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전자1643

빛의 휘도 정의 빛의 휘도(Luminance)는 특정 방향에서 본 빛원의 단위 면적당 빛의 광도(Luminous Intensity)를 의미한다. 휘도는 밝기(Brightness)를 나타낸다. 위 그림에서 면적 A에서 빛이 나간다. 각도 θ의 방향에서 보이는 빛의 광도가 I일 때 휘도 L은 다음 식과 같다. 위 식에서 A cosθ는 각도 θ의 방향에서 보이는 면적이다. 즉, 휘도는 광도를 보이는 면적으로 나눈 값이다. 수직방향에서는 L = I / A 이다. 휘도 단위는 nit 또는 cd/m2 이다. 휘도는 모니터 화면 밝기에 많이 사용된다. ☞ 광속과 광도 2022. 6. 16.
빛의 단위 (광속, 광도, 조도, 휘도) 광속 (Luminous Flux) 빛의 양 인간 눈의 민감도에 따라 보정한 값 단위 : lm (Lumen) 광도 (Luminous Intensity) 광속을 입체각으로 나눈값 단위 : lm/sr , cd (Candela) 조도 (Illuminance) 광속을 면적으로 나눈값 단위 : lm/m2 , lux 휘도 (Luminance) 광도를 면적으로 나눈값 단위 : cd/m2 , nit ☞ 광속과 광도 ☞ 조도와 휘도 2022. 6. 16.
릴레이 동작 전압 릴레이의 동작전압(Operate Voltage)과 해제전압(Releae Voltage)은 히스테리시스 특성을 가진다. 파나소닉의 PA-N 릴레이의 코일전압에 따른 동작/해제 시간은 다음과 같다. 코일 전압이 상승할수록 릴레이 동작속도는 빨라지고 코일 정격전압의 80%에서 120%까지 동작한다. 릴레의 동작전압과 해제전압은 주위온도에 따라 달라진다. 다음 그래프와 같이 온도가 올라갈수록 동작/해제 전압은 상승한다. ☞ 릴레이 특성 2022. 6. 14.
태양 추적 센서 태양광 전지 팬널 사용 시 태양광 추적기(Panel Tracker)에서 태양을 추적하는 센서 중 가장 단순한 구조는 다음 그림과 같다. 4개의 광 센서가 격벽으로 분리되어 있고 격벽에 의한 그림자에 의해 달라지는 태양광의 세기를 광 센서에서 검출하여 태양광 전지 패널의 방향을 조정한다. 2022. 6. 14.
태양광 발전 MPPT MPPT (Maximum Power Point Tracking) 또는 PPT (Power Point Tracking)은 태양광 패널 등에서 최대의 전력을 인출하기 위해 사용되는 기술을 의미한다. 특정 조건일 때 태양광 패널에서 최대 전력을 인출할 수 있는 최적의 전압과 전류가 있다. 예를 들면, 태양광 패널에서 1A를 사용하면 1V를 출력하여 1W가 나오고 1.1A를 사용하면 0.95V를 출력하여 1.045W가 나올 수 있다. 최대의 전력이 나오는 전압과 전류는 일조량, 온도, 패널의 노화 등의 복합적인 요인의 영향을 받는다. MPPT는 보통 DC-DC 컨버터 형태로 구현된다. DC-DC 컨버터의 전압비를 변화 시키면 패널에서 인출되는 전압과 전류가 변화되고 다양한 알고리즘을 사용하여 최대 전력 지점을 .. 2022. 6. 14.
STM32 중국 짝퉁 칩 중국의 GigaDevice에서 STM32와 비슷한 칩을 판매한다. 모델명이 STM 대신 GD로 시작한다. STM32와 거의 같지만 속도와 플래시 크기가 다르다. 아래 사진은 중국의 모터 드라이버에 사용된 GD32F103C8T6이다. 2022. 6. 14.
