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전자1644

다이슨 청소기에 사용되는 모터 다이슨(Dyson) 청소기에 사용되는 모터의 스펙은 다음과 같다. 모터 이름 DDM v2(Dyson Digital Motor) 모터 종류 Brushless DC Motor 최대 RPM 104,000 RPM 출력 200W 효율 84% 모터 지름 55.8 mm 무게 139 g 제어 모터 일체형 제어 보드 영구자석 네오디뮴 다이슨 모터는 200W라는 용량에 비해 크기가 작다. 모터를 고속으로 돌리기 위해서는 모터의 권선 수를 줄여 역기전력을 줄여야 하기 때문에 모터를 작게 만들 수 있다. 회전 속도가 빠른 만큼 토크는 매우 작다. 2018. 1. 14.

회로 해석 문제 다음 그림과 같은 회로에서 1 Ω의 저항에 걸리는 전압 VR은 얼마일까? 전압 VR은 0.331 V 이다. 저항 R1이 10 Ω이라면 은 0.082 V이다. 저항 R1이 0에서 200으로 증가할 때 전압 VR은 다음 그림과 같다. 2018. 1. 14.

저항 크기 색띠 색상표 저항 색깔 코드(Resistor Color Code)는 IEC 60062에 정의되어 있다. 저항의 색깔 코드는 다음과 같다. 4개 색 1,2번째 색 3번째 색 4번째 색 5개 색 1,2,3번째 색 4번째 색 5번째 색 Black 0 0 (x1) Brown 1 1 (x10) 1% (F) Red 2 2 (x100) 2% (G) Orange 3 3 (x1K) Yellow 4 4 (x10K) Green 5 5 (x100K) 0.5% (D) Blue 6 6 (x1M) 0.25% (C) Violet 7 7 (x10M) 0.1% (B) Grey 8 8 (x100M) 0.05% (A) White 9 9 (x1G) Gold x 0.1 5% (J) Silver x 0.01 10% (K) None 20% (M) 보통 저항 .. 2018. 1. 11.

피에조 모터 피에조 모터는 압전 효과(Piezoelectric Effect)를 이용한 모터이다. 피에조 모터 (Piezoelectric Motor) 중에서 리니어 모터의 구조는 다음 그림과 같다. 압전 소자에 펄스 전압을 인가하면 압전 소자의 크기가 작아졌다 커졌다 하면 물체를 이동 시킨다. 피에조 모터는 리니어 모터 이외에도 회전 운동을 하는 피에조 모터도 있다. 피에조 모터는 나모 미터 단위의 정밀도로 움직일 수 있다. ☞ 압전 효과의 원리 2018. 1. 9.

인터럽트 우선순위 네스팅 Nested Interrupt 또는 Interrupt Nesting은 인터럽트 A가 실행 중 우선 순위가 높은 인터럽터 B가 발생하면 인터럽트 B를 실행하고 인터럽트 종료 후 인터럽트 A로 돌아와 실행하는 것이다. CPU 자체에서 Nested Interrupt를 지원해 주는 CPU가 있지만 그렇지 않는 CPU는 소프트웨어로 직접 구현해야 한다. Nested Interrupt를 지원하지 않는 AVR과 같은 CPU의 데이터시트에 나오는 Interrupt Priority는 인터럽트가 동시에 발생했을 때의 우선 순위이다. 인터럽트 실행 중의 우선 순위가 아니다. 2018. 1. 1.

공통 콜렉터 회로 공통 콜렉터(Common Collector) 회로는 Emitter Follower라고도 부르며 다음 그림과 같다. 위의 회로에서 입력 전압 Vin과 출력 전압 Vout은 같다. 실제로는 Base-Emitter의 Forward Voltage 0.7V의 차이가 발생한다. PNP 트랜지스터를 사용한 회로는 다음과 같다. 다음과 같은 회로도 Common Emitter라고 부르지 않고 PNP를 사용한 Common Collector라고 부른다. Common Emitter라는 회로는 따로 있다. 2017. 12. 30.

