1. 전류와 전압 2. 저항 3. LED 4. 브래드 보드 사용법 5. Fritzing 설치 6. Fritzing 사용하기 1. 기초 전기 전자 이론 1. 전류와 전압 2. 저항 3. LED 4. 브래드 보드 사용법 5. Fritzing 설치 6. Fritzing 사용하기

전기(electricity) 전하(electric charge)의 이동이나 상호작용에 의해 표현되는 양(+) 또는 음(-)의 형태의 에너지 같은 극성은 밀어 내고, 다른 극성은 당기는 힘 발생 전기는 번개의 경우와 같이 자연발생하기도 하고, 발전소에서 인위적으로 만들어 내기도 함 전하가 정지해 있는 정전기(static electricity)와 움직이는 전기, 즉 전류 (electric current)로 구분됨 전류는 자유전자가 인접한 원자를 따라 이동하는 중에 발생. 작은 힘으로도 자유전자가 잘 발생하는 물질을 도체라고 함

정전기(static electricity) 전하가 부도체(절연체)를 사이에 두고 정지해 있는 상태 극성이 다른 전하 사이에서 서로 끌어당기는 힘이 매우 커져서 평형을 이루려 움직이게 되면 공기나 유리같은 절연체를 사이에 두고도 전하가 이동, 빛 등으로 에너지 방출됨 번개가 대표적인 사례

전류(electric current) 회로(circuit): 전기가 지속적으로 흐르도록 연결된 경로 실제로 이동하는 것은 (-) 극성의 전하인 전자(electron)이나, 이와 반대 방향으로 (+) 전하가 이동하는 것을 전류(current)라 정의 전류는 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동함 전류 전류

전압, 전류, 저항 전압(voltage): 두 점에서 전하의 차이. 전하는 전기적 위치에너지로도 비유되는데, 전기적 위치에너지의 차이라는 의미로 전위차로 부르기도 함. V로 표기, 단위는 V(volt). 전류(current): 전하가 이동하는(흐르는) 속도. I로 표기, 단위는 A(ampere). 저항(resistance): 전류의 흐름을 방해하는 성질. R로 표기, 단위는 Ω(ohm). Ohm의 법칙  전류는 전위가 높은 곳(+)에서 낮은 곳(-)으로 흐르고 흐르는 전류의 양은 저항에 반비례한다 𝑉=𝐼∙𝑅

전위와 위치에너지, 중요한 것은 절대 크기가 아닌 차이! 물 = 전하(Charge) 압력 = 전압(Voltage) 시간당 흐르는 물 = 전류(Current) 1V = 1A ∙1Ω 1V = 0.5A ∙ 2Ω 0.5V = 0.5A ∙ 1Ω 1 V = 0.5A ∙ 2Ω 전위차가 같아도 저항이 크면 전류가 작다 저항이 작아도 전위차가 작으면 전류도 작다

회로도(schematic) http://www.falstad.com/circuit/ 참고 : https://www.youtube.com/watch?v=sQ9G2OL9ERo

직류(DC: direct current)와 교류(AC: alternating current) 한쪽 전위가 고정되게 높아 한 방향으로 전류 흐름 건전지 교류(AC: alternating current) 전위의 차이가 주기적으로 바뀌어 전류 방향도 바뀜 가정용 전원

아날로그(analog)와 디지털(digital) 회로 물리 량이 가질 수 있는 값이 무한개 자연의 소리, 자연의 색깔 수 등 디지털(digital) 물리 량이 가질 수 있는 값이 유한 개 ex) 시계에 표시되는 시는 12개, 분은 60개 개수가 정해져 있으면 0과 1의 조합으로 표현 가능 ex) [0 또는 1] 16자리를 조합하면 65,536개 색깔 표현 AD변환(ADC: analog to digital conversion) DA변환(DAC: digital to analog conversion)

1. 전류와 전압 전류 전압 전하들의 흐름 전위차가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 음의 전하가 많은 곳은 전위가 낮고 양의 전하가 많은 곳은 전위가 높다 전류의 흐름이 없다? 전위차가 없다? 전압 +극과 –극의 전위차를 가리켜서 전압이라고 한다.