RTU 란? RTU(Remote Terminal Unit)는 SCADA 시스템에서 데이터 수집과 제어를 하는 장치를 의미한다. LS에서 나오는 RTU는 다음 사진과 같다. SCADA에는 RS485 또는 이더넷으로 연결되어 디지털 입력, 아날로그 입력, 디지털 출력을 할 수 있다. RTU를 리모트 I/O 장치라고 볼수도 있다. ☞ LS RTU 바로가기 ☞ SCADA 란? 2022. 6. 12.
DD 모터란? DD(Direct Driver) 모터는 감속기 없이 사용할 수 있는 모터이다. 감속기를 사용하지 않음으로써 효율과 수명을 늘리고 소음을 줄일 수 있다. DD 모터를 감속기를 사용하지 않기 위해 저속 고토크를 출력한다. 고토크를 구현하기 위해 DD 모터는 다음 그림과 같이 반경이 큰 원반 형태를 가진다. 2022. 6. 11.
모터 파워 속도 토크 모터의 파워는 각속도와 토크의 곱이다. 여기서, P : 파워 [W] τ : 토크 [Nm] ω : 각속도 [rad/s] 모터의 파워와 속도 토크는 다음과 같다. 2022. 6. 11.
마그네틱 테이프의 역사 오디오 녹음과 재생을 위한 마그네틱 테이프는 1928년 독일인 엔지니어 Fritz Pfleumer에 의해 처음 개발되었다. 테이프를 이용하는 테이프 레코더는 1935년 독일의 AEG에서 Magnetophon K1이라는 이름으로 출시하였다. 2차세계대전 후 독일의 테이프는 전세계로 퍼져나갔다. 1958년 미국의 RCA에서 테이프 카트리지를 만들었다. 1963년 필립스에서 컴팩트 카세트를 만들었다. 컴팩트 카세트는 RCA의 테이프 카트리지보다 가로세로 길이가 절반 정도이다. 2022. 6. 11.
전자공학과를 졸업할 때 전기 전자공학과의 세부 전공은 매우 많다. 또한 각 세부 전공이 매우 달라서 한 세부 전공에서 다른 세부 전공으로 옮기기가 매우 어렵다. 대학원에서 한 세부 전공을 선택하여 공부할 수도 있다. 하지만, 대학원에서 전공한 것과 다른 분야로 취업하는 경우도 많기 때문에 첫 직장을 어떤 분야로 가는 지가 중요하다. 첫 직장에서 하는 세부 전공 분야를 이후에도 계속 해야 되는 경우가 많다. 첫 직장의 경력을 살려 다른 분야로 가기 위해서는 첫 직장과 비슷한 분야로 가야 하고 첫 직장의 분야를 평생 해야 할 가능성이 높다. 이것은 전기 전자 분야만이 아니라 다른 분야도 마찬가지 겠지만 이러한 경향은 전기 전자 분야에서 더 심한 것 같다. 왜냐하면 전기 전자 분야는 세부 전공 사이의 차이가 매우 크기 때문이다. 예.. 2022. 6. 11.
스텝모터 최대 속도 스텝모터의 최대 속도는 모터마다 다르지만 보통 최대속도는 1,000 rpm 정도 이다. 하지만, 스텝모터가 공진이 되면 토크가 줄어들기 때문에 최대속도가 300 rpm까지 떨어지기도 한다. 스텝모터 제조사에서 제공하는 속도-토크 특성은 다음과 같다. 위 스텝모터의 최대속도는 1,500 rpm이다. 하지만, 스텝모터는 속도가 증가하면 토크가 줄어들기 때문에 고속으로 사용하기 어렵다. 보통 그래프에는 나오지 않지만 600 rpm 정도의 공진 주파수에서 토크가 급격하게 줄어드는 지점이 있다. 위의 그래프에서와 같이 홀딩토크가 동일해도 정격전류가 높은 모델은 속도 증가에 따른 토크 감소가 더 작다. 2022. 6. 10.
