모델 기차 애호가들은 종종 레이아웃의 사실감을 추구하며, 객차 및 화물칸의 조명은 매우 중요한 요소입니다. 그러나 조명이 깜박이면, 특히 기차가 전원이 공급되지 않는 선로 구간이나 틈을 통과할 때 전체적인 효과를 떨어뜨릴 수 있습니다. 이 글에서는 모델 기차에서 깜박임 없는 차량 조명을 달성하기 위한 간단하면서도 효과적인 솔루션을 자세히 알아보고, 쉽게 구할 수 있는 부품을 사용하여 비용 효율적이고 구현하기 쉬운 접근 방식을 중점적으로 다룹니다.
깜박임 없는 모델 차량 조명을 위한 기본 회로도
모델 기차 차량 조명 깜박임의 이해
LED 또는 백열전구를 사용하든 모델 기차 차량 조명의 짜증나는 깜박임은 순간적인 전원 중단 때문에 발생합니다. 이러한 중단은 선로 전환기의 전원이 공급되지 않는 개구리부, 더러운 선로 구간 또는 레일의 틈으로 인해 발생할 수 있습니다. LED는 빠른 온/오프 응답으로 알려져 있어 백열 램프에 비해 깜박임이 더욱 두드러집니다. DCC 디코더가 기관차 전원을 유지하기 위한 솔루션이 있지만, 이 논의에서는 차량 조명과 차량 자체 내에서 깜박임을 제거하는 데만 초점을 맞춥니다. 이러한 성가신 조명 중단을 방지하려면 LED 또는 램프에 선로 전원이 일시적으로 손실되더라도 지속적인 전원 공급이 필요합니다. 여기서 에너지 저장 솔루션이 필요합니다.
깜박임 없는 차량 조명에 대한 전통적인 접근 방식
모델 철도 애호가들은 깜박이는 차량 조명 문제를 해결하기 위해 다양한 방법을 사용해 왔습니다. 배터리와 커패시터는 이 목적을 위해 일반적으로 사용되는 에너지 저장 장치입니다. 배터리 전원 외에도 다음과 같은 여러 가지 이전 기술이 등장했습니다.
- 저항 및 대형 커패시터 회로: 이 기본 접근 방식은 저항과 상당한 커패시터를 사용하며, 때로는 전압 조정기를 통합하여 에너지를 저장하고 중단 시 전원을 공급합니다.
- 슈퍼 커패시터 회로: 이전 방법과 유사하지만, 향상된 에너지 저장 용량을 위해 전압 조정기 유무에 관계없이 슈퍼 커패시터를 사용합니다.
이러한 회로는 일반적으로 AC 선로 전압을 DC 전압으로 변환하여 커패시터를 충전하고 차량 조명에 전원을 공급하기 위해 선로 전원에 연결된 소형 다이오드 브리지 정류기를 사용합니다. 이러한 방법은 개선 사항을 제공하지만, 특히 객차나 화물칸에서 여러 개의 LED에 전원을 공급할 때 크기, 비용 및 효과 측면에서 종종 제한 사항이 있습니다.
획기적인 기술 소개: 스위칭 레귤레이터
일관된 차량 조명을 달성하는 데 있어 중요한 발전은 DC-DC 컨버터라고도 하는 스위칭 레귤레이터의 채택입니다. 기존의 선형 전압 조정기와 달리 스위칭 레귤레이터는 약 96%에 달하는 놀라운 효율성으로 DC-DC 컨버터 역할을 합니다. 이 높은 효율성은 차량 조명을 위한 저장 에너지 활용을 극대화하는 데 매우 중요합니다.
스위칭 레귤레이터는 한때 복잡하고 비쌌지만, 집적 회로의 개발로 접근성과 크기에 혁명이 일어났습니다. 이러한 소형 IC는 거의 모든 필요한 기능을 통합하여 스위칭 레귤레이터를 모델 기차 차량 조명을 위한 실용적이고 비용 효율적인 솔루션으로 만듭니다. 그 응용 사례는 Model Railroad Hobbyist (MRH) 2014년 11월호의 “HO 스케일의 배터리 구동 모델”과 같은 기사에서 찾을 수 있습니다.
모델 차량 조명용 소형 및 저렴한 DC-DC 컨버터/전압 조정기
깜박임 없는 조명을 위한 간단하고 비용 효율적인 부품
간단하고 저렴한 깜박임 없는 차량 조명 솔루션에는 세 가지 주요 구성 요소만 필요합니다.
- 미니 DIP 브리지 정류기: allelectromics.com CAT # FWB-16 (.40)과 같은 1/2A 400V 미니 DIP 브리지 정류기는 AC 선로 전원을 DC로 변환합니다.
