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<div style='display: inline'> <h1 style='font-family: Malgun Gothic, Consolas; font-size: 20pt; color: #006699; text-align: center; font-weight: bold'>입력 전압에 따른 LED의 전압/저항 변화</h1> <p> 아래의 테스트를 하면서,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > PC에 연결해 동작하는 자신만의 USB 장치 만들어 보기 ; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11606'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11606</a> </pre> <br /> LED가 없어 쓸데없이 고생을 했는데요, 이를 만회하기 위해 아예 다음과 같은 LED를 10개씩 구매해 버렸습니다. ^^<br /> <br /> <img width='200px' alt='led.jpg' src='/SysWebRes/bbs/led.jpg' /><br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 아두이노 LED 5mm 흰색 (AS0023) ; <a target='tab' href='http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000023'>http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000023</a> 제조사: 애니벤더 원산지: 중국 사양: VF 3.0 ~ 3.2V IV 10000 ~ 12000mcd WD 6000 ~ 8000K 5파이 크기: 넓이 5mm x 높이 36.5mm </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 아두이노 LED 5mm 노란색 (AS0275) ; <a target='tab' href='http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000275'>http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000275</a> 제조사: 애니벤더 원산지: 중국 사양: 동작전압(Operating Voltage) 2.2 ~ 2.4V 사용전류(Using Current): 20mA 미만 크기: 넓이 5mm x 높이 36.5mm </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 아두이노 LED 5mm 빨간색 (AS0094) ; <a target='tab' href='http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000094'>http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000094</a> 제조사: 애니벤더 원산지: 중국 사양: 동작전압(Operating Voltage) 1.6 ~ 2V 사용전류(Using Current): 20mA 미만 크기: 넓이 5mm x 높이 36.5mm </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 아두이노 LED 5mm 녹색 (AS0276) ; <a target='tab' href='http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000276'>http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000276</a> 제조사: 애니벤더 원산지: 중국 사양: 동작전압(Operating Voltage) 2.2 ~ 2.4V 사용전류(Using Current): 20mA 미만 크기: 넓이 5mm x 높이 36.5mm </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 아두이노 LED 5mm 흰색 (AS0023) ; <a target='tab' href='http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000023'>http://arduinostory.com/goods/goods_view.php?goodsNo=1000000023</a> 제조사: 애니벤더 원산지: 중국 사양: 동작전압(Operating Voltage) 2.2 ~ 2.4V 사용전류(Using Current): 20mA 미만 크기: 넓이 5mm x 높이 36.5mm </pre> <br /> LED마다 동작 전압이 다르기까지 하는군요. ^^ 이번 테스트에서는 녹색으로 했고, 따라서 사양은 다음과 같습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 동작전압(Operating Voltage) 2.2 ~ 2.4V 사용전류(Using Current): 20mA 미만 </pre> <br /> 그런데 지난번 LED 테스트 때도 그랬지만,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 아두이노 레오나르도 R3 호환 보드의 3.3v 핀의 LED 전압/전류 테스트 ; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11643'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11643</a> </pre> <br /> 측정 결과만 놓고 보면, LED는 회로에 부여된 전압에 따라 소비 전압이 바뀝니다. (그에 따라 저항도 달라집니다.) 어떤 식으로 달라지는지 이참에 값으로 기록을 남겨 볼 텐데, 이를 위해 9V를 시작으로 전압 분배하는 방법을 사용해 보겠습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 가변저항으로 분압 ; <a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11650'>http://www.sysnet.pe.kr/2/0/11650</a> </pre> <br /> 1KΩ 저항과 LED, 가변 저항을 연결한 테스트 회로는 다음과 같고,<br /> <br /> <img alt='led_resistor_by_volt_1.png' src='/SysWebRes/bbs/led_resistor_by_volt_1.png' /><br /> <br /> 측정 결과는 아래의 목록에 정리했습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > [측정값] 분배 전압: 9.09V 전류: 6.49mA LED 전압: 2.743V 978Ω 저항 전압: 6.35V (총 전압: 9.093V) [계산 값] LED: 약 2.743V = R * 6.49mA, R = 422.6502Ω 978Ω: 약 6.34722V = 978 * 6.49mA (총 저항: 422 + 978 = 약 1,400.6502Ω) </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 