2022-05-05 Arduino_7

디지털 신호

 

자료, 데이터를 표현할 때 최소 단위의 이산적인 수리를 사용.

• 데이터가 특정 값으로 표현
• 자료의 변형 없이 저장, 복제, 삭제, 편집 등이 가능
• 디지털 신호의 형태는 시간에 따라 신호의 그기가 특정한 값을 나타내는 막대그래프로 표현 가능

 

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아날로그 신호

 

자료, 데이터를 연속적인 물리량으로 표현

• 자연에서 발생되는 신호
• 신호가 끊어짐이 없는 연속적인 형태
• 아날로그 신호를 일정한 주기로 샘플링하여 디지털로 변환 가능

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아두이노 신호

• 디지털 입출력 : 핀 0 ~ 13번
• 아날로그 입력 : 핀 A0 ~ A5
• 아날로그 출력 : ~3, ~5, ~6, ~9, ~10, ~11번 (PWM, pulse width modulation 방식)

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LED (Light Emitting Diode)

 

P형 N형 반도체 접합을 하는 다이오드에 순방향으로 전압을 가했을 때 빛을 발생하는 반도체 부품.

 

발광 다이오드라고도 함.

 

방출하는 빛의 색깔은 크리스털 도핑의 양과 종류에 따라 조절할 수 있다.

 

수명은 반영구적이고 발열도 적음. 전력 효율이 뛰어나다.

 

 

Flat spot (납작한 부분)이 향하는 곳이 (-) 극이고 다리가 짧다. 접지 GND에 연결된다.

 

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전류 전압 저항

 

LED의 데이터 시트나 매뉴얼을 통해서 공급 전압, LED 전압, 공급 전류 등을 알 필요가 있다.

 

5mm 적색 LED의 데이터 시트를 보면, LED 전압은 약 1.8~22V이고, 전류는 20m이다.

 

회로 부품들의 정보는 데이터 시트를 확인하면 알 수 있다.

 

옴의 법칙 (Ohm’s law) : 저항에 걸려있는 전압 값은 저항에 흐르는 전류에 비례한다.

 

나름대로 이해해보면...

 

전원은 전압(V)이라는 특성을 갖는다.

 

전원을 제외한 회로 부품(전선, 전구 등)은 저항(R)이라는 특성을 가진다.

 

전자회로에 전원이 연결된다면...

 

전자회로의 저항과 전원의 전압에 의해서 전류가 결정된다. → I = V / R

(전류는 전원에서 나온 전자들의 양과 관련 있기에 전원의 수명과 연관 있다.)

 

이를 바탕으로 전류 전압 저항의 관계에 대하여 이해하자면...

• 저항이 강한 구간일수록 같은 전류량이 흐를 때 더 많은 전압을 받는다. (저항의 정의)
• 전원의 전압을 저항의 크기와 비례하여 회로 부품끼리 나눠 받는다.
• 저항에 걸려있는 전압 값은 저항에 흐르는 전류에 비례한다.(옴의 법칙)
  • 저항은 그대로인데 걸리는 전류가 증가한다 = 회로 전체의 전압이 증가 = 단일 부품에 부하되는 전압 증가
• 전원의 전압을 알고 부품의 저항을 알면 추가적인 저항소자를 통해서 적절한 전압, 전류로 조절할 수 있다.

 

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브레드 보드(Bread Board, 빵판)

 

전자 회로의 임시적인 시제품을 만드는 데 사용하고 재사용할 수 있는 무납땜 장치.

 

센서나 관련 전자회로를 고정시켜 주는 보드.

 

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저항 읽기

 

단위 : 옴 Ω

 

1Ω는 1V 전압으로 1A의 전류가 흐를 때의 저항

 

 

둘 10kΩ을 가지는 저항이다.

 

마지막 색상은 오차 값의 범위를 지정한다.

 

마지막에서 두 번째 색상은 10의 지수값을 나타낸다.

 

나머지는 순서대로 10진수 숫자다.

 

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아두이노 시리얼(직렬) 통신

 

UART 통신 : Universal Asychronous Receiver Transmitter 범용 비동기 송수신기

 

비동기 통신이기 때문에 통신속도(Baud rate)을 설정해 통신

 

 

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Tact Switch

 

귀엽고 깜찍한 스위치

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풀업 풀다운 저항

 

[아두이노 필수 이론] 플로팅 현상과 풀업 저항, 풀다운 저항

[아두이노 필수 이론] 플로팅 현상과 풀업 저항, 풀다운 저항

귬 : 네이버 블로그

[전자회로] 플로팅, 풀 업, 풀 다운(Floating, Pull-Up, Pull-Down)

코딩하는 수학쌤 - 파이썬, 아두이노, AI 등 : 네이버 블로그

[아두이노 3강-2] 스위치의 올바른 사용 : 플로팅 현상, 풀업, 풀다운 스위치

적극적 참고!

플로팅 현상

 

아두이노에서 사용하는 디지털 신호는 1(=5V, HIGH)과 0 (=0V, LOW)이다.

 

아래의 회로를 보자.

 

 

스위치가 연결되지 않으면 전류가 흐르는지 흐르지 않는지 알 수 없는 상태가 된다.

 

회로가 플로팅 되면 해당 단자에 High가 인가되고 있는지 Low가 인가되고 있는지 알 수 없다.

 

주변의 자기장 등 전기에너지에 영향을 받아서 부정 전압으로 인한 오작동이 발생할 수 있다.

 

또 노이즈와 정전기에 취약하여 IC가 오동작할 수가 있다.

 

High와 Low의 명확한 구분을 해주어 이러한 플로팅 현상을 방지하기 위한 방법으로 풀 업, 풀 다운 저항이 있다.

 

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풀업 저항

 

평소에는 전류가 흐르고 스위치를 누르면 전류를 차단할 때 사용.

 

전위차 : 5V → PIN→ GND

 

스위치	설명
OFF	저항에 의해서 적절히 조절된 전류가 5V에서 핀으로 흐른다. → HIGH
ON	5V에서 GND로 흐르고 핀의 약한 유도전류도 GND로 흐른다. → LOW

 

저항이 없으면 5V와 핀 사이에 저항이 없어서 과전류가 흐른다. 보드가 죽을 수 있음.

 

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풀다운 저항

 

 

평소에는 전류가 흐르지 않고 스위치를 누르면 전류가 흐르게 하고 싶을 때 사용.

 

전위차 : 5V → PIN → GND

 

스위치	설명
OFF	핀의 미세한 유도전류마저 GND로 흐른다. → LOW
ON	5V에서 시작된 전류가 저항을 피해서 핀으로 더 많이 흐른다. → HIGH

 

저항이 없으면 스위치를 눌렀을 때 전류가 GND로 흐른다.

 

그러면 핀의 상태가 LOW + 5V와 GND 사이에 저항이 없어 과전류가 흐르게 된다.

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정리

 

 

전위차를 이용한 설명이 이해하기 쉽다. 참고!

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[아두이노 3강-2] 스위치의 올바른 사용 : 플로팅 현상, 풀업, 풀다운 스위치

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