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전자1643

이동평균필터 프로그램 코드 대표적인 FIR 필터인 이동 평균 (Moving Average, MA) 필터는 다음과 같다. 정수형 변수를 사용하여 위 식을 그대로 코딩하면 N으로 나눌 때 오차가 발생하고 그 오차가 누적된다. 이동 평균을 실제로 코딩할 때는 다음과 같이 s를 사용하여 나누기 연산을 제거한다. 여기서 s는 다음과 같다. C로 나타낸 MA 필터는 다음과 같다. s = s + input; s = s - buf[buf_idx]; buf[buf_idx] = input; buf_idx++; if(buf_idx>=500) buf_idx = 0; output = s / 500; MA 필터는 메모리를 많이 사용하는 단점이 있지만 IIR 필터에 비해 동작이 확실하고 디버깅을 아주 쉽게 할 수 있다. 메모리의 여유가 있다면 MA 필터를 .. 2020. 5. 10.
정수형 변수를 사용하여 IIR 필터 구현하기 정수형 변수를 사용하여 IIR (Infinite Impulse Response) 필터를 구현하는 것은 조금 까다롭고 조심해야 할 것이 있다. IIR 필터는 보통 다음과 같이 구현한다. y = (x + y *255) / 256; 하지만, 정수형 변수를 사용하는 위와 같은 코드는 심각한 문제가 있다. 만약, 출력 y가 0이고 입력 x에 1의 입력이 들어온다면 위 명령을 아무리 많이 수행해도 y는 항상 0이 되고 1로 수렴되지 않는다. x가 255일 때도 마찬가지이고 256가 되어야 1이 된다. 이와 같은 문제는 다음과 같이 해결할 수 있다. x = x_in * 256; y = div(x + y*255, 256); y_out = div(y, 256); div 함수는 입력된 2개의 정수 변수를 나눈 후 버림 또.. 2020. 5. 10.
모터 hp 마력 단위 모터에 사용되는 마력 단위인 hp는 기계에서 사용하는 hp와 다르다. 모터에 사용하는 hp는 Electrical horsepower로 1hp는 정확히 746W이다. 기계에서 사용하는 hp는 Mechanical horsepower로 1hp는 33,000 ft lbf/min로 약 745.69989W이다. 국제적으로 사용하는 Metric horsepower는 1PS에 75 kgf⋅m/s로 정확히 735.49875W이다. 단위가 hp가 아니라 PS이다. 2020. 5. 10.
멀티플렉서 멀티플렉서(Multiplexer, Mux)는 다음 그림과 같이 여러 개의 입력 중에서 하나를 선택하여 출력하는 장치이다. 디지털 신호용 Mux와 아날로그 신호용 Mux가 있다. 디멀티플렉서(Demultiplexer, Demux)는 다음과 같이 입력을 선택된 출력 포트로 출력하는 장치이다. 2020. 5. 6.
납축전지 원리 충전된 납축전지의 상태는 다음과 같다. 전해액은 황산이고 양극은 이산화납이고 음극은 납이다.방전 중에는 전해액의 SO4가 양극과 음극으로 각각 이동하고 양극의 O2가 전해액으로 이동한다. 양극과 음극에서 이와 같은 화학 반응을 하면 양극에는 전자가 2개 모자라고 음극에는 전자가 2개 남아서 음극에서 양극으로 전자가 흐른다. 전자가 흐르는 방향과 전류의 방향은 반대이다. 방전된 납축전지 상태는 다음과 같다. 전해액은 물이 되고 양극과 음극 모두 황산납이 된다.충전 중에는 방전 중과 반대로 양극과 음극의 SO4가 전해액으로 이동하고 전해액의 O2가 양극으로 이동한다. 양극과 음극에서 이와 같은 화학 반응을 하면 양극에는 전자가 2개 남고 음극에는 전자가 2개 모자라서 양극에서 음극으로 전자가 흐른다. 전자가.. 2020. 5. 4.
