Arduino 001 – LED 불 켜기와 옴의 법칙

Arduino 001 – LED 불 켜기와 옴의 법칙

준비물 : 아두이노 보드, 브레드보드, LED, 저항(330Ω), 점프선

 

이 예제는 단순하게 LED에 불을 켜는 과정을 설명하기 위한 것입니다. 아두이노 보드를 컴퓨터와 연결하면 아두이노 보드에 전원이 공급되면서 보드에서 LED와 저항에 전류를 공급하여 LED에 불이 들어오게 됩니다. 저항 없이 연결을 할 경우에도 불은 들어오지만 불빛이 굉장히 밝고 오래지 않아 LED는 타서 꺼지고 맙니다. 보통 많이 사용하는 빨강, 초록, 노랑, 주황색 LED는 2V전후의 전압을 걸어주어야 하는데 아두이노 보드에서 5V의 전압을 걸어주기 때문에 LED가 타고 마는 것이다. 그래서 330Ω의 저항을 LED와 직렬로 연결해 준 것입니다. 그럼 330Ω은 어떻게 결정하게 된 것일까?

 

보통 빨간색 LED는 2V전압에 10mA정도의 전류를 흘려주면 안정적으로 불이 켜지게 됩니다. 위의 회로에서 LED에 2V의 전압이 걸리고 저항에 3V가 걸리게 해주면 됩니다. 구하고자 하는 저항의 값을 이라고 할 때 이 저항에도 10mA의 전류가 흘러야만 합니다. 따라서 옴의 법칙에 의해 다음과 같이 저항값을 구할 수 있습니다.

대략 300Ω정도의 저항을 사용하면 안정적으로 LED에 불이 켜지게 할 수 있다는 뜻입니다. 그러나 실제 계산 결과에 딱 맞는 저항값을 갖는 저항이 있다고 할 수 없습니다. 그 경우에는 가장 가까운 값의 저항을 사용합니다. LED를 5V에 연결할 때 가장 많이 사용하는 저항에 330Ω의 저항입니다.

만일 고휘도 LED를 사용하게 될 때는 저항을 다른 값의 것을 사용해야 합니다. 보통 흰색이나 파란 색의 고휘도 LED가 3.6V의 전압에 10mA의 전류가 흐를 때 가장 안정적으로 불이 들어온다고 가정할 때 저항에는 1.4V의 전압이 걸려면서 10mA의 전류가 흘러야 하므로 이 때의 저항은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

구해진 저항값에 가장 가까운 저항을 사용하면 되는데 보통은 150Ω의 저항을 가장 많이 사용하고 있습니다.

우리가 보통 구입하는 LED에는 몇 V에 몇 A의 전류가 흘러야 하는지 표시가 되어 있지 않습니다. 전자부품 구입처에서 LED를 구입할 때는 LED가 담겨 있는 봉투에 꼭 정격전압과 전류를 유성펜으로 적어 놓아 적절한 저항을 사용할 수 있도록 준비를 해 놓는 것이 좋습니다.

추가로 하나 더!

LED의 방향을 바꿔 끼우면 어떻게 될까요? LED의 방향을 바꾸면 전류가 흐르지 못해 LED에 불이 켜지지 않습니다. 거꾸로 전류가 흐르는 것을 막는 기능을 수행하는 것입니다. 보통 LED의 다리가 긴 것을 (+)극 쪽에, 다리가 짧은 것을 (-)극에 연결해 줘야 정상적으로 불이 켜지게 됩니다.

 

 

[새길]