검사지그 초기 셋업 때 트리머로 오프셋을 딱 맞춰놨는데, 몇 달 뒤 현장에서 판정값이 자꾸 틀어진다는 연락을 받은 적이 있습니다. 가서 확인해보니 트리머 값 자체가 미세하게 밀려있었고, 원인은 설비 진동이었습니다. 그날 이후로 저는 캘리브레이션은 트리머로 하되, 양산 최종본에는 실측한 고정저항 값으로 바꿔 넣는 원칙을 세웠습니다. 오늘은 회로의 미세조정을 담당하는 트리머와 가변저항을 정의부터 내부구조, 주의사항까지 정리해보겠습니다. 캘리브레이션용 저항을 쓰는 이유와 원리 가변저항(Variable Resistor)은 저항값이 고정된 일반 저항과 달리, 사용자가 조작해서 저항값을 임의로 바꿀 수 있는 저항기입니다. 전위차계(Potentiometer)라고도 부르는데, 원래는 1841년경 요한 크리스티안 포겐도르프가 기술한 방식으로, 미지의 전압을 기준 전압과 정밀하게 비교하는 실험실 표준 측정 기법에서 출발했습니다(출처: 위키백과, 가변저항 ). 원리는 단순합니다. 저항체 위를 슬라이드하는 이동 접점, 즉 와이퍼(Wiper)의 위치를 바꾸면 저항체 전체 길이 중 실제로 전류가 지나가는 구간이 달라지면서 저항값이 변합니다. 가변 저항기의 모든 작동 원리는 이 하나의 규칙에 기반합니다. 접점을 저항 경로를 따라 움직여 저항을 바꾸는 것입니다(출처: TME Korea, 가변 저항기의 세계 ). 저는 이 부품을 두 가지 목적으로 완전히 다르게 씁니다. 하나는 사람이 손으로 계속 조작하는 볼륨·조절용, 다른 하나는 초기 셋업 한 번만 정밀하게 맞추고 이후로는 건드리지 않는 캘리브레이션용입니다. 전자는 제가 컨베이어 속도조절 패널에 넣는 RV24YN20S 같은 부품이고, 후자는 검사지그 기준전압 조정에 쓰는 T93YA 같은 트리머입니다. 이름은 비슷해 보여도 설계 목적 자체가 다르다는 걸 처음에 확실히 구분해야 헷갈리지 않습니다. 요약 — 가변...

똑같은 회로인데 겨울에는 멀쩡하다가 여름철 옥외 설치 장비에서만 오작동이 났던 적이 있습니다. 원인을 추적해보니 온도보상용으로 넣은 NTC 서미스터를 일반 고정저항과 똑같이 취급해서 자기발열 여유를 전혀 계산하지 않았던 게 문제였습니다. 저항값이 온도에 따라 변하는 부품은 일반 고정저항과 설계 접근 자체가 달라야 한다는 걸 그때 제대로 배웠습니다. 오늘은 온도와 빛을 감지하는 NTC, PTC, CDS 저항을 정의부터 내부구조, 사용시 주의사항까지 정리해보겠습니다. 온도·광량 감지용 저항을 쓰는 이유와 원리 일반 저항은 값이 최대한 변하지 않도록 설계되지만, 이 계열 부품들은 반대로 외부 환경에 반응해서 저항값이 크게 바뀌도록 만들어진 센서형 저항입니다. 이름을 그대로 풀어보면 서미스터(Thermistor)는 열(Thermal)과 저항기(Resistor)를 합친 말로, 온도 변화에 대응해 저항값을 바꾸는 소형 전자소자입니다(출처: DigiKey, NTC 및 PTC 서미스터의 기초 ). NTC(Negative Temperature Coefficient, 부온도계수) 서미스터는 온도가 올라가면 저항값이 내려가고, PTC(Positive Temperature Coefficient, 정온도계수) 서미스터는 반대로 온도가 올라가면 저항값이 올라갑니다(출처: 위키백과, 서미스터 ). CDS(Cadmium Sulfide, 황화카드뮴) 광저항은 원리가 조금 다릅니다. 빛이 닿으면 반도체 내부의 전자가 들뜬 상태가 되어 전류가 더 잘 흐르게 되는 광전도(Photoconductive) 현상을 이용한 소자로, 주변이 밝아지면 저항값이 낮아지고 어두워지면 저항값이 높아집니다. 실제로 CDS를 일반 저항 자리에 그대로 교체해 넣으면, 주변이 밝아질 때 저항값이 낮아지면서 더 센 전류가 흘러 LED가 켜지는 회로를 간단하게 구현할 수 있습니다(출처: 자바실험실, 빛에 의해 저항값이 작아지...

