전자회로 기초 (2) 옴의 법칙과 LED 저항 값 계산하기

옴의 법칙과 LED 저항 값 계산하기

옴의 법칙

1. I=V/R 전류를 구하는 공식

2. V=IR 전압을 구하는 공식

3. R=V/I 저항을 구하는 공식

LED 사용하기

LED 기초

1. 긴 다리에 + 짧은 다리에 -를 연결해야 한다.

2. LED에 직접 배터리를 연결하여 불이 들어오는지 확인하면 너무 큰 전류가 흘러 그 흐르는 힘을 견디지 못해 LED가 망가진다.

3. 파란색과 흰색 LED는 다른 색상보다 약간 비싸다.

4. LED에 건전지를 연결하려면 반드시 저항을 연결해 전류 흐름을 방해하여 적은 전류가 흐르도록 해야 한다.

5. LED는 오랜지만 30mA이고 나머지는 20mA가 일반적이다. 최대 전류는 모두 50mA이다. 정확한 것은 데이터시트를 참고한다.

6. LED는 빨강, 오랜지, 노랑, 연두, 초록, 하늘색, 군청색, 보라, 흰색이 있다. 물론 RGB를 함께 표현하는 LED가 있다.

7. LED 전압은 최소와 최대가 있는데 빨강, 연두는 최소1.8V 최대 2.3V 이며 해당 범위안에서 사용해야 망가지지 않는다. 모든 색의 데이터시트는 https://opentutorials.org/module/779/7087를 참고한다.

 

저항의 기초

1. 모양이 크면 저항 값도 크다.

2. 작은 저항은 컬러로 표시한다.

3. 큰 저항은 숫자로 표시한다.

4. 저항 한 개에 여러개의 LED는 연결하지 말아야 한다. LED 1개에는 저항 1개를 연결해야 한다. 

5, 저항은 LED +(긴쪽)에 담땜해야 한다.

옴의 법칙 연습

예를 들어 전압 5V를 가지고 빨간색 LED 1개를 켜려면? LED 데이터시트 20mA, 전압범위 1.8V~2.3V를 아래와 같이 계산한다.

 R=V/I 저항을 구하는 공식

저항값 = (입력전압 -  LED를 켜기 위한 최소전압 )/전류

5V(입력전압)- 1.8V(최소전압)/0.02A(최소전류 )

(5-1.8=3.2)/0.02

3.2/0.02=160옴 : 실제는 동일제품이 없을 수 있어 더 큰 근사치 저항을 사용함.

단위의 기초

1A=1000mA / 20mA를 A로 계산하면 20/1000=0.02A

옴의 법칙을 적용한 LED 직렬 연결 저항 값 계산 예시

예를 들어 전압 5V를 가지고 빨간색 LED 2개를 직렬로 연결해서 켜려면?

(5-(1.8x2))/0.02

(5-3.6)/0.02

1.4/0.02=70옴 : 실제는 동일제품이 없을 수 있어 더 큰 근사치 저항을 사용함.

참고

1. https://opentutorials.org/module/779/7087

2. https://goo.gl/z2r8W7

3. https://goo.gl/Cj5MYb

4. http://zecca.tistory.com/113

저항값 계산 마무리

빨간색 : LED 데이터시트 20mA, 전압범위 1.8V~2.3V 입력전압 : 5V 사용

병렬 연결 계산

저항값=(전원전압-LED최소전압)/LED최소전류

예) 빨간색 LED 2개를 사용하려면?

• 저항값= (5-1.8)/0.02
• 160옴

* 함정 : 병렬은 동일 사양의 LED를 사용하고 10개를 사용한다 해도 10개의 저항 값은 모두 같다.

병렬을 사용해야 여러 개 LED중 몇 개가 망가져도 나머지가 작동한다.

* 한 개의 저항에 여러 개의 LED를 병렬로 사용하지 않는다.

직렬 연결 계산

• 저항값=(전원전압-LED최소전압*수량)/LED최소전류
• 저항값=(5-(1.8x2))/0.02
• 20옴

전압 12V LED 최소전류 0.02A 최소전압 2V 조건에서 6개를 연결하면?

• 저항값=(전원전압-LED최소전압*수량)/LED최소전류
• 저항값=(12-(2x6))/0.02
• 0옴 (입력전압과 LED전압 6개를 합치면 동일함으로 5개 이하를 사용해야 함)

재계산

• 저항값=(12-(2x5))/0.02
• 100옴

참고

1. 저항 컬러코드 보는 법 : http://hodorii.blogspot.com/2012/06/456.html

2. 4밴드 5밴드 컬러선택으로 저항값 찾기 https://goo.gl/SePPdR

3. 정확한 LED 저항계산기 http://ledcalculator.net/

4. LED저항 계산하고 생산되는 저항을 컬러로 추천 http://ledcalc.com/

5. LED저항과 다이오드를 추가할 때 계산기 https://whoisit.tistory.com/414