[6호]2011 세계 태양 에너지 엑스포
2011 세계 태양 에너지 엑스포
글 | 이용세 기자 edgar@ntrex.co.kr
2011년 2월 16일부터 18일까지 KINTEX(4, 5홀)에서는 세계 태양에너지 엑스포 (EXPO Solar/PV KOREA)가 열렸다.
이번 전시회는 25개국에서 300개 기업이 800여개 부스 규모로 참가해 3만명 이상의 관람객들이 다녀간 역대 최대 규모로 진행되었다. 전시관 구성은 태양전지와 모듈관, 태양광 소재, 전력 발전설비 생산등이 주를 이루었으며, 각 홍보관에서는 모듈의 활용 방법과 기술력을 뽐내기 위한 상품들로 가득했다.
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세계 태양광 시장의 주력무대가 독일, 스페인 등의 유럽을 거쳐 미국과 중국, 일본 등 아시아 시장으로 확대되는 중요한 분기점에서 개최되는 이번 엑스포는, 한국을 비롯한 해외 주요 태양광 전문 기업들이 참여함으로써 2011년의 태양광 시장을 전망하고 트렌드를 공유하는 자리를 마련해, 각 기업의 글로벌 경쟁력을 키울 수 있는 교두보 역할을 하였다.
발전 차액지원제도(FIT)①에서 신재생에너지 의무할당제도(RPS)②로 넘어가는 과도기인 2011년은 RPS 시범사업 및 2012년 RPS 본격시행에 대비한 태양광 기업들의 투자가 내수시장을 견인할 것으로 전망되는 상황이다.
이번 전시회에는 국내 태양광 시장을 리드하고 있는 현대 중공업, 삼성전자, LG전자를 비롯해 국내 기업으로서는 EVA 등 태양광 소재를 공급하고 있는 SKC, 태양광 모듈 제조기업 대영금속과 티앤솔라, 박막 BIPV 모듈 제조기업 티지솔라, 태양광 모듈 제조장비 공급기업 SFA 및 우일 하이테크, 잉곳 및 웨이퍼 검사장비를 공급하는 한미 반도체, 태양전지 제조 핵심 장비인 PECVD 장비 공급기업인 테스 등이 참가해 다양한 태양광 밸류체인 출품작들을 선보였다.
현대 중공업은 이번 전시회를 통해 솔라셀, 웨이퍼, 잉곳을 비롯해 모듈과 인버터, 시스템까지 전 부문에 걸쳐 구축에 성공한 자사만의 기술력을 선보였다.
LG전자는 자사가 직접 개발한 고출력 태양광 모듈, 세계 탑클래스 R&D 결과물 및 새로운 태양광 애플리케이션을 전시했으며, 삼성전자는 업계 최고 수준의 고효율 결정체 모듈과 박막 CIGS를 선보였다. 제조 공정이 기존 LCD와 유사해 이 분야에서 삼성전자의 기술적 역량을 확인할 수 있었다.
선보였던 솔라패널 상품들 중에는 적용분야의 확장성을 느끼게 해주는 조형물도 있었다.
얇은 솔라패널(플랙시블솔라)을 넓은 나뭇잎 모양으로 만들어 실제 나뭇잎 위에 붙인 것이다. 별도의 설치 공간이 필요없는 기발한 방법인 듯 했다.
그리고 솔라 전지가 부착되어 있는 휴대용 보조배터리들도 눈에 띄었다. 그 중 3600mAh, 5600mAh 용량의 태양 충전식 보조배터리는 현재 디바이스마트에서도 등록되어 판매중이다.
휴대용 IT기기가 보편화 되면서 태양광을 활용하여 부족한 배터리를 언제 어디서든 충전 할 수 있는, 보조 배터리 상품들이 많이 출시되고 있다.
