LED를 사용할 때 왜 저항을 사용해야 하나요?
몇 Ω 의 저항을 사용하는 것이 적당한가요?
아두이노에서 digitalWrite 로 HIGH 를 출력하면 5V의 전압이 출력됩니다.
(https://www.arduino.cc/en/Reference/digitalWrite)
전자부품의 사양이 적힌 문서를 Datasheet 라고 합니다.
LED의 Datasheet를 보면...
(각 부품의 제조사마다 사양이 다르기 때문에 해당 부품의 제조사에서 제공되는 문서를 참조해야 합니다.)
순방향 전류 (Foward Current) 값이 100 mA 로 표시되어 있습니다.
"이 부품을 사용하시려면 100 mA 의 전류가 흐르도록 해주세요" 라는 뜻이 됩니다.
전자부품은 각각 동작 범위가 정해져 있고 이를 벗어나면 동작하지 않거나 고장나 버립니다.
그래서 LED에 적당한 저항을 붙여 동작 환경을 범위 수치 내에 들어가도록 조정해주는 것입니다.
전자부품은 각각 동작 범위가 정해져 있고 이를 벗어나면 동작하지 않거나 고장나 버립니다.
그래서 LED에 적당한 저항을 붙여 동작 환경을 범위 수치 내에 들어가도록 조정해주는 것입니다.
옴의 법칙 (Ohm's Law)
독일의 물리학자 게오르그 시몬 옴(Georg Simon Ohm) 의 이름을 딴 전기 법칙입니다.
전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례 한다.
전압이 크면 전류도 커지고, 저항이 커지면 전류는 작아진다는 뜻입니다.
수식으로는
이렇게 됩니다.
이렇게 됩니다.LED에 사용할 저항값 계산
그럼 수식을 알았으니 LED에 사용할 저항값 R을 계산해 보겠습니다.
I = V / R 이니까 R을 구하려면 R = V / I 가 됩니다.
V = 5v 이고 , I = 100mA = 0.1A 니까
R = V / I = 5 / 0.1 = 50 Ω 이 됩니다.
결론 : 50 Ω 정도 되는 저항을 사용해서 LED 를 사용하면 되겠습니다.
이 결과는 위 데이터 시트에 따라 계산한 결과 입니다.
LED의 종류와 그에 맞는 데이터시트의 수치에 따라 값이 달라질 수 있습니다.
한걸음 더 들어가기
위 데이터 시트에 보면 Foward Current - Peak Pulse 라고 된 항목이 있습니다
이 값은 순간적으로 전류가 높아져서 Peak 가 1 A 까지 되는 경우는 견딜 수 있다는 뜻입니다.
그러니까 그 이상이 되면 고장나서 못쓰게 된다는 것을 알려주고 있습니다.
1A 가 되는 R 값은 V / I = 5 / 1 = 5, 즉 5 Ω 이 됩니다.
아무리 저항값을 줄인다 해도 5 Ω 보다 낮추면 LED가 고장나버리게 될 것입니다.
물론 저 값은 Peak 의 순간 전류를 뜻하는 것이기 때문에 그 전에 고장나 버릴 겁니다.