기계치와 함께하는 슬기로운 기계생활

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 DC모터와 트랜지스터에 대해 알아보려합니다. 구동부에 대해 조금씩 알아가다보면 적용할 수 있는 분야가 넓어질 수 있다는 뜻도 됩니다. 자동차, 드론과 같이 구동을 하는 제품의 기초가 되기 때문입니다. 이 때문에 저도 역시 이 부분을 배우는 동안은 열심히 한 글자도 놓치지 않으려 열심히 배웠습니다. DC모터를 구동시키고 그 회전 방향(시계방향 또는 반시계방향)과 회전속도를 제어하는 방법을 알아보겠습니다. 모터는 배터리에서 얻은 전기 에너지를 직선 운동이나 회전운동고 같은 운동 에너지로 변환시켜 주는 액추에이터입니다. 서보 모터는 아두이노를 활용한 애플리케이션에도 범용적으로 사용하는 액추에이터이며 서보 모터는 아두이노의 디지털 포트에서 출력되는 PWM 신호를 직접..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 자기적 스위치와 기계적 스위치에 대해 알아보도록 하겠습니다. 예전 포스팅에서 스위치들이 전기적 특성 변화로 작동하는 스위치라면, 자기적인 변화나 기계적인 움직임에 의해 변하는 스위치들도 있습니다. 전자는 리드 스위치, 후자는 슬라이드 스위치, 택트 스위치, 토글 스위치, 마이크로 스위치 등으로 각각 자기적 변화와 기계적인 움직임에 의해 ON/OFF 작동을 수행하는 스위치들입니다. ■ 리드 스위치 리드 스위치는 자기적으로 스위칭을 수행합니다. 전기적 신호 없이 자기적인 상태 변화만으로 회로의 연결과 차단을 수행하기에 대체로 동적인 특성을 갖는 기구와 함께 사용됩니다. 리드 스위치는 양 단자와 단자 사이의 접점, 접점을 둘러싼 유리관, 그리고 유리관 내에 채워진 ..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번포스팅에서는 NPN 타입 트랜지스터를 전기적 스위치로 활용하는 간단한 예제를 해보겠습니다. 아래 그림은 콜렉터 단과 전원 사이에 풀업 저항을 배치하고 저항 아래에 출력단을 뽑아내었습니다. 아두이노의 디지털 출력단자의 상태가 LOW이면 트랜지스터는 턴 오프 상태가 유지되고, 출력단 Vout에는 전원(Vcc) 전압이 그대로 출력됩니다. 반대로 디지털 출력단자의 상태가 HIGH이면 트랜지스터는 턴 온 상태로 전환되고, 출력단Vout은 접지와 전위가 같아져 0V가 출력됩니다. 아두이노의 출력이 LOW에서 HIGH로 바뀌면 작동하는 것, 즉 출력단자 기준으로 HIGH에서 LOW로 바뀌는 경우를 가리켜 액티브 로우라고 합니다. 물론 목적에 따라 Active HIGH, Active LO..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 트랜지스터에 대해 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다. 릴레이는 강전의 영역을 제어하고, 각 접점의 특성을 활용할 수 있었습니다. 약전의 영역에서는 트랜지스터가 유사한 역할을 수행하는데, 실제 아두이노를 활용한 시제품 제작 등에서는 릴레이보다 트랜지스터가 더 빈번하게 사용됩니다. 릴레이보다 훨씬 작고 전기적 제어가 쉽기 때문입니다. 트랜지스터의 중요한 역할 중 하나는 전원에 연결된 전자 소자를 MCU에서 제어할 수 있는 미약한 전류로 켜고 끄는 전기적 스위치입니다. 다소 약한 전류 영역인 MCU로 비교적 강한 전원을 제어하는 것입니다. 트랜지스터는 전류 증폭 기능과 스위칭 역할을 수행하며, 크게 BJT와 MOSFET으로 나누어집니다. 이번 포스팅에서는 스위칭 역..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 지난 포스팅에 이어서 스위치의 종류인 릴레이에 대해 알아보도록 하겠습니다. 그럼 본론으로 들어가서 강전과 약전, 또는 중전과 약전이란 표현이 있습니다. 발전소, 변전소, 고압 전동기 등을 다루는 강한 전기의 영역과 전자회로, 통신, 제어처럼 상대적으로 약한 전기의 영역을 구분하는 말이기도 합니다. 상대적이긴 하지만 강전은 인체에 치명적인 수준, 약전은 치명적이지 않은 수준 정도로 구분하기도 합니다. 아두이노 예제에서 다루고 있는 택트 스위치나 작은 트랜지스터가 약전의 영역 내에서의 스위치라면, 릴레이는 약전과 강전을 이어주는 전기적 스위치입니다. 릴레이는 주로 가정의 200V 전원이나 수십 수백 V의 전원을 제어하고자 할 때 쓰이는 부품으로 전등, 선풍기, 에..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅부터는 스위치의 여러가지 종류에 대해 알아보도록 하겠습니다. 지금까지 아두이노의 입출력을 구성하고 있는 아날로그 포트와 디지털 포트에 관해 알아보았고, 해당 포트로 아날로그 신호와 디지털 신호를 입력받거나 출력하는 예제를 다루어 보았습니다. 아두이노는 전원, 센서 신호, 모터의 제어 명령 등을 전달하고 처리하는 역할을 하는데, 그 결정 과정에 스위치가 있습니다. 전원 스위치, 센서 작동 스위치, 모터 제어 명령 전달 스위치 등이 그것입니다. 스위치라 하면 가깝게는 가정의 실내등을 켜고 끄는 전등 스위치, TV의 전원을 켜고 끄는 리모컨 등 주변에서 여러 가지 종류를 볼 수 있습니다. 이들은 켜짐과 꺼짐, 열림과 닫힘 동작을 통해 전자회로의 연결과 차단을 수행한다는 공..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 지난 포스팅에 이어서 플로팅과 관련된 포스팅을 해보겠습니다. 지난 포스팅에서는 플로팅으로 인해 불안정한 결과값을 도출할 수 있었습니다. 이러한 불안정한 값이 없는 연결 방법은 어떤 것이 있는지 알아보도록 하겠습니다. 그럼 플로팅없이 스위치를 연결하는 방법은 어떤 것이 있을까요? 우리는 풀업 저항이나 풀다운 저항을 배치하여 회로의 개방 상태를 피해갈 수 있습니다. 택트 스위치를 아두이노와 연결하는 방법은 크게 두 가지 정도로 요약됩니다. 첫 번째는 5V라인이나 I/O 핀에 풀업 저항을 연결하거나, GND 라인이나 I/O 핀에 풀다운을 배치하여 스위치 작동 유무를 살피는 것입니다. 위 그림에서 풀업 저항과 풀다운 저항을 배치하여 재구성한 회로입니다. 풀업과 풀다운..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 아두이노에서 스위치를 활용한 풀업, 풀다운과 플로팅에 대해서 알아보려 합니다. 앞서 digitalWrite( ) 함수로 LED를 켜고 끄는 예제를 해보았습니다. 이번에는 외부의 스위치 입력에 따라 LED를 켜고 끄는 예제를 다뤄보고자 합니다. digitalWrite( ) 함수와 반대의 개념인 digitalRead( ) 함수는 LOW 또는 HIGH(0또는 1) 입력을 읽어 들이는 역할을 하며, 스위치에 연결하여 스위치의 켜짐과 꺼짐을 판단합니다. 택트 스위치는 이러한 예제에 최적화된 스위치 중 하나입니다. 택트 스위치는 상부의 스위치 버튼과 함께 하부에 네 개의 핀을 갖고 있으며 네 개의 핀 중 한 면에 할당된 두 개의 핀(a-a)이 서로 연결되어 있고, 반대 ..

