폐품의 재활용 - 보조배터리팩 회로를 재활용한 충전식 손전등 만들기

폐품 보조배터리팩을 살펴보면서 너무 사설을 길게 끈 것 같습니다. 너무 지루하게 느껴질 수도 있었을 것 같네요. 앞으로는 쓸데없이 길게 설명을 하지 말아야겠습니다. 

폐품이 된 보조배터리팩을 분해도 해 보았고요, 내부는 알 필요 없이 블랙박스(Black Box)로서 활용하기 위해서 어떻게 동작하는지 살펴보았습니다. 사실 그럴 필요까지는 없을 던 것 같은데 말이죠. 

처음에는 그냥 수명 다한 배터리 교체하고 적당한 새 케이스 찾아 사용하려고 했었는데, 5V 출력을 활용해서 고휘도 LED를 밝혀 볼 수 있겠다는 생각이 들었습니다. 결국 충전할 수 있는 손전등이 되는 것인데요. 우리의 블랙박스 회로의 5V 출력에 전에 만들어 놓았던 LED 모듈 연결하면 되겠지요. 배터리는 18650 리튬이온 배터리 2개를 병렬로 해서 새로 연결을 할 것이고요. 기존의 태양전지는 잘 될지 모르겠지만, 그냥 재활용해서 충전에 사용하기로 합니다. 

설계라고 해 봐야 블랙박스의 활용이니까 어느 부분을 어떻게 활용할지를 메모하는 수준입니다.

교체용 리튬이온 전지, 재활용될 태양전지와 회로기판, 새로 연결할 LED를 늘어놓으면 이렇게 되네요. 

사용할 부품들을 늘어 놓은 모습입니다.

18650 리튬이온 배터리가 만충되면 하나가 3000mAh니까 병렬로 6000mAh가 됩니다. 보조배터리팩 회로를 통해서 만들었던 LED 모듈을 켰을 때, 약 310mA가 소모되었던 것 기억하시나요? 전지가 6000mAh 용량이니까 만충된 상태에서 연속으로 사용하면 계산상으로는 약 19~20시간을 사용할 수 있겠네요. 

$$6000mAh\div310mA=19.35h$$

어쨌든 있는 손재주, 없는 손재주 사용해서 블랙박스 회로에 전선을 납땜하여 봅니다. 전지가 연결될 부분, 5V 출력, 그리고 태양전지가 연결되는 부분을 구분하여 전선으로 납땜합니다. 만약 재활용하려는 보조배터리팩에 태양전지가 없다면 태양전지만 제외하고 유사하게 될 것입니다. 연결을 할 때에 양(+)과 음(-)을 잘 구분하여 연결하세요. 모두 연결하고 5V를 출력하도록 버튼을 누르니 이렇게 불이 들어오네요. 

생각한 대로 전선으로 연결했습니다. +와 -를 잘 구분해서 연결해야 합니다. 원래 연결되어 있던 선을 잘 기억했다가 바르게 연결하세요. +와 -를 반대로 연결하면 원하는 대로 동작하지 않습니다.

이제 적당히 이것들을 넣을 케이스를 찾아봐야겠습니다. 어떠한 취미 공작도 같을 것이라고 생각이 됩니다. 지금 나의 공작품과 똑같은 공작품이 세상에 2개가 존재하지 않는다는 것 말이죠. 똑같은 기판을 사용하더라도 케이스나 조립 모양은 달라지니까요. 어디에선가 이렇게 생긴 투명한 둥근 통을 구했습니다. 투명하니 빛이 통과하기 좋게 생겼네요. 

케이스로 사용하려고 어디선가 주웠습니다. 어떤 것을 사용해도 좋습니다. 이것은 하나의 예일 뿐이예요.

