중고 RV의 새 조명

작년에 아내와 함께 중고 RV를 구매했는데 다른 오래된 자동차와 마찬가지로 내부 조명이 최신식이 아니었습니다. 이 장비가 이제 29년이 되었으니 설치된 기술 역시 그만큼 오래된 것이지요.

그림 1: 새로 구입한 중고 RV (이미지 출처: Michael Marwell)

오래된 램프는 조명이 흐릿하여 분위기 있는 저녁 식사에는 좋지만 겨우 책을 읽거나 보드게임을 할 수 있는 정도입니다. 최대 밝기로 RV를 밝게 비추려면 에너지도 많이 필요합니다.

RV를 타고 캠핑장에 갈 때 전력선을 사용할 수 있다면 전기 공급이 큰 문제가 되지 않습니다. 하지만 올해 우리는 이 캠핑카를 타고 루마니아의 황량한 자연 속에서 하루 이상을 숙박할 예정입니다. 이런 경우에는 램프를 배터리로 작동시켜야 합니다. 따라서 가능한 가장 낮은 전력 소비를 자랑하는 최적의 조명을 사용하고자 합니다. 제가 생각한 해결책은 조명을 LED로 바꾸는 것입니다.

가장 간단한 방법은 12V LED 스트립을 사용하여 설치하는 것입니다.

하지만 LED로 장시간 안정적인 조명을 제공하도록 하는 일은 그렇게 간단하지 않습니다. LED는 일반적으로 사용 중에 꽤 높은 열이 발생하므로 LED를 목재에 직접 부착해서는 안 되며, 충분히 냉각되도록 금속 프로파일에 부착해야 합니다.

과거에 열로 인해 접착제가 녹아 LED 스트립이 바닥으로 떨어졌던 좋지 않은 기억이 있습니다.

이런 이유로 저는 회로 기판과 같은 단단한 캐리어에 설치된 LED 모듈을 선호합니다. DigiKey는 다양한 LED 모듈을 공급합니다(LED 조명 - COB, 엔진, 모듈).

색온도, 전압, 전력 및 기타 파라미터를 고려하여 Samsung Semiconductor, Inc.의 SI-B8T06128CWW LED 모듈을 선택했습니다. 이 조명은 색온도가 4000K여서 저에게 너무 차갑지도 않고 아내에게 너무 따뜻하지도 않습니다.

온보드 전압은 12V이지만 실제 전압은 일반적으로 12V보다 높습니다. 충전기와 발전기는 사용되는 배터리 기술 및 설정된 충전 곡선에 따라 최대 14.7V를 공급합니다. 조명 스위치를 통해 모듈을 온보드 전원 공급 장치에 직접 연결하면 전압이 너무 높기 때문에 LED 모듈이 정상적으로 작동하지 않고 너무 뜨거워져서 고장이 발생할 위험이 있습니다.

따라서 적절한 LED 구동기가 필요합니다. 저는 조광이 가능한 광원을 좋아하므로 LED 구동기도 조광이 가능해야 합니다.

LED 조광에 대해 어느 정도 알고 있다고 해도, 제 생각보다 훨씬 더 많은 사항을 고려해야 할 것입니다. 기술 기사 조명 품질 저하 없이 LED를 조광하는 방법을 통해 이에 대한 자세한 정보를 획득할 수 있었습니다.

하지만 저는 회로를 직접 제작하기보다는 기성 해결책을 사용하기로 했습니다.

DigiKey는 여러 LED 구동기를 제공하고 있습니다. PCB 실장용과 외부용이 있습니다.

저는 조광 가능, 적절한 전류 제한, 입력 전압 범위 및 인쇄 회로 기판 절감이라는 중요한 기준을 바탕으로 Recom Power의 RBD-12-0.50/W를 선택했습니다. 이 버전에는 LED 모듈 및 기존 케이블에 연결할 수 있는 케이블이 포함되어 있습니다.

이 LED 구동기를 사용하면 간단한 전위차계 또는 PWM 제어로 휘도를 조정할 수 있습니다. 또한 벅-부스트 구동기는 배터리의 전압을 제한하지 않습니다.

저는 재빨리 부품을 실험실 전원 공급 장치에 연결하여 여러 테스트를 했습니다.

전원 공급 장치에 직접 연결한 LED 모듈의 첫 번째 테스트 결과 전압을 10V에서 15.5V로 높이면 전류가 많이 증가하고 LED의 휘도도 높아진다는 것을 알 수 있었습니다. 모듈은 15.5V용으로 지정되지 않았기 때문에 추측을 확인하는 용도로만 간단하게 테스트했습니다. 짧은 시간에도 LED 모듈의 온도가 상대적으로 높아지므로 이 테스트는 권장하지 않습니다.

두 번째로는, LED 구동기를 LED 모듈에 연결하고, LED 구동기의 미사용 케이블 끝을 분리한 다음 다시 전원 공급 장치에서 10V ~ 15.5V의 전압을 테스트했습니다. 결과는 예상과 정확하게 일치했습니다. 제 주관적인 견해로는 LED가 입력 전압 범위 전체에서 일정한 휘도를 유지했습니다.

그림 2: 테스트 설정 (이미지 출처: DigiKey)

LED 모듈에서 측정된 전압은 여러 입력 전압에서도 12V를 유지했습니다. LED 구동기의 출력 전류는 측정하지 않았지만 입력 전류는 약 600mA에서(10V 기준) 400mA(15V 기준)로 감소했습니다.

하지만 휘도 조정은 전위차계의 회전 범위 중 일부에서만 작동했습니다. 전위차계 회전 범위 중 약 절반에서는 LED가 최고 휘도에 머물렀습니다.

그 이유는 규격서에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 빠르면 아날로그 입력의 1.5V에서 출력 전류가 100%로 조정됩니다. 레퍼런스 전압 출력이 5V의 전압을 제공하기 때문에 전위차계 역시 전압을 0V에서 5V로 조정합니다. 이에 대한 해결책으로 전위차계와 레퍼런스 전압 출력 사이에 저항기를 배치했으며 이미 휘도 제어의 전체 범위에서 전위차계를 사용할 수 있었습니다. 레퍼런스 전압 출력의 과부하를 방지하기 위해 27kOhm 저항기와 10kOhm 전위차계를 사용했습니다.

저는 아날로그 조광이면 충분했기 때문에 PWM을 사용하지 않았습니다. 나중에 모터홈을 좀 더 스마트하게 만들 때는 PWM 회로를 통해 램프를 조정할 것입니다. 최소한, 나중에 완전히 다시 설계하지 않더라도 그렇게 할 수 있습니다.