가짜 블랙박스용 LED 깜빡이 만들기

가짜 블랙박스용 LED 깜빡이를 만들어 보았다.

차를 주차해놨을 때, 들이받고 도주하거나 테러를 가하는 일이 있다. 이럴 때, 블랙박스 LED 가 깜빡이고 있으면 블랙박스가 상시전원으로 동작되고 있다는 착각을 줄 수 있다.

블랙박스를 상시전원으로 운영해도 되지만, 매일 운행하지 않는 차량은 블랙박스를 상시전원으로 해 두면 배터리 방전의 위험이 있다.

LED 를 깜빡이게 하는 방법은 여러가지가 있지만, 여기서는 74HC14 를 이용해 보기로 했다. 74HC14는 슈미트 트리거가 내장된 6개의 NOT 게이트가 있는 IC 인데, 이것을 이용하면 하나의 IC로 6개의 LED 를 개별로 깜빡이게 할 수 있다.

슈미트 트리거는, 히스테리시스 특성을 가진 회로인데, 같은 입력전압에서도 출력의 상태에 따라서 출력이 결정되는 그런 논리 게이트라고 할 수 있다. 

가령, 어린 아이가 울면  울지 않게 하기 위해서 달래야 하는데, 아이가 약 70% 정도의 스트레스를 받았을 때 울기 시작한다고 하자. 아이를 약올려서 70% 까지 스트레스 지수를 올리면 울기 시작하게 된다. 하지만 아이를 달래서 스트레스 지수를 70% 이하로 낮춘다고 해도 울음을 그치지는 않을 것이다. 이 때, 약 60% 의 스트레스 지수가 되었을 때 울음을 그친다고 하면, 65% 의 스트레스 지수를 주었을 때에는 지금 울고 있느냐 아니냐에 따라서 아이의 울음 여부가 결정된다. 

이것과 마찬가지로, 일단 출력이 1 이 되면 입력전압이 약간 떨어져도 그대로 출력은 1 이 되는 방식의 회로가 슈미트 트리거라고 할 수 있다. 

집에 남아있는 재료를 이용하기 위해서 전원은 폐 휴대폰 전지를 이용하기로 했다. 예전에 쓰던 차량용 시가잭 충전기를 다들 하나씩은 가지고 있으므로 이 배터리팩의 충전도 차에서 하면 된다.

왼쪽부터 시계방향으로, 휴대폰 배터리팩, 100k 저항 2개, 100옴 저항 2개, 청색 LED, 22μF 콘덴서 2개, 74HC14 IC 1개, 예전 휴대폰 충전잭 단자이다. 

휴대폰 전지가 없는 경우, 건전지를 3개 직렬로 해도 된다. 74HC14 는 3V 정도의 전압에서도 동작하므로 건전지를 2개만 해도 되겠지만, 차량용 블랙박스는 보통 청색 LED 가 쓰이므로 건전지 2개를 써서 적색 LED 를 켜면 가짜라는 것이 빨리 탄로날 수 있다. 

만능기판을 사용하지 않고, 다리를 편 다음, 100k 저항을 납땜했다. 100k 저항은 게이트의 입력과 출력에 연결된다.

여기서는 LED 2개를 켤 것이므로 2개의 저항만 연결했다.

게이트의 입력과 GND 사이에 22μF 의 콘덴서를 연결했다. LED 의 깜빡임 주기를 짧게 하기 위해서는 이 콘덴서 용량을 줄이면 된다.

발진주파수는 R*C[초] 정도 되는데, 전원의 전압이나 제조사에 따라서 발진주파수가 약간씩 달라진다. 

TTA 휴대폰 충전단자와 IC 의 전원 부분을 연결했다. GND 부분은 LED 와 연결해야 하므로 길게 빼냈다.

안 쓰는 게이트 부분은 모두 풀업을 하였다. 입력전원의 VCC 부분에 안 쓰는 게이트의 입력 부분을 연결해주면 된다.

사용할 게이트의 출력 부분에 100옴 저항을 각각 연결하고 전선을 빼냈다. 이 전선은 LED 의 (+) 단자에 연결될 것이다.

전원을 가하니, LED 가 깜빡인다. 예상대로 제각각의 주기로 깜빡여서 차량의 전방, 후방에 달아놓으면 블랙박스를 따로 설치해둔 것 같은 효과를 낼 수 있다.

아래의 동영상은 만든 회로가 동작하는 모습이다. 깜빡임 주기가 약 2초 정도 된다. 좀 더 빠르게 깜빡이게 하려면 콘덴서의 값을 줄이거나, 저항의 값을 줄이면 된다.

회로의 연결상태는 동영상에 등장한다.

http://youtu.be/OONunbBcibI

회로의 동작이 확인되었으므로 글루건으로 고정시킨다. 보기에는 좋지 않지만 거추장스럽지는 않을 듯 하다.

이제 차량의 앞과 뒤에 LED 를 연결해서 작동시키면 모형 블랙박스를 설치한 효과를 볼 수 있다.

고장난 블랙박스를 이용하거나, 블랙박스 모형을 만들어서 사용하면 더욱 좋은 효과를 볼 수 있을 듯 하다.

LED 자체에 깜빡임 기능이 있는 LED 도 있다. 이런 LED 는 그냥 건전지에 연결하기만 하면 스스로 깜빡이므로 따로 회로를 꾸미지 않고, 건전지팩에 연결만 하면 된다.

만든 회로를 실제 장착해 봤더니 성능이 좋지 않은 휴대폰 전지가 6일 정도 깜빡이는것을 볼 수 있었다. 하지만 전지를 다시 충전하려고 했더니 충전이 잘 되지 않는 모습을 보였다. 일반적인 휴대폰 전지를 이렇게 이용하려고 한다면 3~4일 마다(LED 가 한 개인 경우) 한번씩 충전을 해 주는 것이 좋을 것 같다. 

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충전하는것이 귀찮아서 태양전지를 이용하여 충전하는 방식으로 만들어 보았다.

5V 를 출력하는 태양전지에 4.3V 제너다이오드를 부착해서 자동으로 충전되는 형태로 만들어 보았다.

태양전지를 이용해서 충전을 했더니 양지바른 곳에 주차해 두기만 하면 별 다른 관리 없이 불이 잘 켜진다.

현재 3주 정도 설치해 두었는데, 따로 충전을 하지 않아도 24시간 잘 깜빡거리는 것을 볼 수 있었다. 깜빡임의 주기는 0.5초 정도로 하였다. 

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설치 후 11개월이 지난 현재, 별 다른 관리 없이 불이 잘 깜빡인다. 다만 비가 4일 연속으로 내린 기간에는 불빛이 약간 어두워지는 경향을 보이기도 하였다.