케이블 길이만 3미터 늘렸을 뿐인데 멀쩡하던 RS485 통신이 갑자기 깨지기 시작한 적이 있습니다. 전원도, 배선 극성도 다 정상이었는데 데이터가 간헐적으로 씹혔고, 오실로스코프로 신호를 찍어보니 파형 끝에 이상한 흔들림이 섞여 있었습니다. 원인은 케이블 끝단에 종단저항이 빠져 있었던 것이었고, 짧은 케이블에서는 안 보이던 신호 반사 문제가 길어지면서 그대로 드러난 겁니다. 오늘은 고속 신호선에서 반사를 막아주는 임피던스 매칭용 종단저항을 정의부터 구조, 사용법까지 정리해보겠습니다. 임피던스 매칭용 저항을 쓰는 이유와 원리 신호가 전선을 타고 이동할 때, 배선 자체도 저항·커패시턴스·인덕턴스가 분포된 하나의 전송선로(Transmission Line)로 동작합니다. 이 전송선로가 가진 고유한 임피던스를 특성임피던스(Characteristic Impedance)라고 부르는데, 신호가 이동하는 도중 임피던스가 갑자기 달라지는 지점을 만나면 에너지의 일부가 반사되어 되돌아옵니다. 저주파 신호는 파장이 배선 길이보다 훨씬 길어서 이 반사를 무시해도 되지만, 고속 신호는 파장이 배선 길이와 비슷한 수준까지 짧아지기 때문에 반사된 신호가 원래 신호에 겹쳐지면서 파형 자체를 왜곡시킵니다(출처: JLCPCB, 고속 PCB 설계를 위한 임피던스 매칭 이해 ). 반사가 반복되면 파동의 위상과 진폭이 원래 신호와 겹치면서 정재파(Standing Wave)가 형성될 수 있고, 이렇게 쌓인 반사 에너지가 다음 신호가 오기 전에 충분히 사라지지 않으면 신호끼리 겹쳐서 판독 오류로 이어집니다(출처: JLCPCB, 임피던스 매칭을 위한 반사 규칙 계산기 ). 종단저항은 배선의 특성임피던스와 같은 값을 신호선 끝에 걸어서, 신호가 도착하는 지점에서 임피던스 불일치 자체를 없애 반사를 원천 차단하는 역할을 합니다. 요약 — 종단저항은 배선의 특성임피던스와 동일한 값을 신호선 끝단에 ...

전원을 끈 지 한참 지난 설비의 커패시터를 만졌다가 손끝이 찌릿했던 적이 있습니다. 분명 전원은 차단되어 있었는데, 대용량 커패시터에 전하가 그대로 남아있었던 겁니다. 그날 이후로 저는 대전력 회로를 설계할 때 방전저항을 빠뜨리는 실수는 절대 하지 않습니다. 이번 편에서는 감전사고와 돌입전류로 인한 부품 손상을 막아주는 시멘트저항, 권선저항 계열을 정의부터 구조, 사용법까지 정리해보겠습니다. [시멘트저항과 권선저항] 방전·돌입전류 억제용 저항의 정의와 원리 방전저항(Discharge Resistor, Bleeder Resistor)은 전원이 꺼진 뒤에도 커패시터에 남아있는 전하를 강제로 소모시켜주는 저항입니다. 대용량 커패시터는 전원이 차단돼도 자체적으로 전하를 오래 유지하는데, 이 상태에서 사람이 단자를 만지면 감전사고로 이어질 수 있습니다. 방전저항을 커패시터와 병렬로 걸어두면, 전원이 끊긴 순간부터 이 저항을 통해 천천히 전류가 흐르며 전하가 안전한 수준까지 낮아집니다. 돌입전류 억제저항(Inrush Current Limiting Resistor)은 반대 시점의 문제를 해결합니다. 전원을 켜는 순간, 변압기나 커패시터는 초기 상태의 낮은 임피던스 때문에 정격 전류의 수배에서 십수배에 달하는 순간적인 과도 전류가 흐를 수 있습니다(출처: 위키백과, 돌입 전류 ). 이 순간에 저항을 직렬로 넣어 전류를 미리 눌러주는 게 돌입전류 억제저항의 역할입니다. 두 용도 모두 원리는 단순한 옴의 법칙이지만, 다루는 에너지가 순간적으로 매우 크다는 공통점이 있습니다. 그래서 일반 SMD 후막저항이나 탄소피막저항으로는 감당이 안 되고, 시멘트저항이나 권선저항처럼 대전력·서지내성이 강한 부품이 이 자리를 맡습니다. 요약 — 방전저항은 전원 차단 후 잔류 전하로 인한 감전사고를 막고, 돌입전류 억제저항은 전원 투입 순간의 과도전류로부터 부품을 보호합니다. ...