저 통 안에 저것들을 어떻게 집어넣나 생각하다가 각 부분은 두꺼운 판이 붙여서 통 안에 세워 넣을 생각을 해 봅니다. 보드롱을 사서 기판들이랑 전지를 불여 봅니다. 보드롱은 동네 다이소에 가면 1000원이면 큰 거 살 수 있어요. 커터칼을 사용하면 쉽게 자를 수 있습니다. 커터칼을 사용할 때에는 절대 칼 뒤에 반대쪽 손을 위치시켜야지 앞으로 손이 나오면 안 됩니다. 잘못하면 손을 다칠 수 있습니다. 칼처럼 날카로운 도구를 다룰 때에는 장갑 같은 것을 끼는 것도 좋겠지요.

케이스에 집어 넣기 위한 사전 작업입니다. 전지며 기판이며 하는 것들을 모두 보드롱에 양면테이프로 고정해서 붙였습니다. 케이스에 집어 넣는 구조를 잘 생각해서 재단해 보세요.

바닥에 리튬이온 전지를 붙인 보드롱을 내려놓고, 양쪽으로 기판들을 붙인 보드롱을 세워서, 세워진 판들이 리튬이온 전지가 붙어 있는, 누워 있는 판을 누를 수 있도록 했습니다. 보드롱에 기판들은 양면테이프로 붙였고요. 세로로 세워진 판을 윗부분에 글루건으로 쏘아서 움직이지 않게 고정했습니다. 충전기를 연결할 것을 생각하는 경우에는 충전기가 연결되는 단자에 쉽게 접근할 수 있도록 하세요. 충전할 때마다 다 분해해서 할 수 없는 노릇이니까요. 

케이스에 담은 모습입니다.

일단 전원을 켜 보면 이렇게 불이 켜집니다. 

완전히 조립을 마무리하기 전에 시험적으로 전원을 켜 본 모습입니다.

이젠 뚜껑 덮고 전원을 끄고 켜는 스위치(Switch) 하나만 적당히 달면 되겠습니다. 이 경우에는 푸시 버튼(Push Button)입니다. 재활용하는 보조배터리팩마다 스위치 종류가 다를 수는 있겠지만, 케이스에 고정하는 형태는 비슷합니다. 기판에 고정하는 스위치와는 또 다르니 용도에 맞는 스위치를 구하는 것이 중요합니다. 

왼쪽부터 스위치를 설치하기 위한 구멍을 뚫은 모습, 구멍을 통해서 전선을 빼 낸 다음 스위치에 납땜한 모습, 스위치를 구멍에 끼위서 설치한 모습입니다. 스위치마다 조금씩 다르지만, 스위치의 기구 크기에 따라서 구멍을 만들면 스위치가 끼워져서 고정이 됩니다.

스위치는 푸쉬 버튼(Push Button)인지 온-오프 스위치(On-Off Switch)인지 잘 살펴보고 알맞은 것을 선택하세요. 온라인에서 여러 형태의 스위치를 구할 수 있습니다.  

이제 완성된 모습입니다. 손잡이로 적당한 것을 구해서 붙여 주었습니다. 역시 만능 글루건으로 붙였습니다. 

완성한 모습입니다. 완전히 어두운 곳에서 켜 보니 꽤 밝네요.

사실 이 정도의 공작은 전자공학을 전혀 몰라도 납땜만 조금 할 줄 알면 누구나 할 수 있습니다. 납땜을 제외하면 칼질과 풀칠이니까 그렇게 어려운 것도 없습니다. 단지 약간의 필요한 지식이라면 내가 재활용하는 보조배터리팩 회로기판, 블랙박스(Black Box)가 어떻게 연결되어 동작 하나 하는 정도를 이해하는 것입니다. 그래야 무엇을 할지 알 수 있죠. 중요한 것은 내가 무엇을 하고 있는지 안다는 것입니다. 무엇을 하고 있는지 모르면서 하는 일은 마치 어린 아이에게 식칼을 쥐어 준 것과 같을 수도 있습니다.