전자공학 만능 레시피

사이먼 몽크 지음 | 이하영 옮김

인사이트 2022년 12월 08일 출간 종이책 : 2018년 06월 15일 출간

작품소개

책소개

전자공학을 전문적으로 공부하지 않은 메이커, 취미공학자를 위한 전자공학 활용백서를 소개한다. 이 책은 공신력을 인증받은 오라일리 쿡북 방식에 따라 전자공학 활용법을 세분화했기 때문에 원하는 부분을 바로 펼쳐서 레시피를 따라할 수 있다. 실습을 하다가 마주칠 수 있는 문제점을 미리 예측하고 그에 대한 해결법도 제시하고 있으며, 두꺼운 전자공학 교재가 아니라면 간과하고 넘어가기 쉬운, 전자공학의 기본 개념보다 더 심화된 내용이나 마이크로컨트롤러 사용과 관련된 주변 이야기를 다룬다. 프로젝트와 시험용 모델을 만들고 테스트 장치를 사용하는 방법 외에도 여러 유형의 전원 공급 장치를 만드는 방법, 스위칭에 알맞은 트랜지스터 사용법, 아날로그와 디지털 IC 사용법도 수록되어 있다.
이 책은 전자장치가 낯선 독자에게는 시작하기에 좋은 길잡이가, 전자장치를 다뤄본 경험이 있는 독자에게는 훌륭한 참고서적이 되어줄 것이다.
이 책에서 다루는 내용
-옴의 법칙과 전력에 관한 법칙
-커패시터와 인덕터의 원리 및 사용법
-트랜지스터 사용을 위한 기본적인 레시피
-전원 공급 장치와 배터리
-태양열 발전을 사용해 아두이노와 라즈베리 파이에 전원을 공급하는 방법
-아두이노와 라즈베리 파이에서 스위칭, 센서, 모터 등을 사용하는 방법
-유용한 아날로그 설계 방식
-오디오와 무선 주파수 레시피
-납땜을 하지 않는 시험용 모델
-오래 사용할 수 있는 프로젝트 레시피
-오실로스코프 사용법과 시뮬레이션 소프트웨어 사용법

목차

1장 이론
1.0 개요
1.1 전류 이해하기
1.2 전압 이해하기
1.3 전압, 전류, 저항 계산하기
1.4 회로의 한 지점에서 전류 계산하기
1.5 회로에서의 전압 계산하기
1.6 전력 이해하기
1.7 교류

2장 저항
2.0 개요
2.1 저항값 확인하기
2.2 표준 저항값 찾기
2.3 가변저항 선택하기
2.4 직렬로 저항 연결하기
2.5 병렬로 저항 연결하기
2.6 전압을 측정 가능한 수준으로 낮추기
2.7 타지 않는 저항 선택하기
2.8 조도 측정하기
2.9 온도 측정하기
2.10 적절한 전선 선택하기

3장 커패시터와 인덕터
3.0 개요
3.1 일시적으로 회로에 에너지 저장하기
3.2 커패시터 유형 구별하기
3.3 커패시터의 정전 용량 확인하기
3.4 커패시터를 병렬로 연결하기
3.5 커패시터를 직렬로 연결하기
3.6 많은 양의 에너지를 저장하기
3.7 커패시터에 저장되는 에너지량 계산하기
3.8 전류를 변경하고 조정하기
3.9 AC 전압 변환하기

4장 다이오드
4.0 개요
4.1 하나의 다이오드에서 전류의 흐름 막기
4.2 자신이 사용하는 다이오드 알아보기
4.3 다이오드로 DC 전압 제어하기
4.4 빛이 있으라
4.5 빛 감지하기

5장 트랜지스터와 집적회로
5.0 개요
5.1 약한 전류를 사용해서 강한 전류를 스위칭하기
5.2 최소 제어 전류로 전류 스위칭하기
5.3 높은 전류 부하를 효율적으로 스위칭하기
5.4 아주 높은 전압을 스위칭하기
5.5 딱 맞는 트랜지스터 선택하기
5.6 교류 스위칭하기
5.7 트랜지스터로 빛 검출하기
5.8 안전이나 잡음 제거를 위해 신호 절연하기
5.9 집적회로 발견하기

6장 스위치와 릴레이
6.0 개요
6.1 기계적인 방식으로 전기를 스위칭하기
6.2 가지고 있는 스위치 이해하기
6.3 자성을 이용해 스위칭하기
6.4 릴레이 재발견하기

