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가변저항(Potentiometer)으로 LED 밝기 조절하기

(1) 가변저항이란?

가변저항은 우리 주변에 실생활에서 많이 볼 수 있는 소자입니다.

예를 들어 스피커의 볼륨 조절, 보일러의 온도 조절 등에 부착되어 조절 슬라이더를 이동하거나 회전시켜서 전기의 흐름을 조절하는 부품입니다.

그림. 보일러,스피커의 볼륨조절

가변저항(Potentiometer)이란 저항값이 고정되지 않는 것을 의미합니다. 가변저항을 이용하여 저항을 바꾸면 전류의 크기를 바꿀 수 있습니다. 일반 저항 소자와 달리 보통 3개의 핀(VCC,A0,GND) 으로 구성되어 있으며,  슬라이더를 회전시키거나 손잡이를 앞뒤로 밀거나 당겨서 저항 값을 조절하게 됩니다.

그림. 가변저항 동작 원리

그림. 가변저항의 스위퍼

가변저항을 구성하는 3개의 핀은 각각 GND, A0(신호 전달 핀), VCC(5V) 핀에 연결되어 있습니다. GND 핀과 5V 핀은 각각 가변저항의 내부 저항체와 연결되어 있습니다. 내부 저항체를 통해 전기가 흐르며 저항의 기능을 하게 됩니다.

스위퍼는 가변저항에서 회전시킬 수 있는 부분을 말합니다. 스위퍼          (Sweeper)를 회전시키면 가변저항 내부의 슬라이더가 움직여 저항 값을 조절 할 수 있습니다.

5V핀을  타고 올라간 전류는 가변저항 내부의 슬라이더를 타고 신호 역할을 하는 단자(A0)를 따라 내려가게 됩니다. 이 때 슬라이더의 위치에 따라 전류가 흐르는 도선의 길이가 달라지게 되어 저항을 조절할 수 있게 됩니다.

즉, 옴의 법칙에 따라 도선의 길이가 길어지면 저항의 세기는 커지고, 도선의 길이가 짧아지면 저항이 작아지게 되는 원리입니다.

(2) 회로도 구성

가변저항(10K), 저항(220옴)을 사용하였습니다.

(3) 소스 코딩

코드 상의 ' int val = analogRead(A5)/4; ' 에서 마지막에 4로 나눠준 이유는 아두이노의 아날로그 단자에서 읽어들인 가변저항의 입력값은 0~1024이지만 디지털 단자를 이용한 LED(9번핀)의 밝기 값은 0~255까지 출력할 수 있기때문입니다.  또한 디지털 단자에 연결한 LED의 출력을 digitalWrite가 아닌 analogWrite로 사용한 이유는 PWM(Pulse Width Modulation)  기능을 이용하여 디지털 단자에서도 아날로그 출력을 낼 수 있기 때문입니다.

(4) 실행결과

가변저항의 스위퍼를 마우스로 클릭하여 조정할 수 있습니다.

가변저항의 스위퍼를 돌려가며 LED의 밝기변화를 관찰합니다.

가변저항을 돌려가며 시리얼 모니터로 출력값을 확인한 결과입니다.