아두이노 디지털 신호 출력 | LED

1. 아날로그 신호와 디지털 신호

아날로그 신호와 디지털 신호

   아날로그 신호는 시간에 따라 연속적인 값을 갖는 반면, 디지털 신호는 0과 1만이 존재하고 그 사이 신호는 존재하지 않아 불연속인 값을 갖는다. 우리가 일상에서 관찰하는 모든 물리 현상은 아날로그 신호로 표현할 수 있지만, 이를 측정하는 과정에서 디지털 신호로 변환하여 받아들인다. 우리가 눈으로 보고 관찰하는 모든 물리 현상은 아날로그 신호이지만, 우리가 측정하여 보는 결과는 모두 디지털 신호인 셈이다.

 

2. 디지털 신호 출력

아두이노 하드웨어 디지털 신호 출력

   아두이노 플랫폼을 통해 디지털 신호를 구현할 수 있다. 아두이노 소프트웨어에서 디지털 신호를 출력할 핀을 설정하고 함수를 작성하여 아두이노 하드웨어에 업로드하면, 앞서 설정한 핀을 통해 디지털 신호를 출력할 수 있다. 이때 출력되는 디지털 신호의 전압값은 아두이노 하드웨어의 사양에 따라 다른데, 아두이노 우노의 경우 디지털 신호 1은 전압 5V에 해당하고, 디지털 신호 0은 전압 0V에 해당한다. 

 

3. LED

LED

   발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 전압이 인가되었을 때 빛을 내는 소자이다. LED는 극성이 있는 두 개의 단자를 가지 있는데, 다리가 긴 쪽이 양극 단자, 짧은 쪽이 음극 단자이다. 양극 단자에서 음극 단자로만 전류가 흐르며, LED 정격 전압과 정격 전류를 맞춰주기 위해 저항과 직렬로 연결하여 사용한다. LED의 정격 전압은 일반적으로 색상에 따라 다르며, 색상에 따라 저항도 다르게 연결해주어야 한다. LED의 색상에 따른 정격 전압과 전원 5V 사용 시 직렬 연결할 저항의 저항값을 정리하면 아래 표와 같다.

 

색상	정격 전압	정격 전류	직렬 연결할 저항의 저항값
빨강	1.8V	20mA 이하	160Ω 이상
노랑	2.0V	20mA 이하	150Ω 이상
초록	3.0V	20mA 이하	100Ω 이상

 

4. 예제

4.1. 회로 구성

 

LED 회로 구성

5AR3PD00

1/2W 1% Axial Resistor 221F (220Ω)

 

4.2. 프로그램 작성

void setup()
{
  pinMode(8, OUTPUT); // 디지털 8번 핀을 출력(OUTPUT) 모드로 설정  
}

void loop()
{
  digitalWrite(8, HIGH); // 디지털 8번 핀에 디지털 신호 HIGH 출력
  delay(1000); // 1000 ms 대기
  digitalWrite(8, LOW); // 디지털 8번 핀에 디지털 신호 LOW 출력
  delay(500); // 500 ms 대기
}

 

 

 

 

 

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아두이노 아날로그 신호 출력: PWM

 

 

 

 

 

참고문헌

- 최훈. (2022). 팅커캐드 & 아두이노. 길벗캠퍼스.