/// 기초 회로
LED 직렬 저항 계산기
LED 는 전류로 켜는 부품이다. 전원에 바로 물리면 전류가 제한 없이 흘러 타 버리므로, 전류를 정해 주는 저항을 하나 단다.
예: 5V · 3.3 · 12
아래 표 · 데이터시트
예: 10m(=10 mA) · 20m
계산된 저항
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푸는 순서
공식과 근거
LED 에 전류가 흐르면 양 끝에 거의 일정한 전압 Vf(순방향 전압)가 걸린다. 전원 전압 가운데 Vf 를 뺀 나머지가 저항에 걸리고, 옴의 법칙으로 그 저항에 원하는 전류가 흐르게 값을 정한다.
R = (Vs − n × Vf) / I · P_R = I² × R · P_LED = Vf × I
색깔별 Vf 어림값
| 색 | Vf 흔한 범위 | 계산에 넣을 값 |
|---|---|---|
| 적외선(IR) | 1.2 ~ 1.5 V | 1.3 V |
| 빨강 | 1.8 ~ 2.2 V | 2.0 V |
| 주황 · 노랑 | 2.0 ~ 2.2 V | 2.1 V |
| 연두(옛 초록) | 2.0 ~ 2.4 V | 2.2 V |
| 진초록 · 파랑 · 흰색 | 2.8 ~ 3.4 V | 3.1 V |
값은 일반 5 mm · 3 mm 표시용 LED 의 대략적인 범위다. 같은 색이라도 제품마다 다르니 쓰는 LED 의 데이터시트 Vf(보통 20 mA 기준)를 먼저 본다.
흔한 실수
3.3V 핀에 파랑 · 흰색 LED — Vf 가 3.0~3.3 V 라 저항에 걸릴 전압이 거의 없다. 밝기가 들쭉날쭉하거나 안 켜진다. 5V 에서 켜거나, 트랜지스터로 따로 구동한다.
LED 여러 개를 병렬로 하고 저항은 하나 — Vf 가 조금씩 달라 한 개에 전류가 몰린다. 병렬이면 LED 마다 저항을 따로 단다.
MCU 핀 전류 한도 — 핀 하나가 내줄 수 있는 전류는 보통 수 mA ~ 20 mA, 칩 전체 합계 한도도 있다. 표시용이면 2~5 mA 만으로도 충분히 보이는 경우가 많다.
저항 정격 전력 — 12V · 24V 처럼 전압 차가 크면 저항이 꽤 뜨거워진다. 계산된 소비전력의 두 배 이상 정격(예: 0.25 W → 0.5 W)을 쓴다.
자주 묻는 것
계산값이 300Ω 인데 300Ω 저항이 없다
바로 위 표준값을 쓴다(E12 면 330Ω). 위쪽 값을 쓰면 전류가 조금 줄어 안전하다. 계산기 결과에 그 값을 썼을 때의 실제 전류가 나온다.
PWM 으로 밝기를 줄일 때도 저항이 필요한가
필요하다. PWM 은 켜진 동안의 전류를 줄여 주지 않는다. 저항은 켜진 순간의 최대 전류를 정하고, PWM 은 켜져 있는 시간 비율로 평균 밝기를 정한다.
Vs 가 Vf 보다 작거나 거의 같으면?
저항으로는 켤 수 없다. 전원을 높이거나, LED 를 직렬 대신 병렬(각자 저항)로 바꾸거나, 정전류 드라이버를 쓴다.