RC카 주파수 변경 장난감 RC카를 사용하다보면 2대의 주파수가 겹쳐 각각 조종이 안되고 혼선이 되는 경우가 있다. 그럴 때는 RC카와 리모콘 각각을 분해하여 보드에 있는 코일을 드라이브로 돌려 주파수를 변경할 수 있다. 우선 RC카의 코일을 드라이브로 돌려 주파수를 바꾼 후 리모콘에서 RC카 조종이 될 때까지 리모콘의 코일을 돌려 서로 주파수를 맞춘다. 코일은 인덕터 부품으로 코일을 돌리면 인덕턴스 성분 L이 변한다. L값에 따라 공진 주파수가 변하기 때문에 무선 주파수가 변하게 된다. 2020. 5. 3.
Wiegand 통신 Wiegand 통신은 D0과 D1의 2개 데이터 선과 GND 선으로 구성된다. 전압은 +5VDC이고 D0이 GND이고 D1이 +5V이면 데이터는 0이 되고 D0이 +5V이고 D1이 GND이면 데이터는 1이 된다. D0와 D1이 모두 GND인 경우는 없다. RS-232나 RS-495에 비해 Wiegand 통신은 별도의 칩을 사용하지 않고 하드웨어적으로 쉽게 구현할 수 있다. 최대 통신거리는 150m이다. 원래 Wiegand 통신 프로토콜은 1비트 패러티비트, 8비트 Facility code, 16비트 ID code , 1비트 패러티비트로 총 26비트였다. 하지만, 현재는 사용자마다 다른 길이와 포맷의 프로토콜을 사용한다. Wiegand 통신을 사용하기 위해서는 전용칩은 없고 마이크로프로세서에서 직접 구현해.. 2020. 5. 1.
잔류자기와 보자력 다음 그림에서 x 축 B는 외부에서 인가 되는 자기력이고 y축 M은 물체의 자기력이다. 자성체는 처음 다음 그림과 같이 R의 자기력을 가지고 있다. 이러한 R 지점에서 y축 값을 잔류자기(Remanence, Residual magnetism)라고 한다. 외부 자기장이 물체의 자기장과 반대방향으로 증가하면 R 위치에서 물체의 자기장 M이 0이 되는 C에 도달하게 된다. 물체의 자기장이 0이 되는 지점 C에서 x 축 값을 보자력(Coercivity, Coercive force)이라고 한다. 잔류자기는 자석이 가지고 있는 자기력을 나타내고 보자력은 자석의 자기력을 모두 없애기 위해 외부에서 반대로 걸어주는 자기력을 나타낸다. 2020. 5. 1.
Cadence Allegro와 Mentor PADS Layout비교 아트웍 프로그램을 많이 사용되는 Allegro와 PADS Layout의 차이는 다음과 같다. Cadence Allegro는 Mentor PADS Layout에 비해 더 강력한 기능을 가지고 있다. Allegro는 PADS Layout에 비해 처음 사용법을 배우기가 어렵다. PADS Layout는 처음에 배우기는 쉽지만 어떤 작업을 하는데 Allegro에 비해 더 많은 조작을 해야 한다. Allegro는 PADS Layout에 비해 가격이 비싸다. Allegro는 OrCAD에 포함되어 있는 PCB 아트웍 프로그램이다. 2020. 4. 30.
파워 온 리셋 파워 온 리셋 (Power-on reset)은 전원이 들어올 때 리셋 신호를 주는 것을 의미한다. 전원이 켜지는 동안에는 전압이 낮기 때문에 MCU와 같은 IC들이 동작하면 안되고 리셋 상태를 유지해야 한다. 이와 같은 리셋 상태를 유지하도록 하는 회로 중 가장 단순한 RC 회로는 다음과 같다. RC 회로의 전압과 리셋신호는 다음과 같다. 전압이 일정값 이상이 될 때 리셋이 해제되면서 MCU 등이 동작을 시작한다. 위의 회로에서 다이오드는 파워 오프일 때 커패시터에 충전된 전하를 신속하게 방전 시켜서 다음 파워 온에서 정상적으로 파워 온 리셋 동작이 되도록 한다. 2020. 4. 30.
PLC 기초 예제 LS 산전 PLC (XBM-DN32S) 기본 사용법 2020. 4. 30.
