안녕하세요! 저는 7세그먼트 LED 공급업체입니다. 많은 사람들이 이 멋진 작은 디스플레이에 적합한 저항기를 선택하는 방법에 대해 고민하는 것을 보았습니다. 까다로운 작업처럼 보일 수도 있지만 걱정하지 마세요. 이해하기 쉬운 방식으로 설명해 드리겠습니다.
먼저 7세그먼트 LED가 무엇인지 잠깐 살펴보겠습니다. 디지털 시계, 계산기 및 모든 종류의 전자 장치에서 볼 수 있는 디스플레이입니다. 각 디스플레이는 0부터 9까지의 숫자를 표시할 수 있는 방식으로 배열된 7개의 개별 세그먼트(때로는 소수점을 위한 추가 세그먼트)로 구성됩니다.한자리 7세그먼트 LED,3자리 7세그먼트 LED, 그리고4자리 7세그먼트 LED.
이제 7세그먼트 LED가 있는 저항이 왜 필요한가요? 음, LED는 민감한 작은 것들입니다. 저항 없이 전원에 직접 연결하면 너무 많은 전류가 흐르게 됩니다. 이로 인해 LED가 매우 빨리 소진되거나 전체 회로가 손상될 수도 있습니다. 저항기의 역할은 LED에 도달하는 전류의 양을 제한하여 LED를 안전하게 유지하고 수명을 연장하는 것입니다.
올바른 저항기를 선택하는 첫 번째 단계는 7세그먼트 LED의 순방향 전압과 순방향 전류를 파악하는 것입니다. 순방향 전압(보통 Vf로 표시)은 LED가 제대로 켜지는 데 필요한 전압의 양입니다. 순방향 전류(If)는 LED가 켜져 있을 때 LED를 통해 흘러야 하는 전류의 양입니다. 7세그먼트 LED와 함께 제공되는 데이터시트에서 이러한 값을 확인할 수 있습니다. 데이터시트가 없는 경우 일반적으로 LED 모델 번호를 사용하여 온라인에서 찾아볼 수 있습니다.
순방향 전압과 순방향 전류 값이 있다고 가정해 보겠습니다. 다음으로 알아야 할 것은 전원의 전압(Vs라고 하겠습니다)입니다. 이것은 회로에 공급될 전압입니다.
이러한 값을 얻은 후에는 옴의 법칙을 사용하여 필요한 저항을 계산할 수 있습니다. 옴의 법칙은 전자공학에서 정말 중요한 법칙인데, 저항(R)은 전압을 전류로 나눈 값(R = V / I)과 같다고 합니다. 우리의 경우 저항에 걸리는 전압을 찾아야 합니다. 이를 위해서는 전원 전압(V = Vs - Vf)에서 LED의 순방향 전압을 빼면 됩니다.
따라서 저항의 저항을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.
R = (Vs - Vf) / 만약
예를 들어 보겠습니다. 순방향 전압이 2V이고 순방향 전류가 20mA(0.02A)인 7세그먼트 LED가 있다고 가정해 보겠습니다. 5V 전원을 사용하고 있습니다.
먼저 저항기 양단의 전압을 구합니다.
V = 대 - Vf
V = 5V - 2V
V = 3V
그런 다음 옴의 법칙을 사용하여 저항을 계산합니다.
R = V / 만약
R = 3V / 0.02A
R = 150옴
따라서 이 경우 7세그먼트 LED에 적합한 양으로 전류를 제한하려면 150옴 저항이 필요합니다.
그러나 여기에 문제가 있습니다. 저항은 표준 값으로 제공됩니다. 150옴 저항을 정확하게 찾지 못할 수도 있습니다. 이 경우 다음으로 가장 가까운 표준값을 사용하면 됩니다. 일반적으로 저항은 낮은 것보다 약간 높게 설정하는 것이 좋습니다. 저항이 약간 더 높은 저항기를 사용하면 LED가 약간 어두워질 수 있지만 여전히 작동합니다. 저항이 낮은 저항기를 사용하면 LED를 통해 너무 많은 전류를 보내서 LED가 소진될 위험이 있습니다.
고려해야 할 또 다른 사항은 저항기의 전력 정격입니다. 정격 전력은 과열 없이 저항기가 처리할 수 있는 전력량을 나타냅니다. 공식 P = I^2 * R을 사용하여 저항에서 소산되는 전력(P)을 계산할 수 있습니다. 위의 예에서 150Ω 저항에서 소산되는 전력은 다음과 같습니다.
P = (0.02A)^2 * 150옴
P = 0.0004A^2 * 150옴
P = 0.06W
대부분의 표준 저항기는 1/8W, 1/4W, 1/2W 등의 정격 전력으로 제공됩니다. 이 경우 1/8W 저항기(최대 0.125W를 처리할 수 있음)는 괜찮지만 1/4W 저항기(최대 0.25W를 처리할 수 있음)를 사용하면 좀 더 안전 여유를 얻을 수 있습니다.
이제 공통 양극 또는 공통 음극 7세그먼트 LED를 사용하는 경우 상황이 좀 더 복잡해집니다. 공통 양극 LED에서는 개별 세그먼트의 모든 양극(양극 단자)이 함께 연결됩니다. 공통 음극 LED에서는 모든 음극(음극 단자)이 함께 연결됩니다.
공통 양극 LED를 사용하는 경우 전원의 양극을 공통 양극에 연결하고 각 세그먼트의 음극 쪽에 저항기를 사용합니다. 공통 음극 LED를 사용하는 경우 전원의 음극을 공통 음극에 연결하고 각 세그먼트의 양극 쪽에 저항기를 사용합니다.
저항 값 계산은 이전과 동일하지만 각 세그먼트에 올바른 전압 및 전류 값을 사용하고 있는지 확인해야 합니다.
한 가지 더 염두에 두어야 할 점은 여러 자리의 7세그먼트 LED를 사용하는 경우 다른 접근 방식을 사용해야 할 수도 있다는 것입니다. 예를 들어 멀티플렉싱을 사용하여 여러 자리를 제어하는 경우 듀티 사이클을 고려해야 합니다. 듀티 사이클은 각 숫자가 실제로 켜져 있는 시간의 백분율입니다. 멀티플렉싱할 때 각 숫자는 짧은 시간 동안만 켜져 있으므로 LED 과열 없이 더 낮은 저항 저항을 사용할 수 있습니다.
결론적으로, 7세그먼트 LED에 적합한 저항기를 선택하는 것은 생각만큼 어렵지 않습니다. LED의 순방향 전압과 순방향 전류, 전원 전압을 알고 옴의 법칙을 사용하여 저항을 계산하면 됩니다. 올바른 전력 등급의 저항기를 선택하고 7세그먼트 LED 유형(공통 양극 또는 공통 음극)과 멀티플렉싱 사용 여부를 고려하십시오.
고품질 7세그먼트 LED 시장에 있고 올바른 저항기를 선택하는 데 도움이 필요하거나 다른 질문이 있는 경우 주저하지 말고 문의하세요. 우리는 귀하의 모든 7세그먼트 LED 요구 사항을 지원해 드립니다. 소규모 DIY 프로젝트든 대규모 산업 응용 분야든 관계없이 당사는 귀하를 지원할 수 있는 제품과 전문 지식을 갖추고 있습니다.
참고자료
- 기본 회로 이론과 옴의 법칙을 다루는 전자 교과서입니다.
- 순방향 전압 및 전류 사양을 위한 다양한 7세그먼트 LED의 데이터시트.