빛을 감지하는 센스쟁이 황화카드뮴

빛의 밝기를 측정하거나 주야( 晝夜 )를 구분할 때 황화카드뮴( cadmium sulfide )의 원리가 적용된다. 황화카드뮴, 즉 cds는 빛을 감지해 주는 회로 부품으로 일상생활에서 쓰는 전자기기에도 쓰이고 있다. cds의 정확한 역할은 바로 빛을 감지하면 전류를 흐르게 해주어 소리를 내거나 빛을 내는 것이다.

소리를 내는 멜로디 회로에서 중요한 또 다른 부품이 있다. 바로 멜로디 IC인데, 여기에는 멜로디가 녹음되어 있고 이 멜로디는 전류 크기에 따라 음량이 변한다.

빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 주는 cds를 활용한 보안기기, 석유보일러, 연소기, 포토센서, TV 브라운관, 멜로디 자명종, 적외선 센서, 광센서를 이용한 자동 스텐드 등 다양한 제품이 있다.

빛 감지를 하면 멜로디를 자동으로 들려주는 회로를 제작해 보자.

준비물 : 전자블록 8개, 회로바닥판, 저항 3개(1㏀, 10㏀, 100㏀), 황화카드뮴 (Cds), 멜로디IC, 트랜지스터 2개, 건전지(1.5V×2), 전지홀더(1.5V×2), 전지홀더블록, 스피커, 스피커블록, 스위치, 배선

1. 전자블록 8개 모두 회로바닥판의 각 위치에 끼운다.

2. 배선을 전자블록의 각 위치에 끼운다.

3. Cds(①), 멜로디IC(②)를 각각 전자블록에 끼운다.

4. R3 저항 100㏀~120㏀(③), R1 저항 1㏀~1.2㏀(④)를 각각 전자블록에 끼운다.

5. 트랜지스터(⑤,⑥)를 전자블록에 끼운다.

6. R2 저항 10㏀~12㏀(⑦)를 전자블록에 끼운다.

7. 스위치(⑧)를 전자블록에 끼운다.

8. 스피커(⑨)를 스피커 블록 안에 넣어 ‘딸깍’ 소리가 나도록 끼운 후 회로 바닥판에 끼운다.

9. 건전지 홀더블록(⑩)을 회로바닥판에 끼우고 그 사이에 전지 홀더(1.5V×2)를 끼운다.

저항은 전류 흐름을 조절해 주며, 트랜지스터는 전기 신호를 크게 증폭시키는 역할을 하기에 잘못 끼워져 있거나 없으면 소리가 불분명하게 들린다. 올바른 원리로 끼워 맞추어 보니 멜로디 회로가 밝은 빛에 잘 작동했다.

[ cds의 원리 복습 ]

* cds에서 빛이 감지 될 때 ─ 전류 흐름 ─ 소리가 울림

* cds에서 빛이 감지 안될 때 ─ 전류 차단 ─ 소리가 울리지 않음

이렇게 cds의 원리를 깨닫고 보니, 이 원리를 이용한 생활 속 아이디어가 떠오른다.

1. 태양열 발전기의 전기 변환기를 낮에는 가동시키고 밤에는 꺼두고 싶을 때이다.

2. 농작물을 기를 때 빛이 강한 낮에는 즐거운 음악과 동시에 수분 공급이 되는 것이다.

3. 방의 불이 켜져 있지만 문이 닫혀 있어 알 수 없을 때에 빛과 소리(cds ─ 발광 다이오드 또는 멜로디IC)로 알려준다.

4. 위급한 상황에서 도움을 요청할 때도 좋겠다.

남윤성 기자 (성남신기초등학교 / 6학년)

