저항은 전류를 제한하고 회로의 안전성을 높혀줍니다. 다이오드는 전류가 의도치 않은 방향으로 흐르는 것을 막아 줍니다.
키보드는 기본적으로 키 매트릭스 구조를 취하지만, 근본은 스위치 입니다.
이 스위치에 보면 저항이 붙는데,
예를 들어 스위치가 눌렸는지 안눌렸는지를 판단하기 위해 다음과 같은 회로를 구성한다고 합시다.
@가 스위치입니다.
5V
│
┼──@──입력포트
여기서 스위치를 누르면 입력포트에 5V가 들어가 스위치가 눌린거라고 인지할 수 있습니다. 반대로 스위치를 누르지 않는 다면, 입력 포트는 전압이 얼마가 들어갈지 알수가 없지요. 전자에서는 이를 붕 뜬상태라 하여 Floating이라 합니다. 그래서 여기서 회로를 업그레이드 하여 다음과 같이 꾸민다고 해 봅시다.
5V
│
┼────입력포트
│
@
│
0V
이렇게 하면, 평상시에는 입력포트에 5V가 공급 되다가 스위치를 누르는 순간 입력포트쪽이 아닌 0V쪽으로 전류가 흐르지요.
그럼으로서 입력포트는 0V임을 인지합니다. 입력포트가 아닌 0V로 전류가 흐르는 이유는 보통 제어칩의 입력 포트에는 아주 큰 저항이 내장되어 있어서 상대적으로 부하가 적은 접지(0V)로 전류가 흐르게 됩니다.
저항은 전류를 제한하고 회로의 안전성을 높혀줍니다. 다이오드는 전류가 의도치 않은 방향으로 흐르는 것을 막아 줍니다.
키보드는 기본적으로 키 매트릭스 구조를 취하지만, 근본은 스위치 입니다.
이 스위치에 보면 저항이 붙는데,
예를 들어 스위치가 눌렸는지 안눌렸는지를 판단하기 위해 다음과 같은 회로를 구성한다고 합시다.
@가 스위치입니다.
5V
│
┼──@──입력포트
여기서 스위치를 누르면 입력포트에 5V가 들어가 스위치가 눌린거라고 인지할 수 있습니다. 반대로 스위치를 누르지 않는 다면, 입력 포트는 전압이 얼마가 들어갈지 알수가 없지요. 전자에서는 이를 붕 뜬상태라 하여 Floating이라 합니다. 그래서 여기서 회로를 업그레이드 하여 다음과 같이 꾸민다고 해 봅시다.
5V
│
┼────입력포트
│
@
│
0V
이렇게 하면, 평상시에는 입력포트에 5V가 공급 되다가 스위치를 누르는 순간 입력포트쪽이 아닌 0V쪽으로 전류가 흐르지요.
그럼으로서 입력포트는 0V임을 인지합니다. 입력포트가 아닌 0V로 전류가 흐르는 이유는 보통 제어칩의 입력 포트에는 아주 큰 저항이 내장되어 있어서 상대적으로 부하가 적은 접지(0V)로 전류가 흐르게 됩니다.
여기까지 이야기하면 그럴듯 하지만.. 전자공학에서 DC이론에 근간이 되는 옴에 법칙이라는 녀석이 있습니다
V=IR로 V는 전압, I는 전류, R은 저항이지요.
이식을 전류 계산 식으로 바꾸면 I=V/R로, 이론상으로는 저항이 0일 경우 전류는 무한대로 증가합니다.
즉 바로 위에 회로 상으로는 5V와 0V사이의 흐르는 전류가 무한대가 되어버리지요. 전자에서는 이를 단락 또는 Short가 되었다고 합니다.
1차적으로 이를 방지하기 위해 다음과 같이 회로를 꾸미게 되지요.
($가 저항 @가 스위치 입니다.)
5V
│
$
│
┼────입력포트
│
@
│
0V
키보드의 키 매트릭스는 이녀석의 확장형 구조라고 보시면 됩니다. 물론 키매트릭스를 만드는 구조적인 것이니, 키 스캔하는 것에 대한게 있기는 하지만, 이걸 지금 당장 아실이유는 없는거 같고요.
즉 전류가 무한대가 되는 것을 방지하기 위해서 쓰입니다. 안전성이란 이를 말한겁니다.
그리고 전류를 제한 한다는 것은, 동시에 전압을 제어 하기 위해 쓰입니다.
위에 언급한 옴에 법치에 의하면, 전압과 전류가 비례함을 알수 있습니다.
즉 전류가 줄어들면 전압도 같이 감소 합니다. 그리고 저항과도 비례를 합니다.
키보드에 들어가는 소자중에 LED가 있습니다. 이 LED는 감당할 수 있는 전압에 한계치가 존재를 합니다.
일정 이상의 전압이 인가 되면 망가지지요. 그래서 LED와 직렬로 저항을 달아 줌으로써 전류를 제한하고,
LED에 인가되는 전압을 낮춥니다. 보통 전원에 쓰이는 전압이 5V 인데, LED에 쓰이는 전압은 1.8V~3V사이거든요.
키보드에서 저항이 하는 역할은 이정도 입니다. 컨트롤러 보드까지 파면 이야기가 복잡해지니 여기까지 하고,
------------------------------
다이오드는 기본적으로 극성을 가지고 있습니다. 그래서 극성과 반대되는 방향으로는 전류가 흐르지 않습니다.
물론 무한대로 견디는 것은 아니고, 한도이상의 전압이 역방향으로 걸리면 망가지지요.
일반적인 다이오드에 경우 순방향으로는 0.7V이상 인가되면, 전류가 흐릅니다.
키보드에서 이녀석이 붙는 이유는 혼선 방지를 위해서 입니다.
키매트릭스는 라인별로 각각의 스위치가 선을 공유해서 쓰기 때문에 키간에 혼선이 일어날 수 있습니다.
특정키 조합을 누르게 되면, 전혀 별개의 동작을 할 수도 있지요.
다이오드는 이렇게 혼선으로 인해 다른 스위치 열로 전류가 전달되는 것을 방지해 주지요.
다중 입력이 아예 안되는 키보드나, 잘 안되는 키보드, 오동작이 심한 키보드는 다이오드가 빠져있는 모델이라 보셔도 됩니다.