이번 전시회에서는 전 세계 태양광 전문가들의 강연을 들을 수 있는 ‘포럼’과, 태양광 기업들의 ‘취업박람회’, 그리고 신제품 및 신기술을 발표하는 ‘세미나’등이 동시 개최되었으며, 이러한 전시행사들을 통해 태양광 산업에 발전적인 영향을 미칠 수 있기를 기대해본다.
TIP 용어 설명
① 발전 차액지원 제도(FIT:Feed in Tariff)
신재생에너지 발전에 의하여 공급한 전기의 전력거래가격이 지식경제부 장관이 고시한 기준가격보다 낮은 경우에 그 차액을 지원하는 제도.
② 신재생에너지 의무할당제도
(RPS : Renewable Portfolio Standards)
에너지사업자에게 공급량의 일정비율을 신재생 에너지로 하도록 의무화하는 것으로,‘자발적 신재생 에너지 공급협약(RPA)’보다 한 단계 위의 제도.
출처 : 네이버 용어사전
[6호]2011AUTOMATION WORLD
2011 AUTOMATION WORLD
글 | 이원영 기자 richard@ntrex.co.kr
봄을 시샘하는 꽃샘추위가 막바지 기승을 부리던 3월 9일, 본 기자는 코엑스에서 열리고 있는 ‘오토메이션월드 2011′에 다녀왔다. 올해로 22년째를 맞이하는 ‘오토메이션월드’ 는 이제 국내를 넘어, 아시아 최대규모의 자동화 전시회로 발전하였다. 올해에는 국내외 300여개 업체가 참가하였으며, 바이어수는 약 2만 5000여명 정도를 예상하고 있다고 한다.
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| 오토메이션 월드 전시장 안내도 |
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| 오토메이션 월드 입구 간판 |
하지만, 막상 코엑스 1층에 들어서니, 오전이어서 그런지 생각보다 관람객이 많지 않아서 의외였다. ‘오토메이션월드’는 코엑스 1층 A홀과, B홀에 걸쳐서 진행되고 있는데, A홀에는 주로 공장자동화 시스템과, 그에 필요한 센서 및 카메라 등이 주로 전시되어 있었으며, B홀에는 로봇 관련 업체 및 부속품들이 주로 전시되어 있었다.
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| 한 업체에서 만든 AGV 제품 |
마그네틱센서를 이용하여 움직여, 많은 사람들의 관심을 끌었다.
그리고, 또 한가지 이번 ‘오토메이션월드 2011′ 에서 눈길을 끄는 것은, 공장의 자동화를 이루면서도, 에너지 소비의 절감 및 이산화탄소 절감 등으로 환경을 생각하는, 친환경적인 시스템들이 많이 출시되고 있다는 것이다.
역시 최근들어, 환경오염과 자원절약에 대한 관심이 높아지면서, 자동화 시스템에도 친환경 바람이 최근 트렌드라는 것을 확인할 수 있는 기회가 되었다.
이번에, (주)엔티렉스에서는 대용량 BLDC모터 생산업체인 ‘티엠테크아이’ 의 협력업체로서, 자체 개발한 BLDC모터 드라이버를 같이 전시하고 있다. 이번에 개발된 모터드라이버의 특징은 한개의 프로그램으로 최대 30개의 모터를 제어할 수 있다는 점이 큰 장점이다.
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| 모터와 모터드라이버를 연결해서 시연 중인 모습 |
모터드라이버의 기능뿐만 아니라, 제어 및 소프트웨어적인 측면까지 고려한 제품이다.
3월 중으로 판매를 시작할 예정이니 마땅한 대용량 BLDC모터드라이버가 없어서, 고민하고 있던 분들에게 희소식이 될 수 있을 것으로 예상한다.
자동화 분야에 관심이 있지만 올해 ‘오토메이션월드 2011′을 방문해보지 못한 분들이라면, 내년의 ‘오토메이션월드’는 꼭 방문해보시길 권한다. 전시회에 가보면 최근의 기술동향이나, 제품의 트렌드들을 한 자리에서 확인할 수 있어, 매우 유익한 시간이 될 것이라 확신한다.