모터의 토크가 속도에 관계없이 일정하게 나오는 이유 모터의 토크는 모터에 흐르는 전류에 비례한다. 그래서, 모터의 최대 토크는 모터에 흘릴 수 있는 최대 전류에 의해 결정된다. 토크는 전류에만 비례하고 모터의 회전 속도와는 상관 없다. (모터의 토크 상수) 모터의 코일에 전류가 흐르면 코일의 온도가 상승하고 일정 이상의 큰 전류가 흐르면 코일이 녹으면서 단락이나 단선이 발생하면서 모터가 고장 난다. 2017. 12. 29.

다아나믹 마이크 다이나믹 마이크(Dynamic Mic)는 스피커와 비슷한 구조로 영구 자석과 코일로 구성되고 진동판에 연결된 코일이 소리에 따라 진동하면서 발생하는 유도 전압을 이용하는 마이크이다. 다이나믹 마이크는 무대 등에서 가장 많이 사용하는 마이크이다. ☞ 콘덴서 마이크 2017. 12. 29.

리튬 인산철 (LiFePO4) 배터리 리튬 인산철 배터리 (Lithium iron phosphate battery) 리튬 인산철 배터리는 방전 중 3.2V 정도에서 거의 일정한 전압을 유지한다. 리튬 이온 배터리는 방전 중 전압이 낮아진다. 최소 방전 전압: 2.5V 정격 전압: 3.2V 또는 3.3V 최대 충전 전압: 3.65V 충전은 리튬 이온 배터리와 마찬가지로 CC/CV 방식을 사용한다. 리튬 이산철 배터리는 다른 배터리에 비해 열이나 화학적으로 매우 안정적이다. 리튬 인산철 배터리는 사용하지 않는 대기 상태에서도 용량 감소가 매우 적다. 1년 동안 사용하지 않아도 용량이 거의 줄어들지 않는다. 리튬 인산철 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 약 2배 정도 더 무겁다. 리튬 인산철 BMS 아래 리튬 인산철 BMS 보드는 충전과 방전 스.. 2017. 12. 28.

전해 캐패시터와 필름 캐패시터 전해 캐패시터 (Electrolytic Capacitor) 전해 캐패시터의 구조는 다음 그림과 같다. 2개의 알루미늄 포일 사이에 전해액에 젖신 티슈가 있고 한 쪽 알루미늄 포일의 표면은 알루미늄 산화막이 있다. 알루미늄 포일은 원통형으로 감겨있기 때문에 단락을 방지하기 위해 절연체를 외부에 감는다. 필름 캐패시터 (Film Capacitor) 필름 캐패시터(Film Capacitor)를 플라스틱 캐피스터, 폴리머 필름 캐패시터라고 한다. 필름 캐패시터는 플라스틱 필름을 절연체로 사용한 캐패시터이다. 전해 캐패시터는 절연체로 별도의 재료를 사용하지 않고 알루미늄의 산화막을 절연체로 사용한다. 필름 캐패시터의 절연체로 가장 많이 사용하는 플라스틱은 폴리프로필렌(Polypropylene) 이다. 폴리프로필렌.. 2017. 12. 28.

KIV와 HIV의 차이 HIV는 전선의 도체수가 1개이거나 수 개이다. 그래서, 가요성이 좋지 않다. 가요성이란 외부 힘에 의해 구부러지거나 휘는 성질을 의미한다. KIV는 연선으로 되어 있어 가요성이 좋다. 허용전류는 HIV가 KIV보다 높다. 2017. 4. 24.

WS2812 LED 최대 개수 WS2812에서 1비트는 1.25us이다. 1바이트는 10us이다. RGB LED 1개는 30us이다. 20ms(50Hz) 동안 약 666개의 LED를 제어할 수 있다. 1초 동안 약 33,333개의 LED를 제어할 수 있다. ☞ WS2812 신호 타이밍 2017. 4. 23.

전압 불평형율 계산 및 영향 전압 불평형율을 계산하는 공식은 다음과 같다. 식에서 NEMA(National Equipment Manufacturers Association)에서는 3상의 선간전압을 사용하고 IEEE에서는 상전압을 사용한다. 위의 불평형율의 식은 전압의 크기만을 계산하고 위상값은 고려하지 않은 근사식이다. 실제 불평형율은 다음 식과 같다. 하지만, 불평형율 값이 작을 때는 근사식을 사용해도 차이가 크지 않다. 전압 불평형율 기준은 기관에 따라 다르며 기관에 따라 1~4%이내를 권장한다. NEMA : 1% 이내 ANSI : 3% 이내 한국 송전선로 : 3% 이내 한국 내선규정, IEC : 4% 이내 NEMA에서는 전압 불평형할 때 전류 불평형율은 전압 불평형률의 6~10배까지 증가할수 있다고 본다. 전압 불평형율에 따른.. 2016. 4. 17.