계산상으로는 완벽했던 전류감지 회로가 실측에서 자꾸 5% 넘게 어긋난 적이 있습니다. 저항 자체를 몇 번이나 교체해봐도 똑같았고, 결국 원인은 저항이 아니라 저항 양단에서 전압을 픽업하던 배선 경로였습니다. 일반적인 2단자 연결로는 배선저항까지 같이 측정되어 버린다는 걸 그때 뼈저리게 배웠고, 이후로 전류감지 회로는 저항 스펙보다 연결 방식부터 확인하는 습관이 생겼습니다. 오늘은 전류 측정 회로에 꼭 들어가는 션트저항을 원리부터 내부구조, 주의사항까지 정리해보겠습니다. 션트저항을 쓰는 이유와 전류감지 원리 전류는 직접 눈으로 볼 수도, 전압계로 바로 잴 수도 없는 물리량입니다. 그래서 회로에서는 전류가 흐르는 경로에 아주 작은 저항값을 하나 직렬로 끼워 넣고, 옴의 법칙(V=IR)을 거꾸로 이용해 그 저항 양단에 걸리는 전압강하를 측정해서 전류로 환산합니다. 이 저항이 바로 션트저항(Shunt Resistor), 또는 전류감지 저항(Current Sense Resistor)입니다. 여기서 저항값을 극단적으로 작게(밀리옴, 심지어 마이크로옴 단위) 잡는 이유가 있습니다. 저항값이 크면 전류가 흐를 때 저항 자체에서 소모되는 전력(P=I²R)이 커져서 회로 효율이 떨어지고 발열도 심해집니다. 반대로 너무 작으면 전압강하가 너무 미세해서 노이즈에 묻혀버립니다. 그래서 실무에서는 소비전력 예산과 측정 분해능 사이에서 저항값을 역산하는 방식으로 설계합니다. 저는 검사지그에서 부하전류를 모니터링할 때 이 계산을 항상 거꾸로 합니다. 최대 전류에서 저항 양단 전압강하가 후단 증폭기의 입력범위 안에 딱 맞게 들어오도록, 목표 전력손실 안에서 저항값을 역으로 뽑아내는 식입니다. 요약 — 션트저항은 회로에 직렬로 넣은 극저항값에서 발생하는 전압강하를 측정해 전류로 환산하는 부품입니다. 저항값은 소비전력과 측정 분해능 사이의 균형으로 결정됩니다. ...

저항 하나 값을 잘못 잡아서 I2C 통신이 간헐적으로 끊기는 걸 며칠 동안 못 찾은 적이 있습니다. 스코프로 파형을 찍어보니 신호가 High로 올라가는 속도가 너무 느려서, 클럭이 빨라지는 구간에서 데이터가 깨지고 있었습니다. 원인은 다름 아닌 풀업 저항값이었고, 그때 저는 풀업 저항이 "그냥 아무 값이나 달아두면 되는 부품"이 아니라는 걸 제대로 배웠습니다. 디지털 회로에서 가장 기본이면서도 가장 만만하게 보는 이 부품, 오늘은 풀업과 풀다운 저항의 원리부터 실무 주의사항까지 정리해보겠습니다. 풀업·풀다운 저항을 쓰는 이유와 원리 [풀업/풀다운 저항의 개념 정리] 디지털 입력핀은 전원(VCC)이나 그라운드(GND) 어느 쪽에도 연결되지 않으면 전압이 정해지지 않은 상태가 됩니다. 이걸 플로팅(Floating) 상태라고 부르는데, 이 상태에서는 주변 노이즈나 정전기만으로도 핀의 전압이 흔들려서 High와 Low가 랜덤하게 읽힐 수 있습니다(출처: 그래블로 도움말, 풀업/풀다운 저항 ). 이 문제를 해결하는 방법이 풀업(Pull-up)과 풀다운(Pull-down) 저항입니다. 풀업 저항은 전원과 입력핀 사이에 저항을 넣어서, 아무것도 안 눌렀을 때는 High로 고정하고 스위치가 눌리면 GND로 전류가 흘러 Low가 되게 만듭니다. 풀다운은 반대로 저항을 GND 쪽에 걸어서 평상시 Low를 유지하다가 스위치가 눌리면 High가 되게 합니다. 여기서 핵심은 입력핀의 임피던스가 풀업 저항보다 훨씬 크다는 점입니다. 일반적으로 마이크로컨트롤러 입력핀의 임피던스는 100k~1M옴 수준으로 알려져 있는데, 이게 풀업 저항값보다 훨씬 크기 때문에 스위치가 열린 상태에서는 풀업 저항 양단에 전압강하가 거의 없이 핀 전압이 전원전압에 가깝게 유지됩니다. 저는 신입 엔지니어에게 이 개념을 설명할 때 항상 "전류가 흐를 수 있는 가장 쉬운 길을 만들어주는...

