[아두이노] 왜 어떤 센서는 저항만 있고, 어떤 센서는 전압을 바로 줄까?
아두이노로 센서를 다루다 보면 이런 의문이 한 번쯤 생깁니다.
- 서미스터나 조도센서는 왜 저항만 덩그러니 있고
- LM35DZ 같은 센서는 왜 전압을 바로 출력할까?
겉보기에는 둘 다 “온도 센서”인데, 내부는 완전히 다른 세계입니다.
1. 저항형 센서: “날것의 재료”
대표적인 예:
- 서미스터 (Thermistor)
- 조도 센서 (LDR)
이 센서들의 본질은 아주 단순합니다.
👉 물리량 → 저항 변화
예를 들어:
- 온도가 올라가면 저항이 줄어든다 (NTC)
- 빛이 밝아지면 저항이 줄어든다
하지만 여기서 중요한 포인트:
❗ 이 센서들은 전압을 만들어내지 못합니다
📌 그래서 반드시 필요한 것: 전압 분배 회로
아두이노는 “전압”만 읽을 수 있기 때문에
저항을 전압으로 바꿔줘야 합니다.
이때 등장하는 것이 바로 전압 분배 공식입니다.
- : 고정 저항
- : 센서 (가변 저항)
👉 센서 저항이 변하면 → 출력 전압이 변함 → 아두이노가 읽음
🔧 PLC 비유
이건 딱 이런 느낌입니다:
- 무전압 접점
- 단순 가변 저항기
👉 스스로 신호 못 만듦
👉 외부에서 “회로 구성”을 해줘야 의미 있는 데이터가 됨
2. LM35DZ: “이미 요리된 완제품”
LM35DZ temperature sensor 같은 센서는 완전히 다릅니다.
겉은 단순해 보여도 내부는…
👉 정밀 아날로그 IC
📌 내부에서 무슨 일이 벌어질까?
LM35DZ 안에는:
- 트랜지스터 배열
- 기준 전압 회로
- 증폭기 (Op-Amp)
같은 것들이 들어 있습니다.
그 결과:
👉 온도 → 전압으로 바로 변환해서 출력
📌 핵심 특징
가장 중요한 공식은 이것 하나입니다:
즉,
- 25°C → 250mV
- 30°C → 300mV
👉 그냥 전압을 읽고 10으로 나누면 온도 끝
🔧 PLC 비유
이건 훨씬 고급입니다:
- 4~20mA 트랜스미터
- 0~10V 출력 센서
👉 이미 내부에서 다 계산해서
👉 “표준 신호”로 뽑아줌
3. 왜 엔지니어는 LM35 같은 방식을 선호할까?
단순히 편한 수준이 아니라, 설계 철학 자체가 다릅니다
✅ 1) 회로가 압도적으로 단순해짐
- 저항 1개도 필요 없음
- 그냥 VCC / GND / OUT 연결 끝
👉 실수할 여지가 줄어듦
✅ 2) 선형성 (Linearity)
서미스터:
- 온도 ↔ 저항 관계 = 곡선 (비선형)
- 계산 복잡 (로그, 보정 필요)
LM35:
- 온도 ↔ 전압 = 완벽한 직선
👉 코드가 이렇게 단순해짐:
float temp = analogRead(A0) * (5.0 / 1023.0) * 100;
✅ 3) 정밀도와 신뢰성
- 서미스터 → 외부 저항 오차 영향 (1%~5%)
- LM35 → 공장에서 이미 캘리브레이션 완료
👉 산업용으로 갈수록 이 차이가 큼
4. 핵심 요약 (한 줄 정리)
👉 서미스터는 “재료”이고, LM35는 “완제품”이다
-
서미스터:
→ 회로를 직접 만들어야 데이터가 나옴 -
LM35:
→ 이미 내부에서 계산 끝 → 전압만 읽으면 됨
💡 엔지니어 관점 한마디
초보 단계에서는 서미스터를 많이 쓰지만,
실제 시스템 설계로 가면 점점 이렇게 바뀝니다:
👉 “센서 + 신호처리 IC 일체형”
왜냐하면 결국 중요한 건:
정확하고, 안정적이고, 해석하기 쉬운 데이터
이기 때문입니다.
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