7장 전원 공급 장치
7.0 개요
7.1 AC를 AC로 변환하기
7.2 빠르고 간단하게 AC를 DC로 변환하기
7.3 AC를 DC로 전환할 때 리플 전압 낮추기
7.4 AC를 조정 DC로 변환하기
7.5 AC를 가변 DC로 변환하기
7.6 배터리 전압 조정하기
7.7 정전류 전원 공급 장치 만들기
7.8 DC 전압을 효율적으로 조정하기
7.9 낮은 DC 전압을 높은 DC 전압으로 변환하기
7.10 DC를 AC로 변환하기
7.11 110V나 220V AC로 프로젝트에 전원 공급하기
7.12 전압 높이기
7.13 450V의 높은 전압 공급하기
7.14 더 높은 전압의 전원 공급 장치(>1kV)
7.15 아주 높은 전압 공급 장치(고체 상태 테슬라 코일)
7.16 퓨즈 태우기
7.17 극성 문제로부터 보호하기

8장 배터리
8.0 개요
8.1 배터리 수명 추정하기
8.2 비충전식 배터리 선택하기
8.3 충전식 배터리 선택하기
8.4 세류 충전
8.5 자동 배터리 백업
8.6 LiPo 배터리 충전하기
8.7 에너지 도둑 회로로 마지막 한 방울의 에너지까지 사용하기

9장 태양열 발전
9.0 개요
9.1 태양열을 이용해 프로젝트에 전원 공급하기
9.2 태양전지 패널 선택하기
9.3 태양전지 패널의 실제 출력 전력 측정하기
9.4 태양열로 아두이노에 전원 공급하기
9.5 태양열로 라즈베리 파이에 전원 공급하기

10장 아두이노와 라즈베리 파이
10.0 개요
10.1 아두이노 살펴 보기
10.2 이 책에 수록된 아두이노 스케치를 다운로드해 사용하기
10.3 라즈베리 파이 살펴 보기
10.4 이 책에 수록된 파이썬 프로그램을 다운로드해 사용하기
10.5 라즈베리 파이가 부팅될 때 프로그램 실행시키기
10.6 아두이노와 라즈베리 파이의 대안 살펴 보기
10.7 장치를 끄고 켜기
10.8 아두이노에서 디지털 출력 제어하기
10.9 라즈베리 파이에서 디지털 출력 제어하기
10.10 아두이노를 스위치 등 디지털 입력에 연결하기
10.11 라즈베리 파이를 스위치 등 디지털 입력에 연결하기
10.12 아두이노에서 아날로그 입력 읽어 오기
10.13 아두이노에서 아날로그 출력 생성하기
10.14 라즈베리 파이에서 아날로그 출력 생성하기
10.15 라즈베리 파이를 I2C 장치에 연결하기
10.16 라즈베리 파이를 SPI 장치에 연결하기
10.17 전압 크기 변환하기

11장 스위칭
11.0 개요
11.1 라즈베리 파이나 아두이노가 처리할 수 있는 크기 이상의 전원 스위칭하기
11.2 하이사이드에서 전원 스위칭하기
11.3 더 큰 전력을 스위칭하기
11.4 하이사이드에서 더 큰 전력 스위칭하기
11.5 BJT와 MOSFET 중 선택하기
11.6 아두이노로 스위칭하기
11.7 라즈베리 파이로 스위칭하기
11.8 리버서블 스위칭
11.9 GPIO 핀으로 릴레이 제어하기
11.10 GPIO 핀으로 무접점식 고체 릴레이 제어하기
11.11 오픈 컬렉터 출력에 연결하기

12장
센서
12.0 개요
12.1 아두이노나 라즈베리 파이에 스위치 연결하기
12.2 회전 위치 감지하기
12.3 저항 센서에서 아날로그 입력 감지하기
12.4 라즈베리 파이에 아날로그 입력 추가하기
12.5 저항 센서를 ADC 없이 라즈베리 파이에 연결하기
12.6 빛의 세기 측정하기
12.7 아두이노나 라즈베리 파이에서 온도 측정하기
12.8 라즈베리 파이에서 ADC 없이 온도 측정하기
12.9 포텐셔미터를 사용해 회전 측정하기
12.10 아날로그 IC로 온도 측정하기
12.11 디지털 IC로 온도 측정하기
12.12 습도 측정하기
12.13 거리 측정하기

13장 모터
13.0 개요
13.1 DC 모터의 전원 스위칭하기
13.2 DC 모터의 속도 측정하기
13.3 DC 모터의 방향 제어하기
13.4 모터에 정확한 위치 설정하기
13.5 모터를 정확한 단계 수만큼 이동시키기
13.6 더 간단한 스테퍼 모터 선택하기

