본문 바로가기

Semiconductor/스마트 Tip

[반이아빠의 장난감 속 반도체] 로보카 폴리, 오토폴리 디럭스 플레이 세트


새해가 되어 반이가 벌써 네 살이 되었어요. 예전에는 ‘미운 일곱 살’이라고 했는데, 요즘은 ‘미운 네 살’이라고 한다지요. 반이는 이제 말도 잘 안 듣고 말썽도 많이 피우는 개구쟁이가 되었답니다. 지난 크리스마스에는 개구쟁이 반이에게도 반가운 산타할아버지가 다녀가셨어요. 반이의 머리맡에 놓여 있던 큰 장난감은, 반이가 얼마 전부터 갖고 싶다고 노래를 부르던 오토폴리 디럭스 플레이 세트였답니다.


오토폴리 디럭스 플레이 세트(이하 오토폴리)는 아래 그림과 같이 오토폴리와 오토엠버, 그리고 브룸스 타운을 구현한 시청건물과 엘리베이터, 충전소, 광장, 신호등 게이트와 트랙 등으로 구성되어 있습니다.


▲ 오토폴리 디럭스 플레이 세트의 구성

사진출처 : http://www.academy.co.kr/


이 구성품 중 오토폴리와 오토엠버는 아래 그림과 같이 몇 가지 재미있는 동작을 하는데요, 약간의 힘을 주어 밀면 경광등에 불이 들어오면서 앞으로 계속 주행합니다. 이때 폴리 경찰봉을 달리고 있는 근처에 가져가서 버튼을 누르면, 마치 실제로 경찰이 단속하는 것처럼 오토친구들이 정지한답니다. 그리고 오토폴리와 오토엠버가 트랙을 달리다가 차 사이 거리가 가까워지면 뒤차가 자동으로 정지하고, 앞차가 출발하여 간격이 벌어지면 뒤차가 다시 출발합니다. 또한, 신호등 건물 근처에 갔을 때 신호등이 초록불이면 그대로 통과하지만, 노란불이나 빨간불이 켜지면 스스로 정지했다가 다시 초록불이 들어올 때 자동으로 출발합니다. 참 똑똑하지요? 이러한 동작들은 지난 호 [따라와! 폴리(바로가기)]에서 적외선 통신을 활용한 것으로 소개된 바 있습니다.


▲ 오토폴리의 동작

사진출처 : http://www.academy.co.kr/


이러한 동작은 아래 (‘유아들의 아이유’라고 불리며 선풍적인 인기를 끌고 있는 ‘캐리와 장난감 친구들’) 동영상에서 확인할 수 있습니다.


영상출처 : 유튜브(https://youtube.com/Sbd-lwfMctM)


이런 재미있는 기능을 가능하게 하는 것은 일단 오토친구들이 스스로 주행이 가능하기 때문인데요, 작은 체구임에도 오토친구들은 쉬지 않고 계속해서 달릴 수 있습니다. 반이는 ‘배터리, 태엽 = 밥’이란 개념을 갖고 있는데, 다른 장난감들에 흔히 넣어주던 1.5V 건전지를 넣지 않고도 달리는 오토친구들이 신기한가 봅니다.


“아빠, 오토폴리 어디로 밥 넣어줘요?”

“어~오토폴리는 이렇게 여기 충전소에 올려놓으면 돼.”

반이아빠는 오토폴리 충전소에 오토폴리와 엠버를 올려놓으며 말했습니다.

“왜요~?”

“어~그래야 전기로 된 밥을 먹을 수 있지. 그걸 충전이라고 하는 거야.”

“왜요~?”

“어~충전을 해야 힘이 생겨서 달릴 수 있거든.”

“왜요~?”

“브룸스 타운 친구들은 전기가 밥 같은 거여서 그래.”

“왜요~?”

“어~브룸스 타운 친구들은 전기자동차라서 그래.”

“왜요~?”

“아, 반아! 충전 다 됐다!”

오토친구들이 충전을 마친 덕분에 반이아빠는 가까스로 위기에서 탈출합니다.


▲ 오토폴리 충전소와 충전지


그간 반이의 장난감에 들어가던 건전지들은 보통 한번 쓰고 버리는 전지로서 1차 전지라고 합니다. 그에 반해 다시 충전해서 사용할 수 있는 전지를 2차 전지, 충전지라고 합니다.


충전지란 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 전지입니다. 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 rechargeable battery라는 명칭으로 쓰입니다. 충전지 종류로는 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 니켈 수소(Ni-MH), 리튬 이온(Li-ion), 리튬 폴리머(Li-polymer), 밀폐형 납산(Sealed Lead Acid) 등이 있습니다. 오토폴리는 이 중 완구류에 많이 사용되는 니켈 망간 충전지를 사용합니다.


위의 사진과 같이 오토폴리 내부를 살펴보니 정말 밥통처럼 생긴 연두색 충전지가 들어 있습니다. 자세히 살펴보니 80mAh라고 되어 있네요. 이것은 충전용량을 의미합니다. 쉽게 말해서 80mA의 전류를 1h, 즉 1시간 동안 사용할 정도의 용량이 되는 것입니다. 물론 더 많은 양의 전류를 소비하면 사용시간이 짧아지고, 반대로 적은 양의 전류를 사용한다면 사용시간은 늘어나게 되겠지요. 아래 사진은 반이아빠 스마트폰의 충전지입니다. 하단에 ,라고 표기된 것을 볼 수 있지요. 오토친구들의 충전지와는 용량 차이가 크게 나는군요. 충전지는 용량이 클수록 크기가 커질 수밖에 없는 구조적 특징이 있어서 제품을 만드는 제조사에서는 크기와 용량의 사이에서 적당한 절충선을 찾느라 늘 고심하고 있답니다.


▲ 반이아빠 스마트폰 충전지


충전지는 한 번 쓰고 버리는 건전지에 비해 경제적인 면이나 환경적인 면에서 모두 유리합니다. 건전지처럼 사이즈 표준인 AA, AAA, C, 9볼트 등의 규격을 따라 생산되는 것이 시중에서 판매되고 있으므로 구하기도 쉽습니다. 여러 번 충전할 수 있다는 것이 장점이지만 일반 건전지보다 더 비싸고 이러한 전지에 쓰이는 화학부나 금속의 독성이 더 강한 편입니다. 반면, 건전지는 환경에 영향을 주는 독성물질을 땅에 축적시키지 않는다고 합니다. 니켈 수소 충전지를 생산하는 일부 업체들은 이 전지를 최대 3,000번까지 다시 충전해 사용할 수 있다고 언급합니다.


▲ 충전지 종류의 특징

자료출처 : https://goo.gl/wQVmcg


로보카 폴리 친구들과의 만남은 아쉽지만 이번 호까지만 하기로 하고, 다음 호부터는 새로운 친구와 함께 찾아오겠습니다. 많이 기대해주세요~!


감수 / 기술연구소 연구1팀 정지영 팀장



WRITTEN BY 양원모

초등학교 때 꿈은 과학자가 아니면 야구선수였고 중학교 때 꿈은 작가였다. 고교에서는 전자과를, 대학에서는 문예창작학과를 졸업했다. 지금은 연구소 실험실에 근무하면서 주말에는 사회인야구를 하고 이제 사보에 기고하게 되었으니 어지간히 꿈을 이루고 사는 편이다.