[6호]캡스톤 디자인 공모전 시상식 개최
디바이스마트 대한민국
이공계 기(氣)살리기 프로젝트 제1회
캡스톤 디자인 공모전
시상식 개최
글 | 정현진 기자 blue7563@ntrex.co.kr
2010년 8월부터 약 5개월간 진행되었던 제1회 디바이스마트 캡스톤 디자인 공모전이 지난 2월 18일에 열린 최종발표와 시상식을 끝으로 막을 내렸다. 올해 처음으로 실시한 공모전에서, 부산 경성대학교 학생 4명으로 이루어진 MagicDrum팀이 1등을 차지했다. 그 발표와 시상식 현장을 소개한다.
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“대한민국 이공계 기살리기 프로젝트” 라는 타이틀 아래 공학분야의 활성화와, 경쟁력 강화에 보탬이 되고자 실시한 이번 대회에는 올해 처음으로 실시한 것 치고는 꽤 뜨거운 반응을 보였고, 여러 팀들이 각자의 뛰어난 창의력과 지식을 바탕으로 참가하였다. 그 중 가장 우수한 제안으로 신청한 3팀이 선정되어, 약 4개월간 디바이스마트의 지원을 받으며 작품제작에 힘써, 좋은 결과물을 얻을 수 있었고, 그에 대한 최종 발표가 시상식 당일에 이루어졌다.
이 날 발표회에 참가한 3팀을 간략하게 소개하면,
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Magic Drum / 경성대학교 박병조외 3명 – 최우수상 드럼음원분리와 지그비 통신을 이용한 전자 드럼 게임 공간적, 금전적 제약이 많은 드럼이라는 악기에 대하여, 지그비 통신을 이용하여 언제 어디서든 즐길 수 있는 전자드럼 모듈을 개발함으로써, 드럼에 관심있는 사람들에게 공간적, 금전적 제약을 줄여주겠다는 취지의 프로젝트. |
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Soul Music / 광운대학교 백재동 – 우수상 전자 오카리나 코딩과 납땜으로 지친 몸과 마음을 오카리나라는 피리를 불며 달래는 공대생으로, 인터넷을 통하여 여러 전자 악기에 대해 알게 되었고, 오카리나도 전자악기로 만들 수 있을거 같았고, 깨지기쉬운 오카리나를 전자오카리나로 대체함으로서 내구성과 다양한 시각적효과를 더하여 여러가지 흥미를 유도 할수 있으리라는 기대감으로 시작한 프로젝트. |
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Dreamers / 한국항공대학교 이원규외 5명 – 입선 소형 인공위성 CANSAT 개발 마이크로컨트롤러를 이용하여 저비용으로 실제 인공위성과 유사한 시스템을 직접 설계, 제작하여 기상 풍선에 싣고 센싱, 통신 등을 통해 실제 인공위성의 기능을 직접 시현하고자 제안한 프로젝트. |
이 3팀이 4개월간의 제작과정 및 결과에 대한 발표, 작품 시연 등을 마치고, 잠시 휴식시간을 가진 뒤 바로 시상식이 진행되었다.
입선작에는 한국항공대학교팀의 소형인공위성이 선정되었고, 우수작에는 광운대학교팀의 전자 오카리나가 선정되었으며, 최우수상은 누구나 흥미를 가지고 다가갈 수 있는 전자드럼게임을 만든 경성대학교팀에게 돌아갔다.
이번 대회를 통해서 대한민국 공학계의 밝은 미래를 볼수 있었으며, 곧바로 제2회 공모전의 참가신청 접수가 시작된다고 하니, 이번 대회보다 더 참신하고 다양한 작품들을 기대해본다. 각 프로젝트에 대한 자세한 내용은 디바이스마트 매거진에서 천천히 만나보기로 하고, 시상식 후기를 마친다.
[5호]일본의 디바이스마트 마루츠 파츠관을 다녀와서..
