[C/C++] 기본적인 전기/전자 기초 개념 정리

01. 전기/전자 기본 개념

 

- 전압(Voltage, V) : 전자의 위치 에너지 차이로, 전류를 흐르게 하는 원동력, 단위는 볼트(V)이며 전압은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐름

 

- 전류(Current, I) : 전자의 흐름으로, 전하가 움직이는 속도를 의미함. 단위로는 암페어(A)이며 전압이 높다고 전류가 많아지는 것이 아니며 저항에 따라 다름

 

- 저항(Resistance, R) : 전류의 흐름을 방해하는 정도로, 단위는 옴(Ω)이며, 너무 높은 전압이 걸렸을 때 타버리는 LED와 같은 모듈을 위해 저항을 연결해서 전류를 제한하는 방식으로 사용됨

 

- 옴의 법칙(Ohm's Law) : 전압(𝑉) = 전류(𝐼) × 저항(𝑅)

 

- 전력(Power, P) : 전류가 실제로 사용하는 에너지로, 단위는 와트(W). 전력(P) = 전압(V) × 전류(I)

 

- 전압 분배기(Voltage Divider) : 두 개의 저항을 사용해서 원하는 전압을 만드는 방법,  V_{out} = V_{in} × {R_2}/{R_1 + R_2} 

 

- 직렬과 병렬

∙ 직렬(Seires) : 전류는 동일하지만, 전압이 분배됨 / 총 저항은 저항의 합  =  R_{total} = R_1 + R_2  

∙ 병렬(Parallel) : 전압은 동일하지만, 전류가 분배됨 / 총 저합은 저항의 역수의 합 =  {1}/{R_{total}} = {1}/{R_1} + {1}/{R_2} 

 

- 신호 타입

∙ DC(직류, Direct Current) : 한 방향으로 흐르는 전류

∙ AC(교류, Alternating Current) : 방향이 주기적으로 바뀌는 전류

 

02. ESP32 관련 전기 개념

 

- GPIO(General-Purpose Input/Output) : ESP32에서 신호를 보내거나 받는 핀으로, HIGH이나 LOW를 가짐

 

- ADC(Analog-to-Digital Converter) : ESP32에서 아날로그 신호(0V~3.3V)를 디지털 값(0~4095)으로 변환

 

- PWM(Pulse Width Modulation) : 디지털 신호를 이용해 아날로그 효과(밝기 조절, 모터 속도 조절 등)를 내는 방식

 

- Pull-up/ Pull-down 저항 : GPIO가 떠 있는 상태(플로팅)가 되거나 노이즈에 민감하여 갑자기 반대값으로 변할 수 있으므로 HIGH(1) 상태나 LOW(0) 상태를 유지하고 싶을 때 사용