리모컨에 대한 토막상식

안녕하세요?

리모컨..... 영어로는 remote control이라고도 하는 물건은 TV를 비롯해서 많은 전자 기기에서 사용이 되고 있는데, 이 리모컨에 대해서 숨겨진 과학원리가 2017년 Newton 8월호에 있는 기사에 싣려 있었습니다. 기사를 읽어보니, 가지가지로 재미있고 유용한 내용이 많다고 생각이 되어서, 이번 포스팅에서 관련이 되어 있는 내용에 대해서 다루고자 합니다. 먼저 리모컨에 크게 2종류가 있다는 사실부터 언급하면서 시작합니다.

혹시 리모콘의 앞쪽을 보면 조그맣고 둥근 전구같은 것이 달린 경우가 있습니다. 이 둥근 전구의 정체가 바로 LED로, 적외선을 발사해서 TV와 같은 가전제품을 작동시키는 것 입니다. 만약 LED가 없다면? 그 경우에는 '전파'를 이용하는 리모컨으로, 적외선을 이용하는 리모컨과는 아래에 정리된 표처럼 비슷하면서도 차이가 확실하게 있다고 할 수 있습니다.

먼저 적외선 리모컨에 촛점을 맞ㅇ추어서, 어떤 원리로 리모컨의 버튼을 누르면 적외선으로 신호가 발생하는 것일까요? 이 과정은 전적으로 리모컨안에 들어가 있는 반도체에 의해서 일어나는 일이라고 합니다. 먼저 리모컨에는 다들 아시다시피 '건전지'가 들어가는데, 버튼을 누르면 리모컨 안에 들어가 있는 반도체에 '전기 신호'가 가게되고, 반도체에서는 그 신호를 받아서 LED를 정해진 패턴으로 소위 '깜빡'거리게 만들게 됩니다.

위 그림에서 묘사된 것처럼, 건전지가 언제나 '전류'를 공급하고 있으므로, 리모콘 위에 있는 버튼을 누를 때 마다 '반도체'에 '전기신호'를 보내게 됩니다. 만약 버튼이 '3'이라는 숫자를 눌러서 발생한 신호라면, 반도체는 이에 맞추어서 LED 적외선 램프에 '0'과 '1'로 On/OFF의 신호를 보내게 될 것입니다. 아래의 그림은 적외선 LED 램프가 깜빡거리는 것이 어떻게 신호가 되는지를 보여줍니다.

예시는 예시지만, 간단하게 설명을 하면, LED 적외선 램프가 1초간 켜지고 1초간 꺼지면 이 2초간의 간격을 '0'이라고 지정하고, 1초간 LED 적외선 램프가 켜지고 2초간 꺼지면, 이를 '1'이라고 지정합니다. 물론 실제로는 이렇게 단순하지는 않겠지만, 이렇게 '0'과 '1'을 조합할 수 있으면 이른바 기계를 작동시킬 수 있는 '기계어'가 됩니다.

여기서 의문이 드실 것이, 그럼 가전제품은 어떻게 작동을 하느냐? 하는 의문이 드실 겁니다. 리모컨과는 반대로 '적외선 감지기'가 적외선 신호를 받으면, 이를 전기신호로 전자기기 안에 있는 '반도체'에 보냅니다. 당연히 반도체는 '감지기'가 보내온 전기 신호를 기계어로 읽고서 그대로 TV같으면 채널을 바꾸고, 소리를 줄이거나 키우고 심지어는 전원을 켜거나 끌 수 있습니다.

여기서 '대기전력'이라는 개념이 나오게 되는데, 전자기기는 전원-주전원이 나가서 꺼져있는 것처럼 보이지만, 수광장치라고 해야 할까요? 리모컨에서 쏘아진 적외선을 감지하는 장치엔느 언제나 전류가 흐르고 있다고 합니다. 따라서 콘센트를 뽑지 않는 이상 리모콘의 신호를 언제나 받을 준비를 하기위해 소비하는 전력이 있는데, 이 전력을 '대기전력'이라고 부르고 있다고 합니다.

만약에 자연계의 전외선과 혼선이 되면 어떻게 하느냐 하는 의문이 드실지도 모르겠는데, 리모컨의 적외선은 자연계에 존재하는 적외선과는 달리 '1초당 3만 8000회'점멸을 한다고 합니다. 저도 Newton에 나와있는 기사만 가지고서는 정확한 내용을 알 수는 없었지만, 이런 1초당 3만 8000회 점멸이 자연적으로 가능한 것이 아니기 때문에 TV와 같은 전자기기가 자연에서 오는 적외선과 혼선이 되지 않는 것으로 보입니다.

전파로 전자기기를 제어하는 리모컨에 대해서는 Newton지의 기사에서는 자세히 나와있지 않았느나, 아마 무전기의 송수신 방법과 유사하지 않을까 하는 생각이 듭니다. 이 역시 전자기기와 리모컨의 전파의 진동수-주파수가 맞으면 서로간에 신호를 주고 받거나, 라디오 방송을 청취할 때 처럼 반도체가 전파신호를 '기계어'로 바꾸어 주고, 이를 토대로 기기를 작동시키는 것이 아닐까 합니다.

마지막으로 리모컨이 잘 작동되지 않다가 두드리면 잘되는 경우가 있는데, 이 경우는 리모컨보다 '건전지'에 문제가 있는 것이라고 합니다. 우선 건전지가 오래되면 전지의 표면이 산화되어 '피막'같은 것이 생기기 때문에 '전류'가 잘 안흐르게 됩니다. 그런데 두드려 주게 되면 일시적으로 전류의 흐름이 일시적으로 나아지는 것으로 리모컨이 작동을 하게 된다고 합니다.