일본의 디바이스마트
마루츠 파츠관을 다녀와서..
글 | 김동성 기자 goodluck@ntrex.co.kr
영하의 날씨로 추운 한국의 12월과 달리 일본 후쿠오카에 날씨는 포근했다. 아직도 낮에는 외투를 벗고 다녀야 할 정도로 따뜻함을 느낄 수 있었다. 한국으로 보자면 가을에서 겨울로 넘어가는 즈음이랄까?
이곳 후쿠오카에는 후쿠오카 타워, 야후돔 등 많은 유명한 관광지들이 있지만 필자가 여러분들에게 소개하고자 하는 곳은 바로 ‘마루츠 파츠관’이라는 곳이다.
전자부품에 관심이 많은 사람이라도 생소한 이름일 수 있는데 쉽게 얘기하자면 일본판 디바이스마트라고 보면 되겠다.
필자는 후쿠오카 하카타시에 숙소를 정해서 생활했는데 가는 방법은 간단했다. 하카타역에서 지하철로 2구간인데 지요겐초구치역에서 하차 한 후 출구로 나가면 바로 앞에 ‘마루츠’가 있다.
이곳은 본사가 아닌 일반 오프라인 매장이기 때문에 마음껏 들어가서 구경할 수가 있다.
디바이스마트에서 운영하고 있는 구로매장이나 대전매장, 송파매장이라고 생각하면 된다.
놀라운 사실은 오프라인 매장이 연중무휴라는 것이다.
참고로 필자가 방문했던 날은 일요일이었다.
마루츠 내부
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문을 열고 들어가면 생소한 풍경은 아니다. 디바이스마트나 다른 전자 부품 매장에서 판매하고 있는 품목들이 진열장 위에 진열이 되어있다. 사진촬영도 가능했기 때문에 필자가 봤던 것 중에 몇 가지만 소개하겠다.
반도체 및 수동소자
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우선 반도체 및 수동소자이다. AVR, 8051 등 국내에서 많이 유통되는 칩들은 일본에서는 유통이 많이 되지 않는 듯 하다. 그래서인지 많은 수량의 제품을 매장에 보유하고 있지 않았다. 하지만 다양한 제품군들을 플라스틱 케이스를 사용한 것이 아니라, 종이박스를 사용하여 진열한 점이 흥미로웠다. 앞 쪽에는 제품 이미지와 함께 품명, 스펙을 확인할 수 있도록 주기가 붙어있다.
조그만 박스이기 때문에 많은 수량을 보관할 수 없지만, 깔끔하게 진열되어 있는 것이 보기 좋았다.
공구 제품군들
다음은 공구 제품군들이다. Goot, Hakko, Hozan, Engineer 등 공구의 제조사 별로 진열 되어있는데, 제품 아래에는 카달로그가 함께 있어, 제품 스펙 확인이 용이하도록 되어있다. 제작, 유통이 쉬어서 일까 당연한 이야기겠지만 일본산 공구제품들이 다른 나라 공구들보다 비중이 상대적으로 높았다. Hozan 같은 비싼 공구들이 같은 일본이기 때문에 국내보다 약간 더 저렴하게 판매되고 있다는 것은 부러운 점이었다.
전선류
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다음은 전선류이다. 쉽게 풀어서 사용할 수 있도록 긴 봉에 꽂아서 돌릴 수 있게 되어 있다. 디바이스마트와 비슷한 보관 방법이다. 풀어져 있는 전선 끝단에 주기를 부착하여 바로 보고 찾을 수 있도록 되어있었다. 전선을 자를 때에도 주기만 때서 원하는 길이로 자른 후 다시 끝단에 주기를 붙이면 된다. 규격을 확인 할 수 있도록 규격표도 별도로 붙어있다. 일정한 길이로 컷팅이 되어 봉지에 담겨있는 것도 있다.