같은 회로, 같은 저항값인데 검사지그마다 측정값이 미세하게 달랐던 적이 있습니다. 0.1% 오차 안에서 판정해야 하는 라인이었는데, 지그 3대의 기준전압이 서로 조금씩 어긋나 있었던 겁니다. 원인을 추적해보니 전압분배용 저항 두 개의 온도계수가 서로 다른 로트에서 섞여 들어간 게 문제였고, 저항값 자체는 정상이었는데도 온도에 따라 분배비가 미세하게 벌어졌던 겁니다. 전압분배와 기준전압 용도의 저항은 값만 맞다고 끝나는 게 아니라는 걸 그때 제대로 배웠습니다. 오늘은 이 주제를 원리부터 내부구조, 주의사항까지 풀어보겠습니다. 전압분배·기준전압용 저항을 쓰는 이유와 원리 전압분배(Voltage Divider) 회로는 직렬로 연결한 두 저항의 비율로 원하는 전압을 만들어내는 가장 기본적인 회로입니다. 출력전압은 입력전압에 아래쪽 저항값을 곱하고, 두 저항의 합으로 나눈 값이 됩니다. ADC 입력단에서 고전압을 낮춰서 읽거나, 배터리 잔량을 감지하거나, 비교기(Comparator)의 문턱전압을 설정할 때 이 원리를 그대로 씁니다. 기준전압(Reference Voltage) 용도는 여기서 한 단계 더 나아갑니다. 단순히 전압을 낮추는 게 아니라, 이후 모든 측정과 판정의 "0점" 역할을 하는 전압을 만드는 것이기 때문에 정밀도 요구 수준이 완전히 다릅니다. 저는 검사지그의 ADC 기준전압단을 설계할 때, 여기서 발생하는 오차가 뒤쪽 모든 측정값에 그대로 곱해져서 퍼진다는 걸 항상 염두에 둡니다. 중요한 건 절대값보다 비율(Ratio)입니다. 두 저항의 절대 저항값이 도면과 조금 다르더라도, 두 저항 사이의 비율만 정확하면 분배전압은 정확하게 나옵니다. 반대로 절대값은 정확한데 두 저항의 온도 변화 방향이 서로 다르면, 온도가 바뀔 때마다 분배비가 흔들려버립니다. 제가 겪은 검사지그 오차 사례가 바로 이 경우였습니다. ...

저항값 하나 잘못 계산하면 LED 수명이 절반으로 줄어듭니다. 전류를 눈으로 볼 수 없다 보니 다들 대충 표준값으로 넣고 넘어가는 경우가 많은데, 저는 그렇게 넘어갔다가 양산 초기에 LED가 예상보다 빨리 어두워지는 클레임을 받은 적이 있습니다. 원인은 전류 제한 저항값 계산을 데이터시트 최대 순방향전압 기준이 아니라 평균값으로 잡았던 것이었고, 그 이후로 전류 제한 저항만큼은 절대 대충 넣지 않습니다. 오늘은 전류 제한 용도로 쓰는 저항의 원리부터 종류, 내부구조, 주의사항까지 실무 기준으로 정리해보겠습니다. 전류 제한 저항을 쓰는 이유와 원리 전류 제한 저항의 원리는 결국 옴의 법칙(Ohm's Law) 하나입니다. 전압(V) = 전류(I) × 저항(R)이라는 이 단순한 식이, 회로에서는 "허용 전류를 넘지 않도록 여분의 전압을 저항이 대신 소모해준다"는 의미로 쓰입니다. LED처럼 순방향전압(Vf)이 정해진 소자는 전류가 조금만 올라가도 급격히 더 많은 전류를 끌어당기는 특성이 있어서, 저항 없이 전원에 직결하면 순식간에 과전류로 소손됩니다. 계산은 간단합니다. 공급전압에서 LED의 순방향전압을 뺀 나머지를, 원하는 전류로 나누면 필요한 저항값이 나옵니다. 예를 들어 5V 공급에 Vf 2V, 목표 전류 10mA짜리 LED라면 (5-2)/0.01 = 300옴이 필요합니다. 트랜지스터 베이스 전류 제한도 원리는 똑같습니다. 베이스-이미터 접합 전압(Vbe, 통상 0.6~0.7V)을 넘는 전압을 저항이 흡수해서, 트랜지스터에 과도한 베이스 전류가 흘러 들어가는 걸 막아줍니다. 제가 신입 때 이 계산을 빼먹고 베이스에 저항 없이 로직 신호를 바로 물렸다가, MCU 출력 핀이 과전류로 손상되는 걸 직접 겪은 적이 있습니다. 그날 이후로 트랜지스터 베이스단에 저항 빠뜨리는 실수는 두 번 다시 안 합니다. 요약 — 전...