- DC-DC 컨버터: 3A DC-DC 컨버터 조정 가능 강압 전원 공급 모듈 (.96)은 차량 조명 LED의 전압을 효율적으로 조정합니다. eBay와 같은 플랫폼에서 찾을 수 있습니다 (예: 품목 #291353891841).
- 커패시터: 알루미늄 전해 커패시터, 1000uF 25V 20% RADIAL (Digikey 493-1305-ND .51) 또는 2200uF 25V 20% RADIAL (Digikey P5157-ND .90)은 전원 중단 시 차량 조명을 유지하기 위해 에너지를 저장합니다. 전압이 더 높은 G 게이지 DCC의 경우 35V 커패시터가 권장됩니다.
이러한 쉽게 구할 수 있고 저렴한 부품은 매우 효과적인 깜박임 없는 차량 조명 시스템의 핵심을 형성합니다.
깜박임 없는 차량 조명 회로 조립
회로 구성은 매우 간단합니다. DC-DC 컨버터의 입력 단자에 커패시터를 올바른 극성 (+에서 +로, -에서 -로)으로 납땜합니다. 마찬가지로 브리지 정류기의 양극 및 음극 출력을 DC-DC 컨버터의 해당 입력 단자에 다시 올바른 극성을 관찰하여 연결합니다.
가장 중요한 것은 모듈을 모델 차량 조명에 연결하기 전에 DC-DC 컨버터의 출력 전압을 조정해야 합니다. 트림 포텐셔미터 (모듈의 작은 원형 부품)를 사용하여 LED에 적절하게 전원을 공급하면서 가능한 한 낮은 전압으로 설정합니다. 다른 색상의 LED는 전압 요구 사항이 다릅니다. 흰색 LED의 경우 일반적으로 약 2.8볼트의 출력이 적합하며, 전류를 미세 조정하기 위해 직렬 저항 (예: 4-6개의 흰색 LED의 경우 47옴)과 함께 자주 사용됩니다. LED 손상 가능성을 방지하려면 모델에 연결하기 전에 전압을 조정하십시오. 포텐셔미터에는 정지 장치가 없으므로 조정 중에 주의하십시오.
1000uF 및 2200uF 커패시터를 사용한 깜박임 없는 차량 조명용 부품 및 조립된 장치
깜박임 없는 차량 조명용 소형 1000uF 유지 장치
스위칭 레귤레이터가 깜박임 없는 조명을 보장하는 방법
선로 전압은 차량 조명의 주요 에너지원 역할을 합니다. 회로의 커패시터는 DC로 정류된 후 선로 전압에서 충전된 에너지를 저장합니다. 그런 다음 스위칭 레귤레이터는 이 전압을 LED에 최적의 수준으로 효율적으로 낮춥니다.
스위칭 레귤레이터의 핵심 장점은 커패시터가 방전되더라도 안정적인 출력 전압을 유지하는 능력입니다. 효율적으로 감소하는 전압을 추적하고 차량 조명에 올바른 전압을 계속 공급하여 일관되고 깜박임 없는 조명을 보장합니다.
DCC 전압에서 2200uF 커패시터를 사용하면 35mA 차량 조명 부하에 대해 약 3초의 유지 시간이 달성될 수 있습니다. 1000uF 커패시터는 약 1초의 유지 시간을 제공합니다. 이러한 지속 시간은 대략적인 것이며 선로 전압 및 LED 전류 소모와 같은 요인에 따라 달라집니다.
DC 전원 레이아웃의 경우 낮은 선로 전압 (6-9볼트)이 일반적입니다. DC-DC 컨버터는 효과적으로 작동하려면 설정된 출력 전압보다 약 3볼트 더 높은 전압 입력이 필요합니다. 더 높은 선로 전압과 더 큰 커패시터는 DC 또는 가변 전압 AC 시스템에서도 유지 시간을 연장합니다.
공간 제약이 있는 모델 차량을 위한 초소형 DC-DC 컨버터 옵션
모델 차량 조명 깜박임 억제를 위한 부품 크기 비교
결론: 레이아웃에서 일관된 차량 조명 즐기기
스위칭 레귤레이터, 다이오드 브리지 및 커패시터가 있는 간단한 회로를 활용하면 모델 기차 차량 조명에서 깜박임을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 이 비용 효율적이고 조립하기 쉬운 솔루션은 모델 철도의 사실감과 즐거움을 향상시킵니다. 특정 레이아웃 및 차량 조명 요구 사항에 맞는 원하는 유지 시간을 달성하기 위해 커패시터 크기를 실험해 보십시오. 자신감을 가지고 객차와 화물칸을 밝히고 성가신 깜박임에 작별을 고하십시오!
