프로젝트에서 저항기를 사용하는 방법

저항은 futi… 전압을 전류로 나눈 값입니다.

제작자 툴킷에는 필수 제작자 도구의 핵심 항목이 포함되어 있습니다. 없이는 어떤 일도 할 수 없는 도구입니다. 브레드보드, 납땜 인두, LED도 중요하지만 저항기는 프로젝트에 의존하는 작은 구성 요소입니다.

Raspberry Pi, Raspberry Pi Pico 또는 Arduino 등 어떤 보드를 선택하든 LED를 보호하고 전압을 분배하며 회로에 정확한 값을 제공하려면 저항기가 필요합니다. 하지만 그 기능은 무엇이며, 왜 필요하며, 올바른 값을 갖고 있는지 어떻게 확인할 수 있습니까? 이를 위해서는 약간의 계산을 수행하고 몇 가지 데이터시트를 참조해야 합니다.

이 참고 자료에서는 저항기가 무엇인지, 어떤 역할을 하는지 설명하고 다음 프로젝트에 적합한 저항기를 선택하는 방법을 알려드립니다.

저항기는 회로에 전기 저항을 발생시키는 구성 요소입니다. 일반적으로 회로의 전류 흐름을 줄이는 데 사용됩니다. 예를 들어 LED와 함께 사용하면 LED가 너무 많은 전류를 소비하는 것을 방지합니다.

저항이 없는 LED는 매우 빨리 소진됩니다. 저항기는 회로의 전압을 줄이는 유용한 회로인 전압 전위 분배기를 만드는 데에도 사용할 수 있습니다. 모든 제조업체에는 키트에 일부 저항기가 있습니다. 밴돌리어 스트립으로 제공되며 단일 팩 또는 수천 개로 구입할 수 있습니다.

저항의 가장 기본적인 용도는 구성 요소가 너무 많은 전류를 소비하는 것을 방지하는 것입니다. LED(발광 다이오드)를 예로 들어 보겠습니다. LED는 한 방향으로 전류를 흐르게 하고 작동할 때 소량의 빛을 생성하도록 설계되었습니다. LED에 원하는 만큼의 전류를 공급하면 LED가 밝게 빛나지만 곧 소진됩니다. 어떤 경우에는 한 번에 너무 많은 전류를 공급하여 LED가 "팝"하고 죽게 만들 수 있습니다.

정확한 저항 값을 결정하기 위해 다음 계산을 사용할 수 있습니다.

R은 저항 값, Vs는 공급 전압, Vf는 순방향 전압(부품에 필요한 양), If는 순방향 전류입니다.

이것을 실천해 봅시다. 5V 전원에 파란색 LED가 연결되어 있습니다. LED의 순방향 전압은 3.2V이고 필요한 전류는 약 10mA입니다. 그래서 계산은 이렇습니다.

이는 R 값이 180Ω임을 의미합니다. 표준 저항기 시리즈에서는 이 정확한 값을 사용하거나 대신 150Ω 또는 220Ω 저항기를 선택할 수 있습니다. 기본 작업의 경우 정확한 값이 필수는 아니지만 전문/산업용 또는 고정밀 장치용 회로를 설계할 때는 정확한 값을 사용해야 합니다. 정확한 값은 구성요소 데이터시트나 선택한 매장의 제품 페이지에서 확인할 수 있습니다.

대부분의 취미생활자/제작자 애플리케이션의 경우 우리가 가지고 있는 가장 가까운 값을 선택할 수 있습니다. 우리는 종종 LED에 220/330Ω 저항기를 선호합니다.

저항을 사용하여 GPIO 핀을 풀업하거나 풀다운할 수도 있습니다. 풀업 저항은 전압 공급 장치를 핀에 연결하여 핀을 높이 끌어올립니다. 풀다운 저항은 핀을 GND로 끌어내립니다. 우리는 DHT22 온도 센서와 함께 10K Ohm 저항을 사용하여 3.3V 전원을 사용하여 데이터 핀을 높게 끌어 올렸습니다.

저항은 한 레벨에서 다른 레벨로 전압을 낮추는 데에도 사용할 수 있습니다. 이를 전압 분배기라고 하며 일반적으로 전위차계에서 전압을 변경하는 데 사용됩니다.

전압 분배기를 생성하려면 이 방정식을 사용해야 합니다.

Vout은 우리가 원하는 전압입니다.

Vin은 입력 전압입니다.

R1은 첫 번째 저항의 값입니다.

R2는 두 번째 저항의 값입니다.

따라서 전압 분배기의 경우 5V 입력 전압을 약 3.3V로 변환하려고 합니다. 이 프로세스는 HC-SR04와 같은 구성 요소의 논리 전압을 변경해야 할 때 일반적으로 사용됩니다. HC-SR04 초음파 거리 센서는 원래 5V 로직을 사용했기 때문에 소리가 물체에 반사될 때 활성화되는 에코 핀이 GPIO에 5V를 보냅니다.

Arduino의 경우 괜찮습니다. Raspberry Pi의 경우 핀이나 Pi가 손상될 수 있습니다. 우리는 전압 분배기를 생성하기 위해 R1 1K Ohm 저항기(상단)와 R2 2.2K Ohm 저항기(하단)라는 두 개의 저항기를 사용하고 있습니다. R1과 R2의 다리는 브레드보드의 같은 줄에 들어갑니다. R1에는 5V를 공급하고 R2에는 GND에 연결합니다. R1과 R2의 레그가 만나는 곳은 출력 전압이며, 이는 3.3V GPIO의 허용 오차 내에 있는 3.4375V여야 합니다.