브랜드 박스 종류
다음은 브랜드박스 종류이다. 디바이스마트에 FIBOX, 케이스포유, NT시리즈가 있듯이 일본에서도 여러 제조사의 브랜드박스가 있었다. 브랜드박스의 비중도 커서 많은 종류의 제품이 진열 되어 있었다. 모양은 사각박스가 대부분이지만 깔끔하고 심플한 디자인이 눈길을 끈다.
이 외에도 전자 키트, 전자 관련 서적, 컴퓨터 주변기기, 배터리, 사무용품 등이 판매 되고 있었다. 짧은 시간 동안 살펴 보았지만, 매장 진열 및 재고 보관 방법 등 많은 참신한 아이디어를 배울 수 있는 시간이었다. 이 소중한 경험이 더 나은 디바이스마트를 만드는 밑거름이 되기를 희망하며, 탐방기를 마친다.
[5호]왕초보 전자회로 강좌특집 5부 – 2
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왕초보 전자회로 강좌특집 5부 – 2
글 |스네일앤 스네이크 ※ 상기 내용은 디바이스마트와 스네일앤 스네이크의 협의를 |
내장 부트로더를 이용한 임베디드 프로그램 로딩 (loading)
▶ 회로설명 (circuit description)
“MY 로거” 의 실험에 들어가기 전에 “MY 로거” 내부 소프트웨어인 임베디드 프로그램을 업데이트하는 방법을 설명합니다.
임베디드 프로그램, 즉 펌웨어의 업데이트는 최근의 MP3, PMP등 소형 정보기기에서 지원하고 있는 기능으로, 빠르게 변하는 정보환경에 대응하기 위한 것입니다. 왜냐하면, (마이컴을 사용한) 기기에서 기능을 변화시키려면 내부 소프트웨어의 교체가 필요하기 때문이지요.
마찬가지로 “MY 로거” 도 여러가지 응용사례에 따라, 기능이 변경되거나 추가될 것이 예상되므로 펌웨어의 교체는 필수적입니다. 이를위해 “MY 로거” 는 PIC16F873A 내부 ROM안에 부트로더(bootloader)라는 작은 프로그램을 상주시켜, 펌웨어를 PC에서 다운로드 할 수 있도록 하고 있습니다 (부트로더가 없으면 프로그램 교체는 매번 롬라이터를 사용하여야 합니다) .
부트로더는 마이컴 리셋(reset) 직후에 먼저 (마이컴) RS232C 통신포트를 통해, (PC에 연결된) 다운로더 프로그램의 접속을 확인해 봅니다.
만일 대기하고 있는 다운로더를 발견하면 먼저 새로운 프로그램을 내려 받고나서, (새 프로그램을) 실행시킵니다. 접속된 다운로더를 찾지 못한다면 내장된 예전 프로그램을 실행시킵니다(이 확인 시간은 아주 짧으므로 사용자는 부트로더의 존재를 감지할 수 없습니다).
※ 부트로더의 동작은 작은 OS인, (마이컴 ROM에 내장된) 모니터 프로그램을 연상시키네요.
※ 사용한 PIC 부트로더는 Carlos Buelna씨가 개발/배포한 공개 소프트웨어 입니다. 단 PIC 전용 C 프로그램인 “HI-TECH C”의 컴파일/링크로 생성된 hex 파일만을 사용할 수 있습니다 (다른 어셈블러나 C 컴파일러에서 생성된 hex 파일은 프로그램 실행이 보증되지 않으므로 주의) .
Carlos Buelna씨의 부트로더 자료는 http://www.microchipc.com/PIC16bootload/16F87xA/ 참조.
▶ 회로도 (The circuit diagram) : : 내장 부트로더를 이용한 임베디드 프로그램 로딩 (loading)
“MY 로거” PIC16F873A에는 부트로더가 내장되어 판매되므로 PC에 다운로더 프로그램인 CD2m을 카피하면 준비가 완료됩니다.