각종 다이오드의 기호 일반 다이오드(Diode)와 쇼트키 다이오트(Schottky Diode)의 기호이다. 쇼트키 다이오드는 일반 다이오드와 다른 특성은 같고 Forward 전압이 낮고 속도가 빠른 다이오드이다. 제너 다이오드(Zenor Diode)의 기호는 다음과 같이 2종류를 사용한다. 차이는 없다. 제너 다이오드와 쇼트키 다이오드의 기호는 혼돈하기 쉽다. 제너 다이오드의 전압-전류 특성 그래프 모양으로 제너 다이오드 기호를 기억하면 된다.. TVS 역시 2종류를 사용하는데 차이는 없다. 양방향 제너 다이오드라고 생각하면 된다. LED와 포토 다이오드(Photodiode)의 기호이다. 포토 다이오드는 다이오드에 입사되는 빛이 증가함에 따라 흐르는 전류도 증가한다. 2016. 4. 11.

릴럭턴스 모터 원리 Reluctance(릴럭턴스) 모터의 구조는 다음 그림과 같이 고정자는 코일이 감겨있고 회전자는 코일이나 영구자석이 아닌 그냥 철로 구성되어 있다. 보통은 철판을 여러겹 겹쳐서 사용한다. 이같은 구조는 모터 중에서 가장 단순한 구조이고 이러한 단순함이 Reluctance 모터의 가장 큰 장점이다. Reluctance 모터의 종류는 Synchronous Motor, Variable Reluctance Motor, Switched Reluctance Motor 등이 있다. Switched Reluctance Motor(SRM)은 스텝 모터와 유사하게 제어한다. 위 그림과 같이 고정자 코일을 스위칭함에 따라 회전자가 그에 따라 돌아간다. 주위 코일에 의해 회전자의 철이 자화되면서 토크를 받는다. 다른 말로는 .. 2016. 4. 11.

ULN2003을 이용한 스텝 모터 제어 회로 ULN2003은 7개의 Darlington 트랜지스터가 내장된 칩이다. 최대 출력전압은 +50V, 최대 출력전류는 500mA이다. (주의: 7개 모든 핀에서 동시에 500mA을 출력할수는 없다.) 출력 핀에 다이오드가 내장되어 있어 릴레이, 모터 등의 유도 부하 구동시 외부에 따로 다이오드를 연결할 필요가 없어 편리하다. 입력 전압의 크기에 따라 ULN2002, ULN2003, ULN2004가 있고 ULN2003은 +5V 로직 신호로 직접 구동할 수 있다. ULN2003을 이용한 유니폴라 스텝 모터 구동 회로는 다음과 같다. ULN2003과 +12V 제너 다이오드로 매우 간단하게 회로를 구성할 수 있다. 2016. 4. 10.

무료 회로도, PCB 아트웍 설계 프로그램 KiCad KiCad는 무료 회로도 및 PCB 아트웍 설계 프로그램이며 한글이 지원된다. GNU에 따라 소스가 공개되어 있으며 이 프로젝트에는 CERN (유럽입자물리연구소)이 참여하고 있다. Download 처음 실행하면 나오는 프로젝트를 관리하는 초기화면이다. 회로도를 설계하는 프로그램은 OrCad와 조금 달라 처음에는 조금 불편하지만 익숙해지면 편할 것 같다. 가령 마우스를 클릭하지 않고 마우스 포인터를 대상에 이동만 시키고 단축키를 사용해야 한다. 마우스보다는 단축키를 쓰야 더 편하게 작업할 수 있다. 하지만, OrCad와 단축키가 달라 처음에는 조금 불편하다. 다른 Cad 프로그램과 달리 설정이 매우 단순하고 직관적이다. 회로도 부품을 편집할 수도 있다. PCB 아트웍 프로그램은 다른 Cad와 마찬가지로 회.. 2016. 4. 10.

