출력(LED) & 입력(스위치버튼) 회로 구성

1. LED 출력 (전압차 생김 = 1, 안생김 = 0)

• LED는 Light Emitted Diode의 약자 발광하는 다이오드(NP or PN)을 의미한다.
• 회로의 구성에 따라 다음과 같은 두가지 구성이 가능하다
• .삼각형과 화살표 기호는 발광다이오드(LED), R은 저항, 입력은 5V이다.

 

1) Sink Type (전류가 컨트롤러로 들어감)

• LED를 이용하여 출력장치를 전류의 싱크(sink)로 이용하는 회로를 만들 수 있다. (부논리)
• 입력(5V), 출력(0V)이면 5V만큼의 차이가 생긴 것(V=IR)으로 전류 I가 흘렀다는 것이다 (ON)
• 입력(5V), 출력(5V)이면 0V만큼의 차이가 생긴 것(V=IR)으로 전류 I가 흐르지 않았다는 것이다. (OFF)
• 이렇게 출력되면, 해당 전류는 마이크로 컨트롤러가 빨아들인다. 이런 회로를 Sink타입이라고 한다.
• 일반적으로 LED회로는 출력이 부논리인 Sink Type 회로를 자주 사용하는 편이다

 

2) Source Type (전류가 컨트롤러에서 나감)

• LED를 이용하여 출력장치를 전류의 소스(Source)로 이용하는 회로도 만들 수 있다 (정논리)
• GND 0V, 출력0V이면, 전압차이가 없기 때문에 전류가 흐르지 않았다는 것이다. (ON)
• GND 0V, 출력5V이면, 전압차이가 생겼고, V=IR로 전류가 흘렀다는 것이다. (OFF)
• 전류가 마이크로프로세서로부터 방출되어 GND로 빠진다. 이런 회로를 Source타입이라고 한다.

 

2. LED의 밝기

• 굉장히 유명한 공식 V=IR을 이용하여 LED에 흐르는 전류를 계산할 수 있다. (밝기는 전류와 비례)
• 다이오드를 통과하면 1.5~8V의 전압 강하가 일어난다. 때문에 I = (5-1.5) / R의 공식을 이용할 수 있다.
• R(저항)은 보통 330 옴을 사용하는데, 그럴 경우 I = 3.5 / 330W이기 때문에 약 10mA의 전류가 흐르게 된다

 

3. 스위치 입력 (Switch)

• 스위치 입력은 버튼 같은 것을 눌렀을 때, 컨트롤러가 그 입력을 알아차리고 LED를 키고 끄거나
• 어떠한 작업을 수행할 수 있도록 해주기 위해 설계하는 대표적인 입력 장치이다 (버튼 1개)
• 일반적으로 스위치를 이렇게 설계하면 될 것같지만, 이렇게 설계하면 왼쪽에선 5V가 읽히지만, 
• 오른쪽의 경우는 랜덤한 값이 들어오게 된다. 이를 값이 떴다(Floating)라고 한다. (정전기, 노이즈 등)

 

4. 저항 연결 (풀업 / 풀다운)

• 제대로 설계하려면 위와 같이 저항을 넣어서 방식으로 설계해야한다.
• 풀업저항은 말그대로 스위치가 열렸을 때 값을 1로 올린다는 것이고 
• 풀다운저항은 말 그대로 스위치가 열렸을 때 값을 0으로 내린다는 뜻이다.
• 풀업저항은 VCC근처에 연결하며, 풀다운저항은 GND근처에 연결한다. 
• 이전처럼 값이 뜨지 않고 값이 GND로 전부 빠지게 설계해서 0으로 만들수 있다.

 

4. Reference

마이크로 프로세서 및 실습 Ⅰ