곽채원 한양초등학교 / 6학년 2012-03-16 17:30:36 | cds의 역할에 대해서 자세히 알게 되어 감사합니다. 제가 과학을 못해서... 조용우 부산감천초등학교 / 5학년 2012-03-16 21:19:37 | cds가 어떻게 생겼는지 궁금하네요~ 빛을 감지한다는 것이 신기해요!! 잘보고 갑니다! 추천~ 곽사라 오산초등학교 / 5학년 2012-03-16 22:28:23 | cds를 활용한 다양한 제품 그리고 회로제작소개 까지 정말 멋진 기사네요. 좋은 정보 감사드리고 추천하고 갑니다. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-16 22:42:27 | 곽채원 기자님, 감사드립니다. 저도 과학을 조금씩 알아가려고 탐구중입니다^^ 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-16 22:47:38 | 조용우 기자님, cds는 작은 원기둥 모양아래에 전압선이 나란히 2개로 연결되어 있답니다. 감사합니다. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-16 22:49:17 | 곽사라 기자님, 좋은 평을 해 주셔서 감사합니다. 저 역시 곽기자님의 유익한 기사를 꾸준히 기대하겠습니다. 위청비 순천북초등학교 / 6학년 2012-03-17 20:01:35 | 남윤성 기자님의 기사로 cds에 대해 알게 되었어요.^^ cds를 활용한 다양한 제품도 소개해 주셔서 더 유익한 기사였어요. 추천 꾹~ 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-17 22:23:07 | 위청비 기자님, 감사합니다. 이런 제품을 만들면 어떨까? 이런 생각을 합니다.cds를 이용해서 편리하고 안전한 제품을 만들수 있도록 많은 원리 탐구를 해야겠어요^^ 정은교 서울창도초등학교 / 5학년 2012-03-21 22:05:00 | 남윤성 기자님 정말 멋진 아이디어네요. 남윤성 기자님 꼭 만드시길 바랍니다.^^ 김서연 양영초등학교 / 4학년 2012-03-21 22:46:31 | cds 에 대해 새롭게 알게 되었네요.좋은 정보 감사합니다. 김동훈 서울흑석초등학교 / 5학년 2012-03-22 13:47:59 | 저도. 한번 만들어 봐야 겠습니다. 좋은 정보 감사합니다. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-23 22:10:47 | 정은교 기자님, 그렇게 말해주니 감사합니다. 계속 발명을 하면서 또 새로운 생각을 시도해 보면서 도전해 보고 싶어요^^ 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-23 22:12:19 | 김서연 기자님, 감사합니다. 다음에도 새로운 정보를 드릴 수 있도록 노력하겠습니다^^ 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-23 22:15:00 | 김동훈 기자님, 감사합니다. 집에서 수집할 수 있는 재료로 조금씩 만들어 보면 재미 있답니다. 만드시면 김기자님의 작품도 보여주세요^^ 윤상일 서울논현초등학교 / 5학년 2012-03-28 19:56:48 | 무척 복잡해보이지만 완성하면 뿌듯하겠어요~ 전인혜 대구대청초등학교 / 5학년 2012-03-28 22:10:54 | 저도 한 번 만들어 보고 싶어요. 그런데 재료 구하기가 어려울 것 같아요. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-28 23:12:22 | 윤상일 기자님, 감사합니다. 완성된 작품을 들어보다가 또 다른 색투명지를 씌워서 얼마만큼 소리의 진동이 다른지 관찰하고 있는 중입니다. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-03-28 23:14:25 | 전인혜 기자님, 반갑습니다. 혹시 기회가 된다면 만들어 보시길 추천합니다. 즐거운 학교생활 하시길 바랍니다. 감사합니다. 류나정 서울을지초등학교 / 5학년 2012-04-05 22:48:42 | 제가 듣기에는 좀 어려운 것같아요. 그래도 좋은 정보 감사합니다. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-04-09 17:50:33 | 류나정 기자님, 반갑습니다. 원리 설명을 조금 더 재미있게 할 수 있도록 꾸준히 노력하겠습니다. 좋은 정보라고 해 주시니 미래의 휼륭한 과학자가 될 수 있다는 용기와 도전, 열정이 저절로 솟는 것 같습니다. 감사드립니다^^ 김지훈 신장초등학교 / 5학년 2012-04-09 22:01:44 | 저도 브레드보드 대회에 곧 나가서 열심히 연구중인데 마침 부품중에 cds가 나와서 이게 뭐지...? 하고 있었는데 이 기사로 잘 알게 되었습니다^^ 앞으로도 좋은 기사를 써주세요! 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-04-10 18:16:34 | 김지훈 기자님, 반갑습니다. 곧 브레드보드 대회가 열린다고 하셨는데, 혹시 과학대회 말씀이신가요? 좋은 결과 기대하겠습니다. 전자쪽도 무척 관심가는 분야입니다. 최규원 서울금동초등학교 / 5학년 2012-04-24 09:38:30 | 남윤성 기자님의 과학적 사랑이 대단한 것 같아요. 너무 멋지네요^^