2. 저항 저항 극성이 없고 전류의 흐름을 억제하는 기능을 가진 전자 부품 극성이 없으므로 양쪽 다리에 +극이나 –극을 사용하여도 된다는 뜻. 도선의 저항은 도선의 길이에 비례하고 단면적에 반비례 R(저항) = L(도선의 길이)/S(단면적) 저항의 단위: 옴(Ohm),  . 저항은 LED의 밝기를 조절하고 부품을 보호한다. 저항값이 커지면 LED로 들어가는 전류의 양이 적어져서 밝기가 어두워짐. LED 도 최대로 허용 가능한 전류가 있기 때문에 너무 많은 전류는 부품을 손상시킨다.

저항 읽기 저항표면에 색 띠로 숫자(0-9)를 실 저항 값으로 표시하며 자릿수는 3-5자리까지 표시하며(4,5자리→마지막 표시색은 오차 값이다) 3자리 → 270 (27*1=27Ω), 471(47*10=470Ω), 104(10*10,000=100KΩ) 4자리 →1500 (150*1=150Ω), 3302(330*100=33KΩ)

3. LED (Light Emitting Diode) 발광 다이오드, 빛을 내는 반도체. 기존의 전기 구동 발광체에 비해서 열을 적게 발생 열손실로 인한 에너지 낭비가 적다. 반 영구적인 수명 Anode: 긴 다리, VCC와 연결 Cathode: 짧은 다리, GND와 연결 극성이 있어서 맞지 않는 극성으로는 전류를 흘려보내지 않는다. LED는 항상 저항과 함께 사용한다.

4. 브래드 보드 사용법 브래드보드 부품들간의 연결을 점프케이블이라는 것을 이용하여 간편하게 연결하도록 도와주는 도구 브래드 보드 안쪽의 금속조각으로 인하여 부품들이 연결되고 이로써 회로를 구성할 수 있도록 되어 있다.

브래드보드 사용예 파란색라인과 붉은색 라인은 서로 연결되어있지 않다. 붉은색 라인은 서로 연결되어 있다. LED의 양극과 음극이 연결되는 배치는 하면 된다? 안된다~! 노란색 가로선은 모두 연결되어 있다 파란색선도 모두 연결되어 있다.

브래드보드 사용예

5. Fritzing 설치 Fritzing 다운로드 이미지 회로나 스키메틱, PCB 회로 등을 그리고 저장할 수 있는 프리웨어. 부품 리스트, 거버 파일 등을 출력까지 할 수 있는 등 굉장히 다재다능한 기능을 보유. 주 대상층이 전자관련 비전공자들이라 인터페이스가 직관성이 높고 사용법 또한 굉장히 쉽고 간단. 거기에다 아두이노, 스파크펀, 시드, 인텔 등등 다양한 보드를 지원. 다운로드 http://fritzing.org/

Windows용 다운로드 파일은 ZIP형태의 압축파일이므로 다운로드 후에 원하는 경로에 압축 해제 운영체제에 맞춰서 다운로드 Windows용 다운로드 파일은 ZIP형태의 압축파일이므로 다운로드 후에 원하는 경로에 압축 해제 (한글이 포함되지 않은 경로에 압축을 해제) C:\ OpenHW-USERS> 디렉토리 만들기 하위에 두개의 디렉토리 생성 Downloads 사용자 디렉토리 (예) 홍길동: Kildong C:\ OpenHW-USERS\Downloads> C:\ OpenHW-USERS\Kildong>

Fritzing 실행화면 새로운 스케치를 만든다

스케치를 만들어 봅시다 보라색영역 초록색영역 파란색영역 브래드보드, 회로 설계할 도면 부품, 그림을 그릴 때 사용할 부품 인스펙터, 선택한 부품의 크기와 값등을 설정할수 있는 영역

아두이노 스케치 구성해 보기

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