하트 만들기

오늘은 LED로 하트모양을 만들어보았다.
간단한 예제이긴한데 학습하면서 마냥 쉽지만은 않았기 때문에 배운 것을 기록하려고 한다.

개요

😈 led의 왼쪽다리가 음극, 오른쪽 다리가 양극이다.
저항은 음극과 같은 열, 아두이노와 연결하는 케이블을 양극과 같은 열에 오도록 해야 불이 들어오는 이유가 무엇일까?

LED 극성:
왼쪽 다리 (짧은 다리): 음극 (-)
오른쪽 다리 (긴 다리): 양극 (+)

회로 구성:
저항: LED의 음극 쪽에 연결
아두이노 연결 케이블: LED의 양극 쪽에 연결

이렇게 연결하는 이유:
a) 전류의 흐름: 전류는 항상 높은 전위(+)에서 낮은 전위(-)로 흐른다.
b) 전압 강하:
아두이노 → LED → 저항 → 접지(GND) 순서로 전압이 떨어진다.
저항을 LED 앞에 두면 LED에 적절한 전압이 공급된다.

LED는 물이 한 방향으로만 흐르는 특별한 파이프라고 생각하자.

긴 다리(오른쪽, 양극)는 물이 들어오는 입구
짧은 다리(왼쪽, 음극)는 물이 나가는 출구

좀 더 쉽게 예를 들어보겠다.
아두이노는 물을 공급하는 펌프다.
저항은 물의 압력을 조절하는 밸브라고 생각하면 된다.

올바른 연결 순서: 펌프(아두이노) → 파이프 입구(LED 양극) → 파이프 출구(LED 음극) → 밸브(저항) → 배수구(접지)

이렇게 연결하는 이유:
물(전류)이 올바른 방향으로 흘러야 LED에 불이 켜진다.
밸브(저항)가 물의 압력(전압)을 조절해서 파이프(LED)가 터지지 않게 보호한다.

만약 반대로 연결하면:
물이 역류하거나 흐르지 않아 LED에 불이 켜지지 않는다.
압력 조절 없이 물이 흘러 파이프(LED)가 손상될 수 있다.

😈 브레드보드의 전원 레일끼리 케이블로 연결할 때, 서로 다른 극이 아닌 같은 극끼리 연결해야 하는 근본적인 이유가 뭘까?

1. 전압 차이
   전원 레일은 일반적으로 두 가지 전위(양극과 음극)로 구분된다. 하나는 양극(+)이고, 다른 하나는 음극(-)이다. 이 두 전위 간에는 일정한 전압 차이가 존재한다.
   같은 극끼리 연결하지 않고 양극과 음극을 연결하게 되면, 두 전원 레일 사이에 큰 전압 차이가 발생하여 전류가 갑자기 흐르게 된다. 이는 단락(short circuit)을 유발하여 과도한 전류가 흐르고, 회로가 손상되거나 전원 공급 장치가 과부하로 인해 고장 날 수 있다.

2. 전류의 흐름
   전류는 전압 차이에 의해 흐르며, 일반적으로 양극에서 음극으로 흐른다.
   따라서, 회로에서 전류가 정상적으로 흐르려면 브레드보드의 양극 레일이 모두 같은 전압을 가지도록 해야 한다.
   같은 극끼리 연결하면 전원 공급 장치의 출력이 브레드보드의 각 전원 레일에 동일하게 전달되므로, 모든 부품에 적절한 전압이 공급된다.

결국, 같은 극끼리 연결하지 않으면 회로가 비정상적으로 동작하거나 위험한 상황이 발생할 수 있다. 안정적이고 안전한 전원 공급을 위해 같은 극끼리 연결하는 것이 필수적이다.