Raspberry Pi_Kor_25.5.7 sensor

25.5.7 sensor

Sensor는 주위 대상물의 상태를 파악하는 장치로 사람의 감각에 해당하는 기능을 수행하는 소자이다. sensor는 자신의 주위에 있는 대상물의 상태를 탐지하고, 사건의 발생을 탐지하고, 수량의 변동을 감지하고 측정하여, 전기신호 또는 광학신호로 전달해 준다. 이러한 sensor에는 빛센서, 온도센서, 가스센서, 압력센서, 자기센서 등 다양한 종류가 있다. 또한 작동방식에 따라서 주위의 상태를 수동적으로 받아들이기만 하는 수동적 센서(camera, MSS, TM, HRV)와 전자기파를 보내서 다시 받는 능동적 센서(Radar, Laser)가 있다.

Raspberry Pi_Kor_25.5.5 push button

25.5.5 push button

전자회로에서 사용되는 button은 여러 가지 종류가 있다. 그 중에서 Push-Button는 매우 간단한 입력 장치이다. 버튼을 누르면 회로가 연결되고, 스위치를 놓으면 곧바로 연결이 끊어지므로 순간 접점 스위치(momentary contact switch) 라고도 한다.

아래 왼쪽은 일반적으로 사용되는 push button의 모양을 보여준 것이며, 오른쪽은 push button의 내부의 배선 형태를 보여준 것이다. 그림에서 연결 접점은 4 개이지만 내부적으로 A-C와 B-C는 이미 서로 연결되어 있는 상태이고, 버튼을 누르면 A-C 선과 B-D 선이 서로 연결되는 구조를 가지고 있다.

Raspberry Pi_Kor_25.5.4 저항 또는 저항기(resistor)

25.5.4 저항 또는 저항기(resistor)

25.5.4.1 저항기의 의미

저항기(또는 저항)은 전기회로에서 전류가 잘 흐리지 못하도록 전류의 흐름을 방해하여 전압을 떨어뜨리는 효과를 내는 전자부품을 말하며, 대부분의 전자회로에서 많이 사용된다. 저항의 단위는 오옴(ohm)인데, 기호로는 Ω으로 표기한다.

저항은 성격에 따라 여러 가지 종류가 있다. 고정저항은 가장 일반적으로 사용되는 저항으로 변동하지 않는 일정한 저항치를 가지고 있다. 가변저항은 일정한 범위 내에서 저항 값이 가변 할 수 있게 한 저항으로 음량조절 부품이나 기타 조절 부위에 사용하며, 회전방식과 슬라이드 방식이 있다. 또한 저항의 모양에 따라 lead 형태로 되어 있는 것도 있고, chip 형태로 되어 있는 것도 있다.

Raspberry Pi_Kor_25.5.3 jumper wire

25.5.3 jumper wire

점프와이어는 회로를 구성할 때 부품과 회로를 서로 연결하는데 사용한다. breadboard를 사용하면 전선을 사용하지 않고도 전자부품들을 Raspberry Pi에 어느 정도 연결할 수는 있지만, breadboard 위의 행과 행 사이를 연결하려면 여전히 전선이 필요하다.

점퍼와이어로 사용하는 선은 연선(stranded wire)보다는 단선(solid wire)이 좋다. 이것은 단선이 breadboard의 구멍에 끼우기가 더 쉽기 때문이다. 또한 여러 가지 색깔의 전선을 사용하면 용도에 따라 색깔로 구분할 수 있어 더 좋다.

Raspberry Pi_Kor_25.5.2 breadboard

25.5.2 breadboard

25.5.2.1 breadboard 구조

breadboard는 속칭 빵판이라고도 하는데, 전면에는 전선을 끼울 수 있는 2.54mm 간격의 구멍이 격자 모양으로 배치되어 있어 전자부품을 끼우고, 다시 뺄 수 있도록 되어 있는 장치이다.

아래 그림에 보이는 것이 통상적인 breadboard의 모습이다. 좌우에 세로로 빨간색과 파란색 두 줄이 그려져 있는 부분을 Bus 영역이라고 한다. 보통 전원을 연결하여 사용하는 부분인데, 빨간색에는 (+) 전원을 연결하고, 파란색에는 (–) 전원을 연결하여 사용한다. 중앙에 가로로 2 부분으로 구분되어 각각 5개 구멍으로 되어 있는 부분을 IC (Integrated circuit) 영역이라고 하는데, 여러 가지 부품을 배치하는 곳이다. 양쪽 모두 작은 구멍이 뚫려 있어 각종 부품들의 다리를 꽂아서 회로를 구성 할 수 있다.

Raspberry Pi_Kor_25.5.1 GPIO extension board

25.5 interface 준비물 및 사용법

25.5.1 GPIO extension board

Raspberry Pi의 GPIO pin은 시스템 board의 본체에 붙어 있어서 board 자체를 보호상자에 넣는 경우 외부 회로와 연결작업을 하기 어렵고, 각 pin에 대한 이름이 표시되어 있지 않아서 그것으로 작업할 때는 하나씩 확인하면서 작업해야 한다. 또 개별 pin의 모양이나 pin 간의 공간적인 제약으로 GPIO pin에 직접 전자부품이나 회로를 연결하는 것은 매우 불편하다.

Raspberry Pi_Kor_25.4.6 직류 전력

25.4.6 직류 전력

전기의 힘을 전력이라 한다. 전력은 전압에 전류를 곱한 값과 같다. 전력은 전류가 저항을 거쳐갈 때 소비되는 에너지의 양을 의미한다. 전류는 W로 표시한다.

직류에서 전력은 다음과 같이 계산된다.

Raspberry Pi_Kor_25.4.5 Pull-up 저항과 Pull-down 저항

25.4.5 Pull-up 저항과 Pull-down 저항

많은 전자회로에서는 여러 가지 전기적인 충격으로부터 회로가 망가지지 않도록 안전하게 보호하고, 어떠한 상황에서도 처음 설계한 의도대로 정확하게 동작하는 것을 보장하기 위한 방법의 하나로 사용하는 것이 Pull-up 저항과 Pull-down 저항이다. 기본적으로 Pull-up 저항과 Pull-down 저항은 전원과 GND 사이에서 어느 쪽에 저항을 설치하는가에 따라서 구분되는 용어이며, 각각의 저항에 적절한 크기의 저항을 사용하여 작은 전류가 흐르도록 한다. 다음에는 이에 대한 설명을 할 것이다.

Raspberry Pi_Kor_25.4.4 키르히호프의 법칙(Kirchhoff’s laws)

25.4.4 키르히호프의 법칙(Kirchhoff’s laws)

키르히호프의 법칙은 전류에 관한 제1 법칙과 전압에 관한 제2 법칙이 있다.

25.4.4.1 제1 법칙 -전류의 법칙

제1 법칙은 전류가 흐르는 길에서 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다는 것이다. 즉 회로의 한 점에 유입하는 전류와 유출하는 전류의 합은 동일하다.