가변 저항 크기: 4.46KΩ [측정값] 분배 전압: 3.638V 전류: 1.24mA LED 전압: 2.418V 978Ω 저항 전압: 1.220V (총 전압: 3.638V) [계산 값] LED: 약 2.418V = R * 1.24mA, R = 1,950Ω 978Ω: 약 1.21272V = 978 * 1.24mA (총 저항: 1,950 + 978 = 2,928Ω) </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > [측정값] 분배 전압: 3.264V 전류: 0.90mA LED 전압: 2.372V 978Ω 저항 전압: 0.890V (총 전압: 3.262V) [계산 값] LED: 약 2.372V = R * 0.90mA, R = 2,635.5555Ω 978Ω: 약 0.8802V = 978 * 0.90mA (총 저항: 2,635 + 978 = 약 3,613Ω) </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > [측정값] 분배 전압: 2.866V 전류: 0.55mA LED 전압: 2.312V 978Ω 저항 전압: 0.508V (총 전압: 2.82V) [계산 값] LED: 약 2.312V = R * 0.55mA, R = 4,203.6363Ω 978Ω: 약 0.5379V = 978 * 0.55mA (총 저항: 4,203 + 978 = 약 5,190Ω) </pre> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > [측정값] 분배 전압: 2.494V 전류: 0.25mA LED 전압: 2.234V 978Ω 저항 전압: 0.265V (총 전압: 2.499V) [계산 값] LED: 약 2.234V = R * 0.25mA, R = 8,936Ω 978Ω: 약 0.24675V = 978 * 0.25mA (총 저항: 8,936 + 978 = 9,914Ω) </pre> <br /> 당연한 결과이긴 한데, 대충 봐도 전압이 낮아질수록 LED는 자신의 운영 전압인 2.2V ~ 2.4V를 가능한 소비하므로 그에 따라 저항이 커지는 효과를 갖습니다.<br /> <br /> (<a target='tab' href='http://www.sysnet.pe.kr/bbs/DownloadAttachment.aspx?fid=1339&boardid=331301885'>첨부 파일은 이 글의 그림에 사용한 fzz 원본 파일</a>입니다.)<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > 발광 소자 - LED와 같이 전기적 에너지를 광 에너지로 변환, 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등 발광 다이오드 - 반도체 p-n 접합에 순방향 바이어스를 인가하여 빛을 방출, 화합물 반도체에 속함(반도체의 종류 - 단원소, 화합물, 유기물) 리드가 짧은 쪽 또는 평탄한 면이 있는 곳이 음극(Cathode) n층의 전자와 p층의 정공이 결합하면서 높은 에너지 준위에서 낮게 떨어지고, 그 준위차 만큼의 빛 에너지 발생 에너지 차이가 크면 보라색 계통의 단파장 빛, 작으면 붉은색 계통의 장파장 빛 방출(가시광선, 적외선, 자외선) Continuous Forward Current I<sub>F</sub>(max): 연속적으로 인가할 수 있는 최대 전류, 규정된 I<sub>F</sub>(max) 이상의 전류가 흐르지 않도록 주의 Forward Voltage V<sub>F</sub>(typ): LED에 인가할 수 있는 순방향 최대 전압 Maximum reverse voltage V<sub>R</sub>(max): Breakdown 방지를 위하여 허용할 수 있는 최대 역전압 Luminous intensity: 주어진 전류에서의 빛의 세기(광도), 단위: mcd 일반적으로 1.5 ~ 2.5V 정도의 전압이 필요하고 10 ~ 5mA 정도의 전류가 흐름(자세한 것은 제조사의 datasheet 참조) 예를 들어, V<sub>F</sub> 2V, I<sub>F</sub> 10mA의 경우 5V 전압을 인가하게 되면, 3V 만큼의 부하를 가져갈 저항을 연결 R = (3V / 10mA) = 300옴, 따라서 가장 인접한 Standard E12 계열 저항값으로 330옴의 저항을 직렬 연결 7-Segment: a ~ g까지의 7개의 직사각형 LED와 소숫점 표시를 위한 도트 포인터, LED의 어느 곳을 공통 단자(Common)로 하느냐에 따라 Anode 타입과 Cathode 타입이 있음 수광 소자 - 포토 다이오드와 같이 광 에너지를 전기적 에너지로 변환, 포토 트랜지스터, 포토 다이오드, 태양전지, Cds셀(광도전 셀) 등 일반적으로 PIN 광다이오드, 어밸런치 광다이오드(Avalanche PD)가 수신부에 사용 광전효과 - 금속 표면에 특정 진동수보다 큰 진동수의 빛을 비추었을 때 금속에서 전자가 튀어나오는 현상으로, 이때 튀어나오는 전자를 광전자라고 함 * 광기전력 효과 - 광자 에너지를 흡수하여 반도체의 PN 접합이나 반도체와 금속의 접합면에 전위차를 발생시키는 효과로 입사광의 강도에 따라 증가, 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 태양 전지 등에 사용 * 광도전 효과 - 빛을 비추었을 때 내부의 전기 전도도가 커지는 효과로 물질의 전기 저항이 변화, Cds셀 등으로 사용 * 포토 다이오드 - 어두운 곳에서는 순방향 전압을 가하더라도 전류가 흐르지 않고 빛이 있을 때만 순방향 전류가 흐르는 특성 (전압의 크기는 빛의 강도에 비례) - 포토 다이오드는 발광 다이오드와 유사하게 생겼지만 반대의 기능 - PIN 다이오드, 쇼트키 다이오드, 애벌런치 다이오드 * 포토 트랜지스터 - 일반적으로 전기적 구조는 NPN 또는 PNP 타입, 증폭 효과로 인해 포토 다이오드에 비해 민감 - 베이스 단자가 부탁된 구조도 있음, 포토 달링턴의 경우 출력 전류가 커 릴레이를 직접 구동 가능 광복합 소자 - 포토 커플러와 같이 발광 소자와 수광 소자를 하나의 패키지에 절연 상태로 수용, 서로 다른 회로 간의 신호 교환 등의 목적으로 사용, 포토 커플러, 포토 인터럽트 등 - 전압이 서로 다른 회로 간의 신호 교환을 목적으로 사용 * 포토 커플러 - 포토 인터럽트와는 달리 빛이 통과하지 못하는 흑색 수지로 패키징해 외부광의 영향을 받지 않음 - 변성기나 전자 릴레이 대신에 소형/고신뢰성의 소자로 사용 * 포토 인터럽트 - 발광부와 수광부가 마주 보고 있어 그 사이에 물체가 들어가면 빛이 차단되어 수광부의 광전류가 차단되는 구조 - 비접촉으로 물체의 유무 및 위치 감지, 주로 회전체의 회전검출, 물체의 위치 검출에 사용 - 투과형 인터럽트 - 물체의 유무와 위치를 감시 - 반사형 포토 인터럽트 - 반사광을 수광 소자에서 검출하는 방식 </pre> </p><br /> <br /><hr /><span style='color: Maroon'>[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]</span> </div>
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