아두이노 보드와 브래드 보다를 이용한 전기회로의 구축

안녕하세요?

이번 포스팅에서는 처음으로 아두이노보드를 사용해서 디지털 회로를 구성해 보았습니다. 이전에 브래드 보드를 이용해서 독학을 하기는 해 보았습니다만, 그래도 아두이노 우노를 사용해 본 것은 이번이 처음이기는 처음이었습니다. 아무튼 이번 포스팅에서는 그 때 배운 수업의 내용을 정리해 보고자 합니다.

아두이노 보드는 일종의 정원공급장치처럼 사용이 되었습니다. 위 사진에 보시는 것처럼 아두이노 우노(Uno)라는 보드는 손바닥에 들어갈 정도로 작으며, power라는 부분에 있는 5V와 GND라는 곳이 있는데, 여기다가 전선을 연결해서 브래드 보드에 전원을 공급하는 역할을 합니다. 

더불어서 아두이노 보드에는 빨간색 램프가 2개 들어오는데, 전원을 공급해 주는 아두이노 보드의 램프가 갑자기 꺼지면 쇼트가 일어났다는 것을 알려주기에, 재빨리 USB를 뽑아서 전원을 차단시켜 줘야 합니다. 아무튼 일단 아두이노 보드는 이번 수업시간에는 여기까지 사용을 하였습니다.

다음은 저항을 읽는 방법입니다. 일반적으로 맨 마지막에는 오차라고 해서 금색이나 은색이 오며, 그 외에는 10의 자리가 맨 첫번째에 오고, 두번째는 1의 자리, 마지막으로는 뒤에 곱하기가 되는 10의 승수가 됩니다. 

물론 빨리 읽어내는 것도 중요하기는 하지만, 그래도 일반적으로 많이 쓰이는 저항의 모양은 이렇게 미리 외워두는 편이 편리하다는 생각이 듭니다. 

다음은 가변저항이라고 해서, 주로 라디오의 음량인 볼륨을 올리고 내리는 역할을 하는 스위치등을 만들때 사용이 되는 저항입니다. 연결하는 방법은 위와 같고, 그렇게 연결한 다음에 오른쪽이나 왼쪽으로 돌리는 것에 따라서 저항이 증가하게 되는 것입니다. 

그 다음으로 배웠는 것이 Array(어레이)저항이라는 것인데, 위 그림에서 묘사가되는 것처럼, 겉 표면에 점이 찍혀 있는 부분을 빼고는 모두 저항이 연결되어 있습니다. 수업시간에 사용이 된 것은 330Ω 의 어레이 저항이 사용이 되었는데, 유일하게 저항이 연결되지 않은 부분만 접지에 연결이 되면 나머지 부분은 원래라면 8개의 저항 단자가 필요한 것을 오로지 한개의 어레이 저항만으로 구성할 수 있게 되는 것입니다.

위 사진을 잘 보시면 어레이 저항의 오로지 한 부분만이 -전극이라고 해야 할까요? 접지라고 해야 할까요? 0V인 브래드 보드의 회선과 연결이 되는 것을 볼 수 있습니다.

다음으로는 TTL이라고 해서, IC 직접회로를 가지고서 디지털 회로를 구성하는 실습을 해 보았습니다. 브래드 보드의 가운데에 보이는 검은색 막대기가 직접회로인데 이 직접회로도 전원을 공급해 줘야 하고, GND를 연결해 주어야만 합니다. 아무튼 이러한 작업을 하면서 점점 복잡한 회로를 만들어 보았습니다.

그리하여 전선이 완전히 거미줄마냥 연결이 되어 있는 2X4 decoder라는 것을 만드는 데도 성공하였습니다. 하지만 이게 2X4 이기를 망정이기 3X8 decoder라면 더 복잡하고 답이 없으리라 생각이 됩니다.

그래서 일단 배운것을 정리하는 자리입니다. 우선은 위 그림에서 정리한 것은 NAND와 NOR 게이트의 직접회로인데, 일단 이 회도로 역시나 전원을 연결하고 GND라는 핀으로 0V와 연결을 해 주어야만 합니다.

다음은 그외의 각종 게이트로 수업시간에 NOT게이트 빼고는 사용을 다 해보았습니다. 이렇게 배우면서 상당히 중요한 내용으로 Active high와 Active low라는 것이 나왔습니다.

Active high의 경우에는 우리가 많이 사용해 본 것과 같지만, 문제는 Active low입니다. 이 경우에는 전원이 들어오는 방향이 반대가 되었으며, LED의 경우에는 Active low의 경우가 직접 전류를 받기 때문에 더 안정적이고 밝게 빛이 나는 것을 볼 수 있습니다. 이게 왜 중요하냐 하면, 무수한 AND gate가 사용되어서 회선이 복잡해질 경우 그렇게만 쓰지 않고, Active low로 바꾸어서 회로에 들어가는 전선의 숫지를 줄일 수 있다고 합니다. 다만 아직 수업이 거기까지 가지 않아서 저로서는 잘은 모르는 내용이기는 합니다.

ps: 이 포스팅을 쓰다가 통째로 포스팅이 증발하는 바람에 다시 써야 했습니다.