아두이노/전자 기초 이론 2016.12.20 10:03 |
아두이노 처음에 하면 LED를 켤 때 반드시 저항을 같이 연결하라고 합니다.
왜일까요?
1. 여기 달린 이 저항은 대체 왜 달며?
2. 그 값은 어떤 근거로 정해졌나?
이거 궁금하지 않습니까?
저는 궁금했습니다.
하지만 그 보다 더 궁금한 것이 많았기 때문에 일단 제쳐 놓고 딴 것 부터 열심히 했습니다.
이제 아두이노로 할 수 있는 것은 어느 정도 해 보니 좀 더 근본적 이론,
기초적인 문제가 궁금해졌습니다.
남이 만들어 놓은 회로만 따라하는 게 아니고
제가 생각한 회로를 독자적으로 만들려면
반드시 저 저항값이 어떻게 정해지는지를 알아야만 했으니까요.
대략 220에서 330옴 사이의 저항을 연결하라는대 그 근거는 뭘까요?
지금부터 쓰는 글은
(원문링크)
여기서 참고 했습니다.
아주 상세하고도 친절히 잘 설명해 놓으셨지만,
사람마다 이해하는 방식이 다르듯이
제가 이해하기에는 한 눈에 쏙 들어오질 않았습니다.
그래서 일단 저의 이해를 돕기 위해 제 방식대로 정리를 하려고 합니다.
일단 정리를 하면 이런 겁니다.
1. LED에 저항은 왜 다는가?
아두이노 디지탈 핀에서는 5V(볼트)에 40mA(미리 암페어) 까지의 전기가 나옵니다.
그런대 만일 LED가 그 보다 낮은 용량이라면?
LED가 타버리거나 합선이 되면 아두이노가 고장나거나.... 뭐 그럴 가능성이 있겠죠?
그래서 알맞는 저항을 달아서 그런 사고를 막으려는 것이죠.
설명은 이런 겁니다.
위의 그림에서 저항 두개가 쓰였습니다.
그 저항 두개의 값이 동일하다면, 전체 100의 전압을 반으로 나눠 준다는 겁니다.
저항 두개를 써서 전압을 원하는 비율로 나누면
파란 수직선 부분에서 원하는 전압의 전기를 끌어 쓸 수 있다는 겁니다.
그렇다면 다음 그림에서 ?에 들어갈 숫자는 얼마일까요?
답은 2겠죠?
이게 바로 핵심입니다.
저항이 직렬로 연결 되어 있을 때 각 저항의 크기의 비율만큼 전압을 나눠 쓴다.
만일 저항이 한개 밖에 없으면 전기를 혼자 다 먹지만,
저항이 많으면 공평하게 자기 크기 만큼 나눠 먹는다.
왜냐?
그건 모르겠습니다.
어쨌든 저항의 세계에서는 분배의 정의가 확립되어 있는 것 같아서 부러울 따름입니다.
그러면 윗 글의 저자가 예로 든 문제를 제 방식으로 풀어 보겠습니다.
문제는 이겁니다.
나는 24V를 넣고, 5V를 꺼내 쓰고 싶은대
저 그림에서 a,b,c는 각각 얼마냐?
답은
이겁니다.
그런대 여기서 전류A 문제가 나옵니다.
전류도 줄여 주고 싶다는 거죠.
전류를 줄여 주려면
이런 식으로 뒤에 0을 계속 붙여 주라는 거죠.
0을 한개 붙일 때 마다 1A가 0.1A가 되고,0.01A가 되고 하는 식으로 전류가 줄어든다는 겁니다.
그럼 LED에 220~330옴의 저항을 달아야 한다는 숫자는 어떻게 나왔냐고요?
그건 아직도 모르겠습니다.
좀 더 공부를 해 봐야지.^^
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
혹시 이런 걸까요?
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행님.. led 스펙을 보면 허용 전압과 전류가 있습니다. 그걸 맞추기 위해 저항을 사용하는거고
옴의공식으로 저항값( r = v / i ) 을 계산하는건데, 어려운가요.?
