간단한 LED 회로 설계 연습 및 실습.

사용한 부품

LED : BL-B2134(333GD)

Registor : 180, 330, 680

1. 사용된 LED의 Datasheet를 먼저 보기.

LED를 구입한 사이트에서 LED의 Datasheet를 다운로드 받아 open 한다.

BL-B2134-AV.pdf

Datasheet를 보면 이 LED에 대한 정보를 얻을 수 있다.

아래 Maximun Ratings를 보면 Forward Current(순방향 전류)가 30mA라고 되어있는것을 볼 수 있다.

Maximun Current이므로 흐르는 전류는 30mA 이상을 넘지 않아야하며 가능하면 30mA 부근까지 가도록 하는 설계는 지양하는것이 좋다.

스크롤을 내려 Electrical and optical characteristics 를 본다.

20mA가 흐르는 조건에서 Forward Voltage(순방향 전압)는 Typ(일반적인, typical)이 2.2V이며, Max가 2.6인것을 알 수 있다.

일단 typ을 기준으로 생각하여 이것을 보고 일단 간략하게 유추할수 있다.

" 20mA가 흐르는 회로에서 LED의 양단에는 2.2V가 걸렸다. " 

즉, 위 그림과 같이 5V를 인가한 회로에 20mA가 흐르는 회로를 만들고 싶은경우 R1의 저항값을 정해야 하는데 이 경우에는 다음과 같이 구하면 된다.

5V(전체전압) - 2.2V(LED 양단에 걸리는 전압) = 2.8V(저항에 걸리는 전압)

자, 저항을 구할 수 있는 조건들이 나왔다. 이제 20mA가 흐르는 회로를 만들기위한 적합한 저항값을  계산해본다.

R = V/I

R = 2.8V / 20mA

R = 0.14kohm(140 ohm)

140ohm인것을 알 수 있다.

2. 측정 및 검증해보기.

회로를 꾸며 측정해본다.

그런데 140ohm이 없는 문제점이 생겼다. 그래서 병렬저항 연결로 140ohm과 근사한 저항값을 만들어 진행하였다.

180ohm과 680ohm을 병렬로 연결하면 계산결과 142.32ohm이며, 측정결과 141.5ohm이 측정되었다.

연결을 하고 테스터기로 측정하니 다음과 같은 결과가 나왔다.

저항 = 2.694V

LED = 2.296 V

전류 = 18.4mA

예상보다 LED에서 전압이 0.1V가 걸려서, 전류는 다소 낮게나왔지만 근사한 값을 얻을수 있었다.

( I = V/R , 저항에 흐르는 V가 작아졌으니 전류도 작아진다. 다이오드에 전압이 어떻게 걸리든 상관없이 R의 값을 이용하여 전류를 구할수 있는 이유는 직렬회로이기 때문이다. 직렬회로에서의 전류는 어디를 측정하던 전류는 같다!!)

3. 번외

위 그림처럼 설계된 회로에 20mA가 아닌 10mA가 흐르는 회로를 설계하고 싶다고 해보자. 그렇다면 LED 양단에 걸리는 전압은 2.2V일까?

사실 2.2V로 계산을 해도 디지털회로라면 크게 상관은 없을듯하나.. 그래도 확실하게 짚고 넘어가자.

다시 Datasheet를 열어 아래 그래프들을 본다.

여러 그래프중에 위 궁금증을 풀수 있는것이 눈에 띈다.

우리가 원하는것은 10mA이다.

10mA가 흐르면 LED 양단에는 2V가 걸린다는것을 제조사에서 제공해주고 있다.

이를 통해 R값을 계산하여 간단한 회로를 설계할 수 있다.