오른쪽 그림에 부트로더의 사용법과 CD2m 다운로더의 실행화면을 보였습니다.
먼저 PC의 COM 포트와 “MY 로거” 를 RS232C 케이블로 연결시킵니다. 이 때 연결한 PC측 COM 포트의 번호를 확인하고, CD2m 다운로더의 “COM 포트 번호”와 일치시켜 줍니다. (디폴트값은 “COM1”입니다. 즉 COM 1번 포트에 케이블을 연결하면 셋팅을 변경할 필요가 없습니다)
※ RS232C 통신속도를 정의하는 “보오 레이트”는 19200 bps로 변경할 수 없습니다. (따라서 CD2m 다운로더의 보오 레이트도 19200으로 셋팅합니다. 그 이유는 “MY 로거”내의 부트로더 프로그램이 19200 bps 전용이기 때문입니다)
RS232C 케이블 연결과 다운로더 셋팅이 끝나면 그림내 플로우의 ②번부터, 번호 순대로 진행하면 됩니다. 주의점은 ⑤번의 “MY 로거” 리셋 스위치 취급입니다. ⑤번에서 리셋 스위치를 누르고 있는 채로 (스위치를 손에서 떼면 안됨) ⑥번으로 가서 CD2m 다운로더 “Start” 버튼을 클릭합니다. 클릭하자마자 ⑦번으로 진행하여, 누르고 있던 “MY 로거” 리셋 스위치를 떼면 됩니다.
이유는 부트로더는 리셋 직후에 동작하고, 이 때는 PC측의 다운로더가 미리 대기하고 있어야 되기 때문입니다. PB 스위치를 손에서 떼면 리셋이 풀리면서 “MY 로거” 16F873A의 부트로더가 실행되기 시작합니다 (리셋 스위치를 왼손으로 누르고 있는 것이 편리 오른손은 마우스를 사용해야 하니까요).
부트로더와 CD2m 다운로드의 접속이 성공하면 “다운로드 진행바”가 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 다운로딩이 끝나면, 바로 “MY 로거” 프로그램이 실행되는 것을 볼 수 있습니다. 한 번에 성공하지 못하면 (당황하지 말고) 두 세번 시도해서 (다운로딩) 감각을 익혀둡니다. 업로딩은 지원하지 않습니다.
※ “MY 로거”의 리셋 버튼을 누르면 (“MY 로거”의) LED 4 가 꺼집니다. LED 1은 전원상태를 체크하며, LED 4 는 녹색으로 PIC16F873A 마이크로 콘트롤러가 “정상적으로 동작하고 있음”을 표시해 줍니다.
※ 다운로드용 임베디드 프로그램은 *.hex 형식의 파일이어야 합니다.
※ 시중에서 구입한 PIC16F873A는 내부 ROM이 비어 있으므로 부트로더도 들어있지 않습니다. 따라서 처음에 한 번은 (롬라이터를 사용해서) 부트로더 프로그램을 PIC16F873A ROM안에 구워 넣어야 합니다.
※ 펌웨어 업데이트용 / MY 로거 Ver. 2.0 펌웨어 프로그램 (임베디드 프로그램) 다운로드는 http://www.circuitry.co.kr/bbs.php?table=beginner&query=view&uid=50&p=1 페이지를 참조하세요.
“MY 로거” 통신 프로그램 + mscomm32 (ocx) 설치법
▶ 회로설명 (circuit description)
이번 시간에는 PC측에서 원격으로 “MY 로거”를 통제할 수 있는 통신 프로그램을 설명합니다. 먼저 시간의 “MY 로거”의 간단한 사용법에서 설명한 바와 같이, PC측 통신 프로그램은 둘 혹은 세 자리의 명령문자나 두 자리 명령문자 + 한 자리 ASCII 숫자를 사용합니다. (실제 사용법은 나중의 사례에서 살펴 볼 예정입니다) 또 명령의 종류에 따라, “MY 로거”는 결과를 PC측에 (ASCII 문자로) 알려줍니다. “MY 로거” 통신 프로그램은 명령을 송신하고, 돌아온 결과를 수신하고 처리해서 사용자에게 보여줍니다.