아두이노 PLC 아두이노를 이용한 PLC 제품은 다음과 같다. ☞ CONTROLLINO 바로가기 ☞ M-DUINO 바로가기 두 제품 모두 아두이노 IDE로 프로그래밍이 가능하다. 아두이노를 이용한 PLC의 가장 큰 장점은 일반적인 C 언어를 사용하여 PLC 프로그램을 만들 수 있다는 것이다. C를 사용하면 래더 로직을 사용하는 것보다 훨씬 다양한 로직을 더 쉽게 작성할 수 있고, C를 알고 있다면 PLC 프로그래밍을 다시 배우지 않아도 된다. PLC 프로그래밍 방법 중 컴퓨터 프로그래밍 언어와 비슷한 ST (Structured Text)라는 언어가 있지만 ST를 다시 배워야 하는 단점이 있다. 2020. 4. 30.
PLC 온도 모듈 LS 산전에서 나오는 XGB 시리즈의 PLC는 저가 PLC이다. XGB 시리즈 중에는 XBM과 XBC가 있다. XBC는 파워와 터미널 블록이 내장된 타입이고 XBM은 외부 전원을 사용하고 IO 단자대를 사용해야 하는 타입이다. XBM과 XBC PLC에는 디지털 입출력, 아날로그 입출력, 위치결정, 온도 입력 등의 확장 모듈을 연결하여 사용할 수 있다. 그중 온도 입력 모듈에는 XBF-RD04A와 XBF-TC04S가 있다. XBF-RD04A는 PT100과 같은 RTD 온도센서를 사용하고 XBF-TC04S는 열전대(Thermocoupler)를 이용한 온도센서를 이용한다. 모두 최대 4개의 온도 센서를 연결할 수 있다. 가격은 20만원 대 이다. 2020. 4. 30.
ATmega128 스펙 ATmega128A 스펙은 다음과 같다. ■ AVR 구조의 8비트 MCU ■ 128kbyte 플래시, 10,000번 쓰기 가능 ■ 4kbyte EEPROM, 100,000번 쓰기 가능 ■ 4kbyte SRAM ■ JTAG ■ 8비트 타이머 2개 ■ 16비트 타이머 2개 ■ 8비트 PWM 출력 2개 ■ 16비트 PWM 출력 6개 ■ 10비트 ADC 8채널 ■ UART 2개 ■ SPI ■ 아날로그 비교기 ■ 동작 전압 2.7~5.5V ■ 최대 동작 주파수 16MHz ■ 가격 $3.97 2020. 4. 30.
브레이크아웃 보드란? Breakout 보드는 IC의 핀들을 커넥터로 연결할 수 있도록 만들어진 PCB 보드를 의미한다. 모듈이나 아두이노의 쉴드 등은 다소 복잡한 기능을 들어 있지만 Breakout 보드는 연결하기 쉽도록 단순히 IC의 핀들을 빼놓은 것이다. 2020. 4. 30.
전선의 전자 속도 전선에 흐르는 전자의 속도는 전류에 따라 다르지만 보통 1초에 몇 미리미터 정도이다. 전자의 속도는 느리지만 전기가 통하는 속도는 빛의 속도이다. ☞ 전선의 전자 속도 2020. 4. 30.
IEC란? IEC (International Electrotechnical Commission)는 전기 전자 관련 표준을 만드는 단체이다. 1906년 영국 런던에서 설립되었다. 현재 본부는 스위스 제네바에 있다. 홈페이지 : www.iec.ch Homepage | IEC A new report gives essential guidance about the implementation of AI-enabled industrial IoT systems, including the key role of international standards. It addresses people, processes and technology. www.iec.ch 2020. 4. 30.
레조네이터와 크리스탈의 차이 세라믹 레조네이터는 피에조 세라믹을 사용한 발진회로에 사용하는 부품이다. 이에 반해 크리스탈은 수정을 이용한 발진 부품이다. 레조네이트는 가격이 싸지만 정밀도가 낮고 크리스탈은 정밀도는 높지만 가격이 비싸다. 가전제품 중에서 정밀도가 필요없는 곳에는 레조네이트를 많이 사용하고 시계나 정밀도가 필요한 산업용에는 크리스탈을 많이 사용한다. 레조네이트는 내부에 커패시터를 내장하여 3핀인 제품이 많이 사용된다. 2020. 4. 30.
