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아두이노 전자부품 살펴보기

아두이노를 사용하기 전에 자주 사용하는 전자부품인 엘이디(LED), 저항, 그리고 브레드보드의 간단한 사용방법에 대해 알아보겠습니다.

 

엘이디(LED)

엘이디(LED)는 조명에서부터 미디어 아트에 이르기까지 다양한 곳에 사용되고 있는 반도체 제품입니다. 아두이노를 비롯하여 많은 제품에 엘이디를 사용하는 이유가 있습니다.

 

  • 첫째 다루기가 매우 편리합니다.
  • 둘째 잘 고장 나지 않습니다.
  • 셋째 값이 무척 저렴합니다.
  • 넷째 에너지 소모가 매우 적습니다.

 

아두이노를 비롯하여 많은 제품에반도체인 LED는 극성이 있습니다. +극과 _극이 있어 극성에 맞게 연결해 주어야 한다. 리드선이 긴 쪽이 +극이고 짧은 쪽이 _극입니다. 여기서는 일반 LED는 2V, 20㎃에서 작동하도록 만들어진 LED를 사용합니다.

LED

 

아두이노 보드로 엘이디를 켜거나 끄는 컨트롤을 할 때 서로를 직접 연결하면 안 됩니다. 그 이유는 아두이노 보드에서는 5볼트(V)가 나오고 책에서 사용하는 엘이디는 2볼트에서 켜지도록 만들어진 제품이기 때문이다.

 

어떻게 하면 될까요? 바로 저항을 사용하면 됩니다. 저항은 전자부품에 과도한 전압이 흘러 들어가지 못하도록 하여 부품을 보호해 주는 역할을 한다.

 

상황을 [그림 2-11]에 나타내었습니다. 건전지 배터리에서 아두이노 보드처럼 5볼트(V)가 나오고, 전압이 2볼트(V) 전류가 20밀리암페어(㎃) 용량인 엘이디를 켜려고 합니다.

[그림 2-1] LED와 저항

 

이때 사용할 저항값 계산은 그 유명한 옴의 법칙인 전압=전류×저항을 사용 하면 됩니다. 우리는 저항값을 원하므로 저항=전압/전류입니다. [그림 2-11] 회로를 보면 배터리에서 나오는 5볼트 중에서 엘이디가 2볼트를 사용하기 때문에 저항에서는 3볼트를 처리하면 됩니다.


식에 숫자를 대입하면 저항=3볼트/20밀리암페어가 되어 계산하면 저항=3/(20/1000)=150이 됩니다. 밀리는 1000분의 1을 말하는 것이어서 20을 1000으로 나누어 준 것입니다. 저항의 단위는 법칙을 찾은 과학자의 이름을 따서 옴이라고 부릅니다. 저항은 값이 150옴 이상 되는 것을 사용하면 됩니다.

 

브레드보드(빵판)

브레드보드는 옛날에 과학자들이 빵을 만들 때 사용하는 나무 빵판에 못을 촘촘하게 박아 부품을 전선으로 연결한 전자회로를 만들어 사용하면서 유래되었습니다. 브레드보드는 번잡한 납땜을 하지 않고 부품을 쉽게 꽂아 사용할 수 있도록 만들어졌습니다. [그림 2-2]에 있는 브레드보드 표면을 보면 많은 구멍이 있습니다.

[그림 2-2] 브레드보드

 

위쪽과 아래쪽에 수평으로 파란색 선과 빨간색 선이 있습니다. 여기에 있는 구멍은 [그림 2-3]처럼 안에서 가로 방향으로 연결되어 있습니다. 일반적으로 빨간색 라인은 +극을, 파란색 라인은 -극을 연결합니다. 브레드보드 사용하면 쉽게 전기회로를 만들 수 있습니다.

[그림 2-3] 브레드보드(내부회로)

 

가운데 있는 수평 중앙 분리 홈을 중심으로 세로 방향인 열을 따라 구멍이 5개씩 있습니다. 홀은 [그림 2-3]처럼 수직 방향으로 5개씩 연결되어 있습니다. 이곳에 [그림 2-4]와 같이 부품을 꽂아 사용합니다.

[그림 2-4] 회로연결 예시

 

배터리에서 나오는 마이너스 극을 검은색 선을 사용하여 맨 위에 있는 가로 방향 쪽으로 에 연결하였습니다. 이번에는 같은 행에 있는 구멍에서 검은색 선으로, 가로 방향으로 연결된 구멍이 있는 곳에 연결하였습니다.

 

그곳에 저항의 한 쪽 끝을 연결하였습니다. 저항의 다른 쪽 끝은 엘이디의 마이너스 극에 연결하였습니다. 엘이디의 플러스 극은 빨간색 선으로 위쪽에 있는 배터리 플러스 극이 연결된 곳에 연결하였습니다.

 

저항과 멀티미터

저항 사용의 주목적은 회로에서 부품을 보호하는 것입니다.

저항

저항 값은 표면에 색상 코드 띠로 표시되어 있습니다. 검정색은 0, 갈색은 1, … 해서 총 10개의 다른 색상을 사용합니다.

 

  • 첫 번째와 두 번째 띠는 그냥 숫자로 읽고 세 번째 띠는 승수 값(10의 몇 제 곱 값인지)입니다.
  • 첫 번째와 두 번째 띠를 통해 나온 숫자에 세 번째 띠가 나타내는 10의 n제곱 값을 곱하면 됩니다.

 

저항의 띠가 5개일 때에는 4개인 경우와 같이 첫 번째와 두 번째 세번째 띠를 통해 나온 숫자에 네 번째 띠가 나타내는 10의 n제곱 값을 곱하면 됩니다. (다섯 번째 띠는 정밀도를 나타내는 띠입니다)

 

[그림 2-5]에 있는 저항 값을 알아볼까요? 갈색은 1이고, 빨간색은 2이다. 따라서 22×101 = 220Ω입니다. 네 번째 있는 띠는 저항의 정밀도를 나타내고 금색이면 +/_ 5%입니다.

[그림 2-5] 저항 색상 코드

 

점퍼케이블

점퍼 케이블은 브레드보드에서 부품과 부품을 연결할 때, 그리고 아두이노 핀과 브레드보드에 있는 부품을 연결할 수 있도록 하는 전선입니다. 꼭 필요한 부품이고 [그림 2-7]처럼 띠 형태로 되어 있습니다. 한 가닥씩 분리하여 사용할 수 있습니다.

[그림 2-7] 점퍼 케이블

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