STM32에서 MPU-6050 사용하기 초기화 STM32에서 MPU-6050을 초기화하는 코드는 다음과 같다. #define MPU6050_I2C_ADDRESS 0x68 #define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B #define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B #define MPU6050_PWR_MGMT_2 0x6C #define MPU6050_WHO_AM_I 0x75 #define MPU6050_CONFIG 0x1A #define MPU6050_GYRO_CONFIG 0x1B #define MPU6050_ACCEL_CONFIG 0x1C union accel_t_gyro_union { struct { byte x_accel_h; byte x_accel_l; byte y_accel_h; byte y_accel_l; by.. 2022. 6. 9.
옷 보안 라벨 T 셔츠에 붙어 있는 보안라벨(Security Label) 아래와 같은 것은 보안택(Security Tag)이라고 한다. 보안라벨이나 보안택은 EAS 또는 RFID 기술을 사용한다. ☞ RFID 원리 2022. 6. 8.
ELP 전선관 ELP 전선관 (파상형 경질 폴리에틸렌 전선관, Corrugated Hard Polyethylene Pipe) 특징 1. ELP 전선관의 규격은 KS C 8455이다. 2. 지중 전선관이라고도 한다. 3. 일본에서는 FEP (Flexible Electric Pipe)라고 한다. 4. ELP은 약자가 아니라 상품명에서 유래했다. 5. 주름이 깊어 지중의 압력을 견딜 수 있다. 6. 전선인입용 철선이 관속에 들어있다. 7. 파상형(Corrugated)이란 물결 모양이라는 뜻이다. 2022. 6. 8.
스텝모터의 종류 스텝모터는 크게 다음과 같은 3종류가 있다. 1) 영구자석 스텝모터(Permanent Magnet Stepper Motor) 영구자석 스텝모터는 회전자에 영구자석을 사용하는 스텝모터이다. 2) 가변 리럭턴스 스텝모터(Variable Reluctance Stepper Motor) 가변 리럭턴스 스텝모터는 리럭턴스 모터로 회전자에 철을 사용하는 모터이다. 3) 하이브리드 스텝모터(Hybrid Stepper Motor) 하이브리드 스텝모터는 위의 영구자석과 가변 리럭턴스의 특성을 합친 모터이다. 회전자에 영구자석을 사용하고 가변 리럭턴스의 원리를 이용한다. 하이브리드 스텝모터는 작은 크기로 큰 출력을 낼수 있다. ☞ 리럭턴스 모터의 원리 2022. 6. 2.
메카트로닉스 뜻 메카트로닉스(Mechatronics, Mechatronics Engineering)는 Mechanics(기계공학)와 Electronics(전자공학)의 합성어이다. 메카트로닉스는 원래 일본의 야스카와 전기에서 처음 사용한 말로 1971년 상표등록하었다. 이후 권리를 공개하였다. 메카트로닉스는 전자공학과 기계공학이 결합된 공학이다. 메카트로닉스의 대표적인 시스템은 로봇이다. 메카트로닉스와 비슷한 말로 Electromechanics(전기 기계학)라는 말이 있다. Electromechanics는 전동기, 발전기, 릴레이, 전기 타자기와 같이 전기와 기계가 결합된 것을 의미한다. 메카트로닉스에 Electromechanics을 포함시키기도 한다. 2022. 6. 1.
로직 게이트를 이용한 오실레이터 회로 SN74LVC1GU04을 이용한 오실레이터 회로는 다음과 같다. SN74LVC1GU04에서 U04는 Unbuffered Logic을 의미한다. 2022. 6. 1.
링 오실레이터 링 오실레이터(Ring Oscilator)는 다음 그림과 같이 NOT 게이트를 이용한 오실레이터이다. 링 오실레이터는 홀수개의 NOT 게이트를 직렬로 연결한다. 연결되는 NOT 게이트의 개수 또는 전압 크기를 변화시키면 진동 주파수가 변한다. 2022. 6. 1.