그림은 첫번째가 맞습니다.
^__^
아... 알려 주셔서 감사합니다.
저도 짐작은 했지만....
짐작은 짐작일 뿐.... 꾸벅
진짜 감사합니다.^^
그러니까 LED도 전기를 잡아먹는 저항으로 간주하고 계산한다는 거죠?
넹.. 그리고 led 스펙을 알기 힘드니까.
470옴 짜리 저항을 쓰면,대부분의 led 스펙 안에 듭니다. 약간 어둡게 보이긴 하지만요..
^__^
아~ 그렇군요.^^
좋은 거 하나 또 배웠네요.
요즘 취업도 어렵구 공무원준비할 경제적 지웜이나 머리가 안되기도 하고 전기분야가 앞으로 전망이 있고 기술 익히면 밥은 굶지 않는다는 말을 듣고 전기기능사 자격증 딴후 전기쪽 노가다 일을 하면서 돈 모아서 폴리텍대학 전기과 가서 상급자격을 딸 계획이 어떻겠냐는 말을 듣고여. 혹시 이쪽 분야나 전기관련일에 잘 아시면 현실적인 얘기 부탁드립니다. 앞날을 좀 긍정적이고 희망을 좀 갖져도 될지요? 치킨집배달하는 친구도 요즘 AI 때뮨에 쉬고 있다는데 너무 부정적인 얘기만 해서여. 살아가는데 팔수적인 실용적 지식이나 지혜를 좀 알려주세여
요즘은 사람일 이라는 게 운이 100%라는 생각이 듭니다.
세상에 태어난 사람 중에 살기 위해 노력 안 하는 사람도 있을까요?
있다면, 모든 노력을 해 본 뒤에 지쳐서 포기한 사람이겠죠?
(기본적으로 모든 사람이 노력을 하고 있는 상태라면 성공과 실패를 결정짓는 핵심 요소는 행운이 될 수 밖에 없습니다.)
저도 거의 반백수로 매일 블로그질이나 하는 주제에 님께 알려드릴 지혜가 있을리는 없지만,
그냥, 남들이 '뭐 하면 좋다더라~~ '하는 거 말고,
님이 '죽어도 하고싶은 것'을 찾는 게 좋지 않을까요?
예를 들어서 누가
'너 김태희랑 결혼 할래? 아니면 이거 할래?'
라고 물을 때
조금도 주저없이
" 저는 김태희랑 결혼 하는 것 보다 이게 10000000000000000000배 좋아요."
라고 할 수 있는 것을 찾으세요.
만에 하나 돈을 잘 못 벌어도 그 걸 하는 동안만은 행복할테니까 그리 큰 손해는 아닐 겁니다.
저 에게는 그게 바로 '아두이노, 외국어 공부, 경제공부' 입니다.
낼 모래 나이 50 되는 저도
제가 이런 것을 좋아한다는 사실을 최근에야 깨달았습니다.
내가 뭘 좋아하는지를 찾아내는 게 쉬운 일이 아닙니다.
그걸 알아내려면 이것 저것 해 볼 수 있는 시간적 여유와 경제적 여유가 있어야하는대
일단 당장 먹고 살아야 하니까요.
아! 그리고 뭐든지 사람이 몰리면 임금 단가가 떨어집니다.
요즘 또 전기쪽 공학쪽으로 사람이 몰리는 분위기던대.....
희소성의 원칙은 만고불변입니다.
다이야몬드가 길거리에 발에 채이면 그걸 누가 돈 주고 사겠어요?
성경에도 '좁은 길로 가라. 좁은 길에는 사람이 적다' 고 했습니다.
이 말은 직업 진로를 선택 할 때에도 참고할만한 말인 것 같습니다.
짱님, 제가 알고 있는 것을 간단히 정리하였습니다.
LED는 P-N 접합 반도체 (발광 다이오드)이며, LED 양단에서 발생하는 전압 강하 (저항이 아님, 저항은 0)는 정해져 있습니다.