단상 유도 모터의 구동 방법 단상 유도 모터(Single Phase Induction Motor)는 가정의 선풍기, 냉장고, 에어컨, 세탁기, 펌프 등 많은 곳에서 사용된다. 기본적으로 유도 모터는 3상으로 구동되기 때문에 단상으로 유도 모터를 구동하기 위해서는 특별한 구조를 가져야 한다. 단상 전원만으로는 유도 모터를 회전시킬 수 없다. 단상 전원에서 캐패시터를 사용하여 90도 위상차가 나는 2상의 전원을 만든다. 2상의 전원을 유도 모터에 인가하여 모터를 회전시킨다. Split Phase Motor (SP) SP 모터는 다음 그림과 같이 Main Winding과 Starting Winding으로 구성되고 Centrifugal Switch는 처음에는 ON 되어 있다가 일정 속도이상이 되면 OFF 된다. Starting Windin.. 2016. 4. 8.

스텝 모터 바이폴라 제어 바이폴라(Bipolar) 방식의 스텝 모터 제어 회로도는 다음 그림과 같다. H-Bridge 회로 2개로 구성되어 각각의 H-Bridge 회로가 바이폴라 스텝 모터의 각 상을 제어한다. 유니폴라 방식에 비해 트랜지스터가 4개에서 8개로 증가하고 H-Bridge의 High-side 트랜지스터를 제어해야하는 등 회로가 좀더 복잡해진다. 바이폴라 방식에서 트랜지스터를 구동하는 Half-Step 순서는 다음과 같다. x :인가 안됨 , + : 플러스 전압 인가 , - : 마이너스 전압 인가 ☞ 유니폴라 스텝모터 2016. 4. 8.

GPS의 원리 GPS를 이용하여 현재 위치와 시간을 알기 위해서는 최소 4개의 GPS 위성으로부터 신호를 받아야 한다. 각각의 GPS 위성에서는 다음과 같은 작업을 실행한다. 1. 주기적으로 시간을 보정하는 매우 정확한 원자시계를 내장 2. 각각의 GPS 위성의 정확한 위치 정보를 가짐 3. 일정 시간 간격으로 전파 신호를 발신 각각의 GPS 위성에서 보내는 신호의 데이터는 다음과 같은 정보를 가지고 있다. 1. 신호를 보내는 시점의 GPS 위성 시간 2. GPS 위성 자신의 위치 정보 아래 그림은 4개의 GPS 위성 위치와 GPS 수신기의 3차원 공간에서의 위치 좌표를 나타낸다. GPS 신호로 위치와 시간을 계산하는 공식은 다음과 같다. 위식에서 tr1~4는 GPS 수신기에 내장된 시계로 측정된 GPS 신호 도달시간.. 2016. 4. 6.

스텝 모터 유니폴라 제어 스텝 모터(Stepper Motor)를 제어하는 방식은 크게 유니폴라(Unipolar) 방식과 바이폴라(Bipolar) 방식이 있다. 유니폴라는 단극이라는 뜻으로 스텝 모터의 단자에 + 또는 - 중 하나의 방향으로만 전류가 흐르고 바이폴라는 양극이라는 뜻으로 모터 단자에서 전류가 + 와 - 방향 모두 흐른다. 유니폴라 방식의 스텝 모터 제어 회로도는 다음 그림과 같다. 기본적인 원리는 같지만 이 회로와 다른 조금 변형된 유니폴라 회로도 있다. 트랜지스터 Q1~4는 스텝 모터의 4개 상의 ON/OFF을 제어한다. 트랜지스터가 ON에서 OFF가 될때 모터의 인덕턴스 성분에 의해 전류가 계속 흐르기 때문에 트랜지스터의 콜렉터 전압이 상승한다. 이때 다이오드 D1~4와 제너 다이오드 ZD1에 의해 콜렉터 전압 .. 2016. 4. 5.

비디오 캡처 보드와 프레임그래버의 차이 비디오 캡처 보드(Video Capture Board)와 프레임그래버(Frame Grabber)는 영상 신호를 입력받기 때문에 서로 비슷해 보이지만 약간 다른 장치이다. 비디오 캡처 보드는 아날로그 비디오 신호를 디지털 비디오 신호로 변환하는 장치이다. 프레임그래버는 아날로그 또는 디지털 영상 신호에서 영상의 각 프레임을 얻는 장치이다. 현재는 TCP/IP 통신을 이용하는 IP 카메라를 많이 사용한다. 2016. 4. 1.