※ “MY 로거” 통신 프로그램은 VB 6.0 을 사용하여 작성되었습니다. VB에서는 RS232C 통신을 위해 mscomm32라는 ocx를 사용합니다. MS사에 의하면 ocx는 (유사한 dll과 달리) PC Window에 등록해야 이용할 수 있다고 되어 있습니다. 따라서 통신 프로그램을 사용하기 전에, mscomm32.ocx를 사용하는 PC에 반드시 등록해야 하며, (등록법은) mscomm32.zip 안의 txt 파일이나 아래의 그림을 참조해 주시기 바랍니다.
▶ 회로도 (The circuit diagram) : : PC에서 사용하는 “MY 로거” 통신 프로그램
그림에서 처럼, 통신 프로그램의 사용은 정말 간단합니다. 사용자는 “MY 로거”가 연결된 COM 포트를 지정하고 오픈한 후, 송신창에서 원하는 명령을 문자와 숫자로 보냅니다. “MY 로거”는 (필요하다면) 즉각 응답할 것이며 결과는 수신창에 문자와 애스키 숫자의 두 가지 형태로 (분명하게) 나타날 것입니다.
지금까지 “MY 로거”의 복잡한 설명들에 당황하신 분들도 통신 프로그램과 “MY 로거”사이의 사용법이 통합적이고 간단하다는 것을 알게되어 안도하시리라 믿습니다.
필자의 생각으로는(꼼꼼하게) 잘 정의된 전략을 구사한다면, 소프트웨어건 하드웨어건 아니면 이들이 결합한 어떤 것이건 혹은 한 발 더 나아가 실험자체에 이르기까지 최종결과가 단순하고 우아한 형태로 귀착된다고 확신합니다.
“MY 로거”는 일반 DAQ 보드의 성능을 일부 포기하고, 표준 애스키 문자만을 사용한다는 전략과 설계원칙을 고수함으로써 다양한 기능과 간단한 사용법이라는 두 마리 토끼를 잡는 수확을 거두게 되었습니다. 우리는 이 결과를 충분히 활용할 것이며 컴퓨터를 이용한 흥미있는 실험이라는 최종 목적에 가까워졌음을 자축할 수 있게 되었습니다.
※“MY 로거” 통신 프로그램과 VB 소스 (comm_update.zip 10.6k), mscomm32.oxc mscomm32.reg, 등록방법(mscomm32.zip 51k) 다운로드는 http://www.circuitry.co.kr/bbs.php?table=beginner&query=view&uid=51&p=1 페이지를 참조하세요.
“MY 로거” Digitial I/O (Logic In/Out) 시험
▶ 회로도 (The circuit diagram) : “MY 로거” DI/O 단자 동작시험
▶ 회로설명 (circuit description)
이번 시간에는 “MY 로거”의 디지털 입/출력 동작을 시험해 보겠습니다. “MY 로거”는 2개의 외부단자 중 (아래쪽의) 2번 외부단자를 디지털 입/출력에 배정하고 있습니다.
“MY 로거”는 (외부단자 2의) 4개의 디지털 단자중 두 개를 입력(DI) 단자에 두 개를 출력(DO) 단자로 배정하고 있으며, 각 단자명은 DI 1/DI 2, DO 1/DO 2, 단자 배치는 아래의 그림과 같습니다.
디지털 출력 명령은 o10, o11, o20, o21의 4가지로, 처음의 ‘o’문자는 output을, 두 번째 1, 2 문자는 단자를, 세 번째 0, 1 문자는 단자상태를의미합니다. 그러므로 “o11” 명령은 DO 1단자의 상태를 High, 5V로 셋트합니다. 명령 후 테스터로 DO 1단자전압을 측정하면, 약 5V가 출력되는 것이 확인됩니다.