전기공학 다이어그램 2022. 5. 31.
전압계의 구조 전압계(Voltmeter)의 구조는 다음과 같다. 측정하려는 전압크기에 따라 레인지 선택 스위치를 회전시킨다. 전압에 비례하는 전류가 흐르면 전류에 비례하여 전압계의 바늘이 움직인다. 전압계의 내부 저항은 크기 때문에 전압계에 흐르는 전류는 최대 100uA로 매우 작다. 2022. 5. 28.
컴퓨터 확장 슬롯 확장 슬롯(Expanstion Slot)을 Bus Slot, Expansion Port라고도 한다, 확장 슬롯에는 다음과 같은 것들이 있다. - AGP : 그래픽 카드을 위한 슬롯 - ISA - EISA - PCI - PCI Express - VESA 현재는 대부분 AGP, PCI, PCI Express만 사용한다. 2022. 5. 28.
64개 LED 드라이버 MAX7219 MAX7219는 다음 그림과 같이 최대 8개의 7-Segment를 제어할 수 있다. MCU와 SPI 통신으로 연결된다. ISET과 V+ 사이의 저항으로 전체 밝기를 조절할 수 있다. LED 표시 주파수는 800Hz이다. 7-Segment 뿐만 아니라 일반적인 LED를 최대 64개까지 제어할 수 있다. 8x8 도트매트릭스 LED도 제거 가능하다. SPI 통신의 레지스터 설정을 통해 전체 LED 밝기를 16단계로 조절할 수 있다. 2022. 5. 28.
모터 드라이버와 모터 컨트롤러의 차이 모터 드라이버(Motor Driver)와 모터 컨트롤러(Motor Controller)는 서로 혼용하여 사용하는 경우가 많다. 이 2개에 대한 명확한 정의는 없다. 하지만, 모터 드라이버와 모터 컨트롤러는 느낌이 미묘하게 다르다. 모터 드라이버는 모터에 전력을 공급하는 것을 의미한다. H 브릿지 회로가 내장된 IC는 모터 드라이버라고 부른다. 모터 컨트롤러는 제어신호를 발생시켜 위치나 속도 제어를 하는 것이다. 모터 컨트롤러는 모터 드라이버와 연결하여 사용한다. 동일한 모터 컨트롤러에 다른 용량의 모터 드라이버를 사용할 수도 있다. 모터 제어 시스템에서 모터 드라이버는 하위 계층에 있고 모터 컨트롤러는 상위 계층에 있는 어감이 있다. 모터 드라이버와 모터 컨트롤러가 대충 이런 뜻이지만 실제로는 거의 모든.. 2022. 5. 28.
모터와 모터 컨트롤러가 필요한 이유 모터 종류에 따라 단순히 전기를 연결하기만해도 모터가 도는 것도 있고 모터에 모터 컨터롤러(Motor Controller)를 사용해야 하는 경우도 있다. DC 모터와 유도모터는 모터 컨터롤러가 없어도 각각 DC 전원와 AC 전원을 인가하면 모터가 회전한다. 모터 컨트롤러가 없이도 모터를 사용할 수 있지만 모터 컨트롤러를 사용하면 정밀한 제어, 위치제어, 보호기능 등을 사용할 수 있다. 스텝모터, BLDC 모터, PMSM은 모터 컨트롤러를 연결해야지만 모터가 회전한다. 2022. 5. 28.
스텝모터에서 열이 나는 이유와 대책 스텝모터에서 열이 나는 이유는 다음과 같다. 1) 권선 저항에 의한 발열 2) 에디 전류에 의한 발열 3) 진동에의한 발열 열이 발생하는 가장 큰 요인은 권선 저항이다. 권선 저항이 큰 스텝모터는 발열이 크다. 비슷하게 생긴 스텝모터라도 제조사에 따라 권선저항은 다르다. 스텝모터의 발열 대책은 다음과 같다. 1) 정지했을 때 전류를 낮춤 2) 히트 싱크 부착 3) Close-loop 제어 발열을 가장 크게 줄일 수 있는 방법은 Close-loop 제어를 하는 것이다. 2022. 5. 27.