UART 통신 UART(Universal Asynchronous Receiver / Transmitter, 유아트)는 비동기 시리얼 통신 방식으로 몇십년 전에 처음으로 사용된 후 지금까지도 사용되고 있는 통신방식이다. 오늘날에는 훨씬 빠르고 안정적이고 많은 기능을 가지고 있는 시리얼 통신 방식이 많지만, 아직도 사용되고 있는 이유는 비동기 시리얼 통신 방식 중 가장 단순한 방식 중 하나이기 때문에 가격이 싸고 사용하기 쉽기 때문이다. 가장 단순한 시리얼 통신 방식은 동기 통신 방식인 SPI이다. 임베디드 시스템의 모니터 프로그램들은 대부분 RS-232를 이용한 UART 방식을 사용하며 고가의 장비들은 이더넷이나 USB를 사용하지만 저가의 단순한 장비들은 RS-885나 RS-232를 이용한 UART 방식을 사용한다. U.. 2016. 3. 31.

전력계통 공학이 재미없는 이유 에너지를 먼거리로 전송하기 위한 방법이 무엇이 있을까? 가장 기본적인 방법은 트럭, 기차, 유조선 등을 이용하여 석유, 석탄과 같은 에너지원을 직접 이동시키는 방법이다. 이 방법은 별로 효율적이지는 않다. 그 다음 방법은 송유관, 가스관 등을 이용하여 에너지원을 전송하는 방법이 있다. 이 방법은 직접 이동시키는 것보다 효율적이다. 하지만, 현재 가장 많이 사용되고 있는 에너지인 전기를 얻기 위해서는 수신측에 화석에너지를 전기로 변환하는 발전기가 있어야 한다. 이 방법보다 더욱 효율적인 방법은 전기에너지를 송전선을 이용하여 직접 전송하는 방법이다. 오늘날 수많은 기기들이 전기를 이용하여 동작하기 때문에 전기를 직접 전송받는다면 특별한 변환없이 곧 바로 이용할수 있어 매우 편리하다. 통신공학이 신호를 전송하.. 2016. 3. 30.

전자기파가 공중을 전파되는 원리 전파 또는 전자기파(Electromagnetic Wave)를 설명할 때 흔히 다음과 같은 전자기파형으로 설명한다. E는 전기장이고 H는 자기장을 나타내고 E와 H가 서로 90도로 교차하며 전자기파가 진행한다. 전자기파는 패러데이 법칙과 앙페르-맥스웰 법칙으로 생성된다. 패러데이 법칙은 다음 그림과 같이 자기장 H가 변화하면 그 주위를 전기장 E가 생성된다. 여기서, 중요한 것은 일정한 자기장이 아니고 자기장이 변화할때 전기장이 발생한다는 것이다. 자기장이 일정할 때는 전기장이 발생하지 않는다. 이것은 초등학교때 코일 안에 자석을 넣어서 코일에 전기를 발생시키는 실험과 같은 현상이다. 앙페르-맥스웰 법칙은 앙페르가 불완전한 법칙을 먼저 발견하고 맥스웰이 이 법칙을 보완한 법칙이다. 먼저, 앙페르 법칙은 다.. 2016. 3. 27.

임베디드 시스템 임베디드 시스템(Embedded System)은 특정한 목적을 가진 컴퓨터 시스템을 말한다. 일반 PC는 프로그램을 설치함에 따라 여러가지 용도로 사용할 수 있다. 하지만, 전기밥솥, 에어컨, 냉장고, TV, 자동차, 비행기 등에 들어 있는 컴퓨터는 그 기기 제어를 위한 특정한 용도로만 사용되도록 만들어 졌다. 이러한 임베디드 시스템의 컴퓨터는 대체로 PC에 비해 성능이 낮은 경우가 많다. 간단한 기기에는 8비트에 1KB 메모리를 가진 초소형 컴퓨터가 사용되기도 한다. 임베디드 시스템의 정의에서 중요한 것은 특정한 목적을 가진 컴퓨터라는 것이다. 컴퓨터가 아닌 시스템은 임베디드 시스템이라고 부르지 않는다. 그것은 단지 전자 회로를 가진 전자 시스템이지 임베디드 시스템은 아니다. 계산기도 임베디드 시스템이.. 2016. 3. 27.

