브레드보드 사용법 및 실습 예제: LED 1개, 버튼을 통해 LED 켜기

브레드보드를 처음 쓰는 초보자 기준으로 가장 간단하면서 핵심 개념을 배우는 회로를 만들어 보는 방법을 설명하도록 하겠습니다.

 

브레드보드 구조

브레드보드는 내부가 이렇게 연결되어 있습니다.

브레드보드 구조

• 위/아래 긴 줄은 전원 레일(power rail)입니다. 전원의 +를 + 레일의 아무 지점에 연결하면 해당 레일 전체에 + 전압이 분배됩니다. 전원의 -를 - 레일에 연결하면 공통 접지(GND)가 형성됩니다.
  • + 레일은 “전기를 공급하는 줄”, - 레일은 “전기가 돌아오는 줄(기준점)”입니다. 한 번 연결하면 그 줄 전체가 전선 하나처럼 동작합니다.
  • [저 같은 초보자 입장에서는] '전원이 연결된다'라고 생각하면 됩니다.
• 중앙의 세로 5개 구멍은 내부적으로 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 하나의 노드(node)로 동작합니다. 일반적인 브레드보드에서는 a, b, c, d, e가 서로 연결되어 있고, f, g, h, i, j가 서로 연결되어 있습니다.
  • 노드(node)는 “서로 전기가 자유롭게 오갈 수 있는 같은 지점”이라고 이해하면 됩니다. 
    • [초보] 같은 전선으로 이어졌다
  • 동일한 부품의 두 단자를 같은 세로 5칸에 꽂으면 두 단자가 같은 지점에 연결된 것이 되어 전압 차이가 없어집니다. 그러면 전류가 흐르지 않거나, 경우에 따라 단락(short, 합선)에 가까운 상태가 되어 회로가 제대로 동작하지 않습니다.
• 부품을 연결할 때는 서로 다른 세로 줄(즉, 다른 노드, 다른 숫자 라인)에 걸쳐 배치해야 전위차가 형성되고, 실제 전류가 흐르는 회로가 구성됩니다. 이때 가로 방향(숫자 기준)으로 떨어진 위치를 사용하면 서로 다른 노드에 연결한 것과 같은 효과를 얻을 수 있습니다.
  • 전위차는 “전기가 흐르기 위한 높이 차이”라고 생각하면 됩니다. 이 차이가 있어야 전류가 흐릅니다.
  • 예를 들어 LED의 한쪽 단자가 60번 줄, 다른 쪽 단자가 58번 줄에 있다면 서로 다른 줄이므로 전기가 흐를 수 있고 정상적으로 동작합니다.
• 가운데 구분선(divider, center gap)을 기준으로 좌우 영역은 서로 전기적으로 연결되어 있지 않습니다. 이 공간은 주로 DIP 형태의 IC 칩을 중앙에 걸쳐 배치하여 양쪽 핀이 서로 다른 노드에 연결되도록 하기 위해 사용됩니다.
  • 가운데 홈은 “전기가 끊어진 경계선”입니다. 이 덕분에 IC 칩을 꽂을 때 양쪽 다리가 서로 섞이지 않고 독립적으로 연결됩니다.

 

필요한 부품

• 전원 모듈 (건전지 어댑터 등 전원을 연결할 수 있는 것은 모두, 3.3V 또는 5V)
• LED 1개
• 저항 (220Ω ~ 1kΩ)
• 점퍼 와이어

 

 

연결 방법 (순서대로)

① 전원 모듈 설치

• 브레드보드 위쪽 전원 레일에 꽂기
• USB 연결
• 점퍼 → 5V 또는 3.3V 설정
• 스위치 ON

 

② 전원 레일 확인

• 빨간 줄 = + (전원)
• 파란 줄 = - (GND)

 

전원 모듈 연결

 

③ LED 꽂기

LED는 불빛을 내는 부품입니다. 중요한 것은 다리 길이가 다릅니다.  각 다리를 서로 다른 줄에 꽂아야 합니다.

• 긴 다리 = + (애노드)
• 짧은 다리 = - (캐소드)

 

다른 라인에 꽂아야 함

 

④ 저항 연결

저항은 방향 상관없이 아무 방향으로 꽂아도 됩니다. 저항은 전류를 “줄이는 역할”만 하는 부품으로, 내부 구조가 대칭적이기 때문에 전류가 어느 방향으로 흐르든 동일하게 동작합니다.

저항 한 쪽은 LED와 연결하고, 다른 쪽은 전원 레일 (+ 또는 -)와 연결합니다.

저항을 연결하는 이유는 LED가 약하기 때문에 전류로부터 LED를 보호하기 때문입니다. 

• 과전류 방지 및 부품 보호: 저항 없이 LED를 전원에 직접 연결하면 너무 많은 전류가 흘러 LED가 즉시 손상되거나 수명이 단축됩니다.
• 전류 제한: LED는 전압이 조금만 높아져도 전류가 급격히 증가하는 반도체 특성이 있어, 저항이 전류를 적절한 수준(일반적으로 20mA 내외)으로 제어해야 합니다.
• 안정적인 동작:  전압이 변하더라도 저항이 전류를 일정하게 유지하여 LED 불빛이 깜빡거리지 않게 합니다.

 

④ 전원 연결

LED에서 저항과 연결되지 않은 쪽을 전원 레일과 연결합니다. 비어있는 다리가 긴 쪽인 경우 +와 연결하고, 다리가 짧은 쪽인 경우 - 레일과 연결합니다.

전원 모듈에 USB 케이블을 연결한 뒤 ON 버튼을 눌러 LED가 동작하는지 확인합니다.

LED 켜기 회로

 

 

[응용] 푸시 버튼을 통해 켜고 꺼지는 LED 

푸시 버튼은 누르면 전류가 통하고, 누르지 않으면 전류가 통하지 않는 간단한 버튼입니다.

푸시 버튼 (Push Button)

방향을 주의해서 봐야 합니다. 기본적으로 누르지 않은 상태에서는 노란색끼리는 연결되어 있고, 서로 끊어져 있습니다. 버튼을 누르면 노란색이 연결되면서 하나의 선으로 이어진 효과가 나타나 전류가 흐르게 됩니다.

저항이 연결된 LED 다리 한 쪽과 저항 사이를 멀리 떨어트려 놓습니다. 그 사이에 버튼을 설치합니다. 그리고 LED 다리 한 쪽은 a(또는 d)와 연결하고, 저항 한 쪽은 b(또는 c)와 연결합니다. 기본적으로는 버튼이 눌리지 않은 상태이므로 둘 사이는 연결되어 있지 않아 불빛이 나오지 않습니다. 버튼을 누르면 서로 연결되어 LED가 나타내게 되는 것입니다.

버튼 추가

 

동작 여부를 확인합니다.