원리는
재료가 가지는 밴드갭(band-gap)이라는 특성을 이용함에 있다. 밴드갭을
간단히 이해한다면,
물질이 가지는 고유의 전자 궤도간에 전자들의 전이가 발생할 때 흡수하거나
방출하는 에너지의 크기를 말한다. 이 에너지의 크기를 적절하게 변화시킴으로써
에너지의 크기를 가시광선대의 에너지 영역으로 조절하게 되면 발광
소자에 사용할 수 있는 물질의 재료를 만들 수 있다. 에너지의 크기를 가시광선보다
작은 적외선 영역으로 조절하게 되면 적외발광소자의 재료가 되어 흔히
사용하는 리모콘 등의 적외선 송수신장치의 재료가 된다.
현재는
이러한 LED 소자를 무기물 화합물반도체를 이용하여 주로 제작하고 있다.
고등학교 이과 화학시간에 배운 원소의 주기율 표에서 3,5족의 원소나
2,6족의 원소를 적절히 선택하여 반도체로 결합, 특성을 조정함으로써 이러한 소자의
원료를 만들고 있다.
고휘도 LED가 비싼 것은 어떻게 보면
당연하다고 할 수 있다. LED 소자의 가치는 크게 3가지로 판단되는데,
그 하나가 동일 전압에서의 발색 휘도이며, 또 하나는 소자의 구동 시간이고,
마지막이 동일 전압대비 사용 전류의 비인 효율도로 판단된다. 높은
휘도를 내기 위해서는 화합물 조성에 있어서 불순물의 양이나 위치를 최대한으로
조절해야 하기 때문에 제조 원가는 그에 동반하여 상승하게 된다.
같은
LED에서도 청색과 백색이 비싼 이유는 물질적 특성에 기인한다.
가시광선에서 청색에 해당하는 부분은 단파장의 고에너지 영역이고,
녹색, 적색 쪽으로 갈수록 파장이 장파장으로 바뀌며 에너지도 작아지게
된다. 쉽게 추정되듯이 고에너지 영역의 단파장 소자를 만들기 위해서는
훨씬 더 까다로운 공정이 적용되며 소자의 획득 수율도 낮아지게 된다.(주로 '갈륨-비소(GaAs)'나
'갈륨-질소(GaN)'의 화합물이 이용된다.) 따라서 청색소자가 녹색이나 적색
소자에 비해서는 제조 원가가 상승하게 된다.
백색 발광은 근본이
청색 소자와 동일하다. 왜냐하면 백색을 발광하기 위해서는 적-녹-청(RGB)의
세 색깔이 고루 발현되어야 하는데, 재료 특성상 이런 재료를 만들기는
어렵다. 따라서 청색 소자의 일부에 색변환층(Color Converting Layer)을 사용하여 부분적으로
황색 내지는
적색 발광을 시킴으로써 시각적으로 색이 혼합되어 백색으로
보이게 함으로써 백색 소자를 제조하고 있다. 따라서 청색 소자와 더불어
백색 소자의 가격도 비싸지게 된다.
이를 이해하는 대표적인
예로는 거리의 대형 전광판에서 쉽게 이해할 수 있다. 10여년 전만 해도
청색 발광소자의 가격이 너무도 고가였기 때문에 적색, 녹색의 LED만을
사용하여 적-녹-황 계열의 색만 표현되는 전광판이 대부분이었으나 최근에는
청색 소자의 가격 하락으로 인해 총천연색의 전광판이 설치되고 있다.
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다시 본론으로 돌아가, 위와 같은
재료를 이용하여 구체적인 작업을 시작해 보겠다.
먼저 쉽게
적용할 수 있는 방법으로 케이스의 전원표시 램프와 하드 작동표시 램프의
일반 LED를 고위도 LED로 교체하는 작업을 생각할 수 있다.
먼저
사용하고자 하는 LED의 정확한 구동 전압을 알아야 한다. 왜냐하면 구동
전압보다 높은 전압을 가하게 될 경우 소자 특성이 파되되면서 LED를
파손 시킬 수 있기 때문이다. 여기서는 3.4V에 20mA에서 작동하는 LED
소자들을
이용하였다.
케이스 램프에 사용되는 LED의 경우에는 구동
전원을 메인보드로부터 공급받는다.
메인보드의 구동 전압이 3.3~3.5V 정도이므로 고휘도 LED를 바로 직접
연결하더라도
무리없이 사용할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 기존의 일반 LED를 떼어내고
고휘도 LED로 교체만 해줌으로써 바로 사용할 수 있다.
교체할
때는 기존의 일반 LED를 인두를 이용해 제거한 다음 고휘도 LED로 바꾸어
납땜하고 연결 부위를 수축튜브를 사용하여 정리해 주면 된다.
▲ 케이스 램프의 교체 : 교체전의
일반 LED (좌)와 교체후의 고휘도 LED (우)
LED 교체시에 주의할 점이 있다면
극성에 유의해야 한다는 점이다. 다이오드의 특성상 극성이 올바르게
연결된 순방향에서만 정류 특성의 소자 성능이 발휘될 수가 있으므로
극성에 맞추어 (+),(-)극을 올바로 연결해주어야 한다. LED에서는 다리가
긴쪽이 (+), Anode 극이며 다리가
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