리니어 레귤레이터 원리와 주의사항 리니어 레귤레이터(Linear Regulator)는 높은 전압을 낮은 전압으로 낮출 때 사용되는 IC이다. 거의 모든 전자회로에 리니어 레귤레이터 또는 스위칭 레귤레이터(Switching Regulator)가 사용된다. 리니어 레귤레이터는 변환 효율은 낮지만 구성회로가 간단하고 전압 안정성도 높아 스위칭 레큘레이터보다 많이 사용된다. 전자회로에서 전원은 매우 중요하다. 회로를 디버깅할때 보통 레귤레이터의 출력 전압이 안정한지를 가장 먼저 본다. 리니어 레귤레이터는 엄청나게 많이 사용되고 친숙하지만 그 구조를 자세히 알아 본적은 없다. 리니어 레귤레이터의 간략한 구조는 다음 그림과 같다. 출력전압의 분압과 레퍼런스 전압 Vref 를 비교하여 트랜지스터의 콜렉터와 에미터에 걸리는 전압을 조절한다. 따라서, .. 2016. 3. 25.

트랜지스터 브릿지 회로 DC 모터를 제어할 때 일반적으로 다음과 같은 트랜지스터 회로를 사용한다. 이러한 회로를 H-Bridge 회로라고 한다. 위의 H-Bridge 회로에서 Q2과 Q3를 OFF 시키고 Q1과 Q4를 ON 시키면 Vo1-Vo2에 플러스 전압이 걸리고 반대로 Q1과 Q4를 OFF 시키고 Q2과 Q3을 ON 시키면 Vo1-Vo2에 마이너스 전압이 걸린다. 이렇게 함으로써 부하에 걸리는 전압의 방향을 바꿀 수가 있고 DC 모터에서는 정회전과 역회전이 모두 가능해진다. 위에 있는 Q1나 Q3를 Higher Transistor라고 하고 아래에 있는 Q2나 Q4를 Lower Transistor라고 한다. BLDC (Brushless DC) 모터, PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor).. 2016. 3. 23.

트랜지스터 회로의 Dead Time과 Shoot-through PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력하는 트랜지스터 회로는 다음 그림과 같다. 회로에서 윗쪽(High side)의 트랜지스터 Q1이 ON 되고 아랫쪽(Low side) 트랜지스터 Q2가 OFF 되면 출력 Vo이 Vp가 되고 반대로 Q1이 OFF 되고 Q2가 ON 되면 출력 Vo이 0이 된다. PWM 신호는 다음 그림과 같이 위와 아래 트랜지스터에 반전된 신호를 인가한다. 예를 들어 20kHz 캐리어 주파수를 가지는 PWM 신호를 트랜지스터의 Gate에 인가한다면 각각의 트랜지스터에서 스위칭이 1초에 4만번 발생한다. (한주기에 ON-OFF 한번, OFF-ON 한번) Q1과 Q2 트랜지스터가 동시에 ON 되어 전원이 Short 되는 상황이 발생할 때를 Shoot-through라고 .. 2016. 3. 22.

PWM 신호의 주파수 특성 PWM 신호를 주파수 분석을 하기 위해 PWM 신호를 퓨리에 변환 (Fourier Transformation)을 하면 다음 식과 같다. 아래 식에서 듀티 D는 0~1 범위를 갖는다. 위 식에서 DC 성분은 D x V로 듀티에 비례하고 캐리어 주파수(Carrier Frequency)의 정수배 주파수 성분이 존재하며 주파수 스펙트럼은 다음 그림과 같다. 스펙트럼에서 n=0일 때 DC 성분, n=1,2,3 .. 일 때는 고조파 성분을 나타낸다. 이와 같은 PWM 신호가 LPF(Low Pass Filter)를 통과하면 듀티에 비례하는 DC 성분 D x V 만 남게된다. ☞ PWM 제어 전체 보기 2016. 3. 21.

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