14장 LED와 디스플레이
14.0 개요
14.1 표준 LED 연결하기
14.2 고전력 LED에 전원 공급하기
14.3 LED 여러 개에 전원 공급하기
14.4 LED 여러 개를 동시에 스위칭하기
14.5 7-세그먼트 디스플레이에 신호 멀티플렉싱하기
14.6 LED 여러 개를 제어하기
14.7 RGB LED의 색깔 바꾸기
14.8 주소 지정 가능한 LED 띠 연결하기
14.9 I2C 7-세그먼트 LED 디스플레이 사용하기
14.10 OLED 디스플레이에 그래픽이나 문자 출력하기
14.11 LCD 디스플레이에 메시지 표시하기

15장 디지털 IC
15.0 개요
15.1 전기 잡음으로부터 IC 보호하기
15.2 논리 제품군에 대해 배워 보기
15.3 GPIO 핀에 허용된 수보다 많은 출력 제어하기
15.4 디지털 토글 스위치 만들기
15.5 신호의 주파수 낮추기
15.6 십진 카운터에 연결하기

16장 아날로그
16.0 개요
16.1 고주파 필터링하기(쉽고 빠른 방법)
16.2 발진기 만들기
16.3 LED 연속으로 밝히기
16.4 입력에서 출력 사이의 전압 강하 방지하기
16.5 낮은 비용으로 발진기 만들기
16.6 가변 듀티 사이클 발진기 만들기
16.7 원샷 타이머 만들기
16.8 모터 속도 제어하기
16.9 아날로그 신호에 펄스 폭 변조 적용하기
16.10 전압 제어 발진기(VCO) 만들기
16.11 데시벨 측정하기

17장 OP 앰프
17.0 개요
17.1 OP 앰프 선택하기
17.2 OP 앰프에 전원 인가하기(양전원)
17.3 OP 앰프에 전원 인가하기(단전원)
17.4 반전 증폭기 만들기
17.5 비반전 증폭기 만들기
17.6 신호에 버퍼 사용하기
17.7 고주파의 진폭 줄이기
17.8 저주파 필터링으로 주파수 제거하기
17.9 고주파와 저주파 필터링으로 주파수 제거하기
17.10 두 전압 비교하기

18장 오디오
18.0 개요
18.1 아두이노에서 소리 듣기
18.2 라즈베리 파이에서 소리 듣기
18.3 프로젝트에 일렉트릿 마이크 연결하기
18.4 1W 전력 증폭기 만들기
18.5 10W 전력 증폭기 만들기

19장 무선 주파수
19.0 개요
19.1 FM 라디오 송신기 만들기
19.2 라즈베리 파이로 FM 송신기 소프트웨어 만들기
19.3 아두이노로 구동되는 FM 수신기 만들기
19.4 무선으로 디지털 데이터 전송하기

20장 제작
20.0 개요
20.1 임시 회로 만들기
20.2 영구 회로 만들기
20.3 나만의 회로 기판 만들기
20.4 스루홀 부품 납땜하기
20.5 표면실장형 부품 납땜하기
20.6 부품 땜납 제거하기
20.7 부품을 손상시키지 않으면서 납땜하기

21장 도구
21.0 개요
21.1 작업대용 전원 공급 장치 사용하기
21.2 DC 전압 측정하기
21.3 AC 전압 측정하기
21.4 전류 측정하기
21.5 연속성 측정하기
21.6 저항, 전기 용량, 인덕턴스 측정하기
21.7 커패시터 방전시키기
21.8 높은 전압 측정하기
21.9 오실로스코프 사용하기
21.10 함수 발생기 사용하기
21.11 시뮬레이션
21.12 높은 전압을 안전하게 사용하기

부록 A 부품과 공급 업체
부록 B 아두이노 핀 배열
부록 C 라즈베리 파이 핀 배열
부록 D 단위와 접두어

작가정보

저자(글) 사이먼 몽크

저자 사이먼 몽크(Simon Monk)는 전업 작가이자 메이커로, 주로 메이커를 위한 전자공학 책을 집필했다. 대표적인 저서로는 『라즈베리파이 쿡북』(Raspberry Pi Cookbook), 『아두이노 프로그래밍』 (Programming Arduino), 『Hacking Electronics』가 있다. 또한 『Practical Electronics for Inventors』에 공저자로 참여했으며, 아들 매튜 몽크와 『Minecraft Mastery』를 썼다.

번역 이하영

역자 이하영은 한때 과학자가 되는 것이 꿈이었으나 대학에서는 컴퓨터공학을 전공했고 정신 차려보니 번역을 업으로 삼고 있다. 이화여자대학교 통번역대학원 한영번역과를 졸업했다. 번역서에는 『전자부품 백과사전 2권, 3권』(공역), 『짜릿짜릿 전자회로 DIY 2판』, 『두근두근 아두이노 공작소』가 있다.