이번에는 헤드캡의 효용성 테스트를 진행해봤읍니다.
과연 그 돈 들여서 사용할만한 가치가 있는가 하는것입니다.
지금껏 무수히많은 전원보조장치들이 있었지만 이런장치들의 분석 실험에는 자료가 약한것이 우리의 현실이다보니 실험삼아서 몇가지 테스트를 해보았읍니다.
헤드캡이란무엇일까요.
한마디로 대용량 컨덴서입니다.
컨덴서는 두가지 용도의 전원보조장치로 사용되고있읍니다.
그 한가지는 아주커다란 용량을 사용해서 아주짧은 시간동안 순간최대치의 전력이 모자랄때 보충해주는 역할이 한가지이고 또 한가지는 전원의 필터링역할입니다.
이 두가지 역할이 동시에 이루어진다면 최상이겠고 그중에 한가지만이라도 효과가 있다면 사용할만한가치가 있을것이나 자동차의 배선구조상의 문제로 헤드유닛의 가까운곳에 아주커다란 용량의 컨덴서를 장착하기도 어렵고 크기도 커지며 가격문제도 있기때문에 용량도 적정하고 크기도 작으면서 헤드유닛에서 필요한정도 약 5 ~ 10A 정도의 에너지를 안정되게 공급할수있을 정도로 작게만들어서 사용하는것을 통칭하여 헤드캡이라고하는것인데 단순하게 컨덴서만 연결해서 두가지를 만족시키려면 적어도 5 ~ 10 F 정도의 초대형 용량이어야하고 가격도 비싸집니다.
그렇지만 여기에서 약간의 부품을 추가하면 다른효과를 노릴수도있읍니다.
자동차의 전원회로들과 헤드캡의 전원장치 중간에 다이오드를 추가해서 단일방향으로만 전기에너지가 공급이되게한다면 충전되면서 헤드유닛에 전기에너지를 공급하고 반대로는 전류가 흐르지못하게하여 자동차의 배선들과 연동해서 출렁거리는것을 조금이라도 예방할수가 있을것입니다.
어렇게 설계한것이 6dbaudio 의 헤드캡이론입니다.
위와 같이 만들어서 공간이 허용하는 여러개의 전해컨덴서를 병열로 연결하여 용량을 높여주다보니
1000uf/16v 가 15 개이고 100uf/16v 2개에 47uf 2개에 1uf/16v 2개 그리고 0.33uf/250v 1개와 0.1uf/50v 한개들 토탈 15700uf 정도의 크고작은 컨덴서가 연결되어졌읍니다.
그리고 500 mh 쵸크코일 한개와 10A 고속다이오드 두개를 병열로 연결해서 20A 다이오드를 만들어서 연결하였읍니다.
컨덴서의 용량이 적은지 큰지와 약간의 실험을 통해서 헤드캡의 효용성을 테스트해보았읍니다.
컨덴서만으로는 자동차의 전기장치와 연동이 되어서 자동차의 전기가 출렁거리면 헤드유닛에 공급되는 전기에너지도 출렁거릴수밖에 없고 용량이 적으면 전원회로에서 리플을제거하는 필터링역할밖에 할수가 없다는것이 결론이고
여기에 다이오드와 쵸크를 추가하였으므로 그 부분에 대해서도 확인해보려 함이었읍니다.
이 실험에는 헤드유닛한대와 2옴이나 4옴짜리 부하저항 그리고 전압전류가 가변되는 0~30V 0~10A 전원장치 한대와 2채널 오실로스코프한대면 충분합니다.
먼저 헤드유닛에 부하저항을 연결하고 전원정치를 연결한다음 헤드유닛을 플레이시켜놓고 전원장치의 전류제한 가변저항을 조절하여 소리가 크게나올때 피크치일부에서 전류오버표시장치 LED 에 불이 껌뻑일정도로 헤드유닛의 볼륨을 조절합니다.
위의 사진에서보면 CC 라고 표시되어있는 LED 가 전류제한 설정 표시장치입니다.
이렇게하면 전류제한기능이 설정이되어있으므로 설정치 이상이되면 저류가 공급이 제한이되고 LED 는 점등됩니다.
이상태는 자동차의 전기회로가 문제가 있어서 헤드유닛에 필요한 전기에너지를 원활하게 공급해주지 못하는 상태하고 같은 상황을 만들어주기 위함입니다.
그런다음 오실로스코프로 자동차의 전기와 헤드캡을 거친후의 전기라인에 연결하여 파형을 확인해본결과 아래의 그림과 같이 출력되었읍니다.
위의 사진에서 두줄로 나타난 파형이 두곳의 직류전압을 측정한 파형인데 위쪽이 헤드캡을 거치기전에의 파형이고 아랬쪽이 거친후의 파형입니다.
이 그림을 보면 헤드유닛에 공급되는 전기에너지가 모자라면 주변에 잡음들과 석여서 윗그림과 같이 노이즈가 섞여있는 파형이되고 헤드캡을 거지고 나면 필터링되어서 아래 그림과 같이 나타나는것을 눈으로 볼수가 있었읍니다.
이 실험은 자동차에서 헤드유닛에 공급되는 전기에너지가 모자라는 상황을 가정하에 만든것이므로 전기에너지의 공급이 원활하게 잘될때는 아래그림과 같이 모니터파형이 깨끗할것입니다.
그리고 다이오드를 추가한부분의 성능은 같은 상황을 만들어놓고 오실로스코프의 파형을 시간을 가지고 관측해보면 분명히 다르게 움직이는것을 볼수가 있을것입니다.
원래 예상되로라면 자동차의 전기에너지쪽이 많히 움직이고 헤드캡을 거치고난다음의 전기에너지가 적게 움직여야하는데 지금은 자동차의 전기에너지쪽의 변동이적고 헤드캡을 거치고난후의 전기에너지의 변동이 큰것을보면 분명 자동차의 전기라인과는 별도로 동작되고있다는것을 알수가 있었읍니다.
그러므로 이 장치는 헤드유닛의 전기에너지가 불안정할때는 할때는 효과를 보일것이나 컨덴서의 용량이 아주커야하고 정상일때는 효과가 나타나지않을 것이며 특히나 SPL 시스템에서는 전기를 많히소모하여 헤드유닛쪽의 전기공급이 자동차의 전기배선들과 연동이 되어서 크게출렁거리거나 원활하지않을때는 효과가 있을것입니다.