전압강하가 0.7V 정도이며 (정확한 것은 부품 제조사 datasheet에), 5V IO 출력을 사용 시 전류를 계산하는 방법을 예로 들면,
1) 저항이 없을 경우: I = V/R = (5V-0.7V) / 0옴 = 4.3V/0옴 = 무한대 전류
-->즉, IO가 출력할수 있는 전류만큼 출력하며, 전류가 매우 높을 경우 전기 에너지가 모두 열 에너지화 되면서 타버림
2) 저항이 200옴 경우: I = V/R = (5V-0.7V) / 200옴 = 4.3V/200옴 = 21.5mA
3) 원하는 전류로 저항 계산 방법: R = V/I = (5V-0.7V) / I = 4.3V/I
--> 전류 10mA로 하려면 저항 R = 4.3V/10mA = 430옴
4) LED를 2개 직렬로 연결하고 저항이 1개이고 100옴인 경우
: I = V/R = (5V - 0.7V - 0.7V) / 100옴 = 3.6V / 100옴 = 36mA
LED 전류는 보통 10mA 정도로 하면 되며, 전류를 높이면 전류 대비 빛 양의 효율이 떨어지고 나머지 에너지는 열로 변환 됩니다.
보통 전류가 많이 흐를 경우 탄다는 것은 결국은 열이 많이 발생에서 화학적인 반응으로..
전류가 낮더라도 전압이 높아서 망가지는 경우는 트레시홀드 이상 넘어가서 차단을 못해서 손상이 발생하는 것입니다.
오옴의 법칙과 LED (다이오드) 전압 강하만 이해하면 간단히 계산 됩니다.^^
실제 멀티미티로 찍어보면 정확히 계산대로 됩니다. (열 영향으로 인한 특성 변화를 감안하면)
전기회로는 이론이 확률적으로 딱 들어 맞는다고 생각합니다. 왜냐하면 엄청 많은 수량의 전자가 확률적으로 움직이고, 모수가 많아서 잘 들어맞는다고..
정말 감사합니다.
잊어버릴 때 마다 찾아 보고 참고하게 댓글을 지우지 말아주세요.
아두이노 재밌어요?
저는 외국어 공부를 좋아하고,
컴퓨터를 좋아하고,
전자부품을 보면 여자들이 다이야몬드 반지를 보고 정신을 잃는 것 처럼 정신을 잃습니다.
그리고 손으로 만지작 거리고 뭘 만드는 것도 잘 합니다.
이 모든 것을 한꺼번에 모아놓은 것이 아두이노입니다.
저온의 진공(우주)에다 열에너지를 가하면 열에너지가 유지될까요 아님 열에너지가 빨리 사라질까요?
^^ 글쎄요... 아주 어려운 질문이군요.
제가 그걸 대답할 수 있을까요?
할 수 있다면 한 10년 정도 골똘히 생각해 봐야할 것 같습니다.
고양이 영상은 무슨 기기로 올리시죠?요즘 유튜브같은걸 올리는1인 미디어 시대인대 dslr 카메라를 사야 할지 새로 니콘에서 30만원대 키미션 액션캠이 나왔더군요. 실용적이고 가성비에는 액션캠이 유리해보이는데 선택이 어럽내요
친구에게 얻은 중고 스마트폰 입니다.
그냥 카메라로 쓰고 있습니다.
그게.... 뭐더라....
팬텍이라고 망한 회사에서 마지막으로 만든 거....
중고가도 10만원 정도 밖에 안 하는 듯...
막 쓰기 좋네요^^
아두이노 배워 볼려하는데 뭐가 필요할까요?
일단 아두이노 관련 책 중에 그림이 많고 설명이 쉽게 되어있는 책을 골라야겠죠?
무엇보다도,
'나는 아두이노로 이런 것을 만들어보고싶다.' 는 것이 있으면 훨씬 공부가 잘 됩니다.
중간에 어려워도 포기도 안되고요.
저는 주로 용산에 가서 관련 부품을 삽니다.
교통이 그쪽이 더 편리해서요.