다이오드 사용한 스위칭 회로 파형 인덕터 성분이 있는 부하를 스위칭할 때는 다음과 같이 다이오드를 사용해야 한다. ON에서 OFF로 스위칭할 때 a 지점의 전압은 다음과 같다. 세로축 간격은 500ns이다. 만약 다이오드가 없다면 트랜지스터가 ON에서 OFF가 될 때 인덕터에 의해 a 지점에서 전원의 몇 배에 달하는 매우 높은 스파이크 전압이 발생한다. 트랜지스터 뿐만 아니라 릴레이를 사용하여 스위칭할 때도 다이오를 사용해야 한다. 2022. 5. 27.
키보드 회로 키보드 또는 키패드는 다음과 같이 매트릭스 구조를 가진다. 위에서 C1~4와 R1~4는 모두 MCU의 GPIO에 연결한다. C1~C4는 pull-up input으로 설정한다. 다음과 같은 순서로 키보드 값을 읽는다. (1) R2~R4는 pull-pu input으로 설정하고 R1은 output으로 설정하고 Low를 출력한다. (2) C1~4의 값을 읽어서 1번째 줄의 키값을 알수 있다. (3) R1, R3~R4는 pull-pu input으로 설정하고 R2은 output으로 설정하고 Low를 출력한다. (4) C1~4의 값을 읽어서 2번째 줄의 키값을 알수 있다. (5) R1~2, R4는 pull-pu input으로 설정하고 R3은 output으로 설정하고 Low를 출력한다. (6) C1~4의 값을 읽어서 .. 2022. 5. 25.
스텝 모터의 위치가 틀어지는 이유 스텝모터가 스텝을 놓쳐 위치가 틀어지는 것을 Step Loss라고 한다. 스텝모터의 운동방정식은 다음과 같다. 여기서, ω는 각속도, I는 관성모멘트, τ는 토크이다. 스텝모터가 가속할 때 토크와 각속도는 다음과 같다. α의 각가속도를 위해서는 τ1의 토크가 필요하다. 만약 스텝모터의 토크가 τ1보다 작으면 가속되지 못하고 Step Loss가 발생한다. 스텝모터의 토크는 속도가 증가함에 따라 감소한다. 아래 그림에서 파랑선은 스텝모터의 토크를 나타낸다. 가속구간에서 토크가 감소한다. 가속초기에는 가속에 필요한 토크 τ1보다 스텝모터의 토크가 크지만 가속하여 속도가 증가함에 따라 스텝모터의 토크가 감소한다. t1부터는 가속에 필요한 토크보다 스텝모터의 토크가 작아지면서 Step Loss가 발생한다. ☞ 스.. 2022. 5. 24.
엔코더 신호 인크리멘탈 엔코더 인크리멘탈 엔코더의 신호는 다음과 같다. A와 B 상은 90도 위상차가 난다. 정회전을 할 때 AB 신호는 01 → 00 → 10 → 11 순서로 변하고 역회전을 할 때는 01 → 11 → 10 → 00 순서로 변한다. 엔코드 신호는 한번에 1비트만 바뀌는 그레이 코드이다. 한번에 2비트가 모두 바뀐다면 오류가 발생한 것이다. 홀센서 신호 3개 신호를 사용하는 홀센서 신호는 다음과 같다. 120도 배열의 홀센서 신호는 다음과 같다. 각 상이 120도 위상차가 난다. 60도 배열을 가진 홀센서 신호는 다음과 같다. 각 상은 60도 위상차가 난다. 홀센서 신호도 한번에 1비트만 바뀌는 그레이 코드이다. ☞ 그레이 코드 2022. 5. 24.
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