안녕하세요. 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 아두이노 우노에서 아날로그 포트를 사용하는 법에 대해 알아보려 합니다. ■ 아날로그 포트 아날로그 포트는 입력과 출력으로 사용할 수 있도록 별도로 구성되어 있습니다. 아두이노 아날로그 신호를 입력받을 수 있는 포트는 A0에서 A5포트, 아날로그 신호를 출력할 수 있는 포트는 D3, 5, 6, 9, 10, 11입니다. 아날로그 입, 출력은 0~5V의 범위를 갖는데, analogRead( ) 함수를 사용하면 아두이노에서 0~1023 값으로 변환되어 나타납니다(이를 ADC라고 합니다). 가령 0V가 입력되면 0을 반환하고, 5V가 입력되면 1023을, 2.5V가 입력되면 512 정도를 반환합니다. 아두이노를 활용하여 아날로그 출력을 발생시킬 수 있는데, 이때는 an..

안녕하세요. 메카럽입니다. 여름이 언제 갔는지 요즘 날씨는 아침 저녁으로 쌀쌀하게 느껴질 정도로 계절이 금방 변했습니다. 환절기 건강 조심하세요. 이번 포스팅에서 다룰 내용은 아두이노 우노 기준 디지털 포트에 대해 알아보도록 하겠습니다. ■ 디지털 포트 디지털 핀에서는 LOW와 HIGH, 또는 0과 1, 또는 0V와 5V(또는 3.3V), 또는 OFF와 ON과 같이 2가지 상태만 출력이 됩니다. 전기적으로 5V(또는 3.3V)와 0V의 상태만이 출력되는 것이 아날로그 신호와의 큰 차이입니다(디지털 입력 또한 동일한 포트를 통해 이루어짐). 그리고 디지털 입출력은 아날로그 포트(A0~A5)를 이용해서도 가능합니다. 디지털 출력은 pinMode( ) 설정과 digitalWrite( ) 함수를 이용해 수행되며..