스텝 모터 개요와 용어 스테퍼 모터(Stepper Motor)를 스텝 모터(Step Motor) 또는 스테핑 모터(Stepping Motor)라고도 한다. 스텝 모터 용어 ■ Holding Torque : 스텝 모터에 전류가 흘려 제자리를 유지하는 토크 ■ Detent Torque (Residual Torque) : 전류가 흐르지 않을 때의 토크 ■ Step Loss : 펄스가 인가되었을 때 펄스 갯수만큼 회전하지 못하는 현상. Step Loss가 발생하면 위치가 틀어진다. 흔히 탈조라고도 한다. 스텝 모터 역사 스텝 모터의 기원은 19세기까지 올라갈 수 있지만 현재와 같은 스텝모터는 1950년대에 처음 나왔다. 2020. 4. 30.
자기장 방향 자기장의 화살표 방향은 N극을 자기장에 놓았을 때 N극이 이동하는 방향이다. 다음 그림과 같이 자기장에 나침판을 놓으면 N극은 자기장의 화살표 방향으로 이동한다. N극만 있는 자석(자기홀극)이 있을 때 그 자석은 자기장 방향으로 이동한다. ☞ 자기장 B와 H ☞ 투자율 ☞ 자력을 ON/OFF할 수 있는 EPM ☞ 자기홀극이란? 2020. 4. 30.
변위전류 맥스웰방정식은 다음과 같다.위 식에서 두번째 항을 변위전류밀도 (Displacement current density)라고 하고 다음과 같다.변위전류밀도를 면적에 따라 적분하면 다음과 같이 변위전류 (Displacement current)가 된다.자기장 H는 변위전류 ID의 변화량에 비례한다. 즉, 자기장 H는 전속밀도 D의 변화량에 비례한다. 2020. 4. 30.
3상 전파 정류 회로 출력 전압 3상 정류회로는 다음과 같다. 3상 전파 정류 회로 출력 전압의 최대값 V는 입력 선간전압의 피크값과 같다. 예를 들면 선간전압이 380V인 3상 전압을 정류하면 출력 전압의 피크값 V는 537 V (=√2×380)가 된다. 출력 전압의 평균은 조금 낮아진다. 단상 220V와 3상 220V이 정류회로로 입력될 때 출력 DC 전압의 피크는 동일하다. ☞ 단상 정류 회로 전압 2020. 4. 29.
아라고 원판 원리 유도전동기는 아라고의 원판과 동일한 원리로 동작한다. 도체 원판 위에 자석을 회전 시키면 도체판도 자석과 같은 방향으로 회전한다. 이것을 아라고의 원판이라고 한다. 다음 그림과 같이 원형 도체판 위에 자석이 움직이면 도체판에 맴돌이 전류가 흐른다. 맴돌이 전류는 플레밍의 오른손 법칙에 따라 원형 도체판 중앙으로 흐른다. 자석이 진행하는 방향의 앞과 뒤에서 형성되는 맴돌이 전류의 회전방향은 서로 반대이다. 자석에 의해 유도된 맴돌이 전류는 다시 자기장을 발생 시킨다. 다음 그림과 같이 자석이 진행하는 방향의 앞쪽에는 N극이 형성되고 뒤쪽에는 S극이 형성된다. 자석이 움직이면 앞쪽의 N은 밀고 뒤쪽의 S는 당기면서 원판은 자석과 같은 방향으로 회전하게 된다. 아라고의 원판은 구리나 알루미늄과 같이 자석에 붙.. 2020. 4. 29.
그라운드 루프 노이즈 제거 케이블의 그라운드선과 쉴드선을 양단에서 연결하면 다음 그림과 같이 그라운드 루프 전류가 흐른다. 케이블이 길면 공중의 전자기에 의해 케이블에 유도전압이 형성된다. 이 때 케이블이 루프로 구성 되면 루프는 전체 임피던스가 거의 0에 가깝게 낮기 때문에 큰 전류가 흐르게 된다. 이러한 그라운드 루프 전류는 신호의 그라운드에 노이즈를 발생시킨다. 그라운드 루프 전류를 제거하기 위해서는 다음 그림과 같이 한쪽에서만 그라운드와 쉴드를 연결하는 방법이 있다. 다른 방법은 다음과 같이 그라운드와 쉴드 사이에 저항을 연결하여 그라운드 루프 전류를 제한하는 방법이 있다. 2020. 4. 29.
