전자신호등-실험과학

 

1. 신호등이란?

안전한 교통질서를 위하여 색으로 교통조건을 나타내는 기구를 신호기라고 하며, 신호등은 신호기의 한 종류에 속합니다.

신호등으로 표시하는 색은 빨강·초록·오렌지색의 3가지이며 빛깔에 따라 지시하는 내용이 다릅니다. 대개 빨간색은 정지, 초록색은 진행, 오렌지색은 주의로 표시됩니다. 원래는 빨강 ·파랑 ·노랑으로 되어 있으나, 광원(光源)인 전구의 불빛이 주황빛을 가지고 있어 색유리를 투과하는 과정에서 노란색은 오렌지색으로, 파란색은 초록색으로 보이게 됩니다. 철도의 운전규정에는 이를 빨간색·초록색·오렌지색으로 규정해 놓고 있습니다.

 

 

2. LED(발광다이오드)

전류가 흐르면 빛을 방출하는 다이오드의 한 종류

 

 

 

1) 반도체 칩이 핵심역할

LED는 기존의 전구 필라멘트가 가열되며 얻어지는 빛과는 다른 방식으로 빛을 냅니다.

전기가 직접 반도체를 통해 빛으로 전환되므로 효율이 높으며 반도체의 종류에 따라 빛 색깔도 조절할 수 있습니다.

 

2) LED의 장점

① 소비전력이 매우 적습니다.

② 작고, 얇고, 가볍게 만들 수 있습니다.

③ 수명(기존조명의 50~100배)이 길어 쓰레기가 거의 발생하지 않습니다.

④ 열이 나는 발광이 아니어서 예열시간이 필요 없어 점등과 소등속도가 매우 빠릅니다.

    (일반조명의 200만 배)

⑤ gas나 필라멘트가 없어서 충격에 강하고 안전합니다.

⑥ 소비전력이 작고 눈의 피로가 줄어듭니다.

⑦ 형광등에 사용하는 수은, 방전용 gas를 사용하지 않기 때문에 환경 친화적입니다.

    ⑧ 대형 전광판과 같이 무한확장이 가능합니다. (LCD는 대형화에 한계가 있음)

 

 

3. 전자 신호등 동작 원리

실제 신호등처럼 전자신호등도 동작을 합니다. 우선 빨간색 불이 켜지고, 조금 시간이 흐른 후에는 초록색 불이 켜집니다. 그리고 노란색 불이 들어오면서 다시 빨간색불이 들어옵니다.

이때 LED가 켜지는 속도를 조절해 주는 부품이 저항(5.1K, 10K, 100KΩ)과 전해 콘덴서입니다. 그리고 330Ω은 LED의 세기를 조절해 주고, 트랜지스터는 신호의 증폭역할을 합니다.