복권변압기 영어 단권 변압기는 1차측과 2차측이 연결되어 있는 변압기로 Autotransformer라고 한다. 복권 변압기는 1차측과 2차측이 분리된 변압기이다. 복권 변압기는 가장 기본적인 변압기이기 때문에 영어로는 그냥 Transformer이다. 2020. 4. 28.
단권 복권 변압기 차이 단권 변압기와 복권 변압기의 구조는 다음과 같다. 단권 변압기 (Autotransformer)는 1차측과 2차측이 연결되어 있다. 1차와 2차가 분리되어 있지 않다. 가격이 저렴하고 부피가 작고 가볍다. 복권 복압기는 1차측과 2차측이 분리되어 있다. 가격이 비싸고 부피가 크고 무겁다. 복권 변압기에 해당하는 영어는 없고 복권 변압기는 기본적인 변압기로 영어로 그냥 Transformer이다. 변압기의 1차측과 2차측 단자 사이의 저항을 측정하여 무한대이면 복권이고 0에서 수옴이 나오면 단권이다. 슬라이닥스는 가변 단권 변압기이다. ☞ 슬라이닥스 2020. 4. 28.
GPIO 출력 포트 확장 IC MCU의 GPIO에서 출력 포트가 모자랄 때는 74x594를 이용하여 출력 포트를 확장할 수 있다. DS에 시리얼 데이터가 입력되고 SHCP에 클럭이 입력되고 STCP 신호에 레지스터가 출력된다. 로직 타이밍은 다음과 같다. ☞ 74HCT594 데이트 시트 ☞ 74x573을 이용한 출력 포트 확장 2020. 4. 28.
MCU 종류 2016년 MCU 제조업체 순위는 다음과 같다. 순위 업체 시장점유율 1 NXP (Freescale) 19% 2 Renesas 16% 3 Microchip (Atmel) 14% 4 Samsung 12% 5 ST 10% 6 Infineon 7% 7 TI 6% 8 Cypress 4% 2015년 NXP는 Freescale을 인수했고, 2016년 Microchip은 Atmel을 인수했다. 2020. 4. 27.
임베디드 시스템 MCU 현재 판매되는 MCU(Microcontroller)의 모델 개수는 수백가지로 매우 많기 때문에 처음 임베디드 시스템을 설계할 때 MCU를 선정하는 것은 매우 까다로운 작업이다. 보통은 이전에 사용했던 것과 같은 MCU 또는 같은 시리즈의 MCU를 사용하지만, 새로이 설계하는 임베디드 시스템에 이전의 MCU로는 요구 기능이나 성능을 만족시킬 수 없을 때는 다른 MCU를 찾아봐야 한다. 많이 사용되는 MCU를 선정하면 그와 관련된 자료도 많고 MCU를 구하기도 쉬운 장점이 있다. MCU 특성 ATmel의 ATmega ATmel에서 나온 ATmega 시리즈는 8 bit AVR 아키텍처를 가지고 있다. ATmega는 학생들이 가장 많이 사용하는 MCU일 것이다. 그만큼 사용하기 쉽고 자료도 많다. 매우 저렴한 .. 2020. 4. 27.
임베디드 시스템 프로그래밍 임베디드 시스템을 개발할 때 소프트웨어가 차지하는 비중이 약 70~80% 정도된다. 여기서 비중이란 투입되는 개발시간, 투입인원, 노력, 난이도, 버그 발생 등의 종합적인 비중이다. 임베디드 시스템에서 소프트웨어가 하드웨어보다 훨씬 중요하다. 하드웨어의 숨어있는 버그도 소프트웨어로 찾을 수 있고 하드웨어 버그를 소프트웨어로 피해갈 수도 있다. 2020. 4. 27.
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