다시 “o11”명령으로, DO 1단자상태를 Low. 0V로 환원할 수 있으며 이 때의 단자전압은 약 0V 입니다.
※ 리턴 문자는 없습니다.
※ 전원이 투입되거나, 리셋 버튼을 눌렀다 떼면 DO 1/DO 2출력단자는 각각 Low, 0V 초기상태로 셋트됩니다.
디지털 입력 동작 명령은 i1, i2의 두 가지로, 처음의 ‘i’문자는 input을, 두번째 1, 2문자는 단자를 의미합니다. 그러므로 “i1″ 명령은 DI 1단자의 상태가 High 인지 Low 인지를 “MY 로거”에 문의하게 됩니다. 명령을 받은 “MY 로거”는 DI 1단자상태를 체크한 후, (단자상태가) High, 5V 이면 ‘T’문자로 Low, 0V 이면 ‘F’문자를 보내줍니다(‘T’ 문자는 truth, ‘F’ 문자는 false를 의미) .
“i2”명령은 DI 2입력단자에 적용되며, 명령의 의미는 “i1”에서와 동일합니다. 그림에 “MY 로거” 디지털 입/출력단자와 시험회로가 나와 있습니다. 출력단자를 시험하기 위해서는 달랑 LED만 필요합니다. 전류제한 저항은 “MY 로거” 내부의 330Ω으로 충분합니다 (“MY 로거” 회로도 참조).
입력단자의 시험회로도 스위치만으로 충분합니다 (그냥 선을 잇고 떼는 것으로도 O.K ) .
※ “MY 로거”의 외부출력 단자는 튼튼한 스크류 터미널입니다. 그러므로 납땜없이 선을 연결하고 제거할 수 있어 여러가지 실험에 무척 편리합니다.
실험회로를 보면 내/외부의 전원이 전혀 필요없다는 것을 알 수 있습니다. (외부회로와 GND는 연결하여야 함) 이러한 조건은 외부 응용회로를 “MY 로거”와 무관하게 설계할 수 있도록 만들어 주므로, (인터페이스 회로 설계에서) 무척 중요한 포인트가 됩니다.
DI/O 실험결과 “MY 로거”를 이용해서, PC에서 (원격으로) 디지털 출력전압을 제어하거나 입력단자의 전압을 확인하는 작업이 매우 간단하다는 것을 확인하게 되었습니다. 응용하기에는 입/출력 단자수가 부족하다는 걱정이 든다구요? 응용하기 나름이랍니다. 앞으로 여러가지 사용 예를 보실 테니까요.
“MY 로거” A/D (Analog to Digital Conversion) 시험
▶ 회로설명 (circuit description)
이번 시간에는 “MY 로거”의 아날로그 입력 동작들을 시험해 보겠습니다. “MY 로거” 는 2개의 외부단자 중 (위 쪽의) 1번 외부단자를 아날로그 입력들에 배정하고 있습니다.
“MY 로거”는 (외부단자 1의) 4개 단자에서 네 개 전부를 아날로그 입력단자로 배정하고 있으며, 각 단자명은 A/D 1, A/D 2, A/D 3, A/D 4 이고 단자 배치는 아래의 그림과 같습니다.
▶ 회로도 (The circuit diagram) : “MY 로거” A/D 단자 동작시험
아날로그 입력 명령은 a1, a2, a3, a4, a5의 다섯 가지로, 처음의 ‘a’문자는 analog를, 두 번째 1-5 문자는 단자를 의미합니다. 그러므로 ‘a1’명령은 A/D 1단자의 전압을 “MY 로거”에 문의하게 됩니다. 명령을 받은 “MY 로거”는 A/D 1단자의 전압을 체크한 후, 상위 하위의 두 문자를 보내줍니다.
PC측에 위치한 통신 프로그램에서는 “MY 로거”에서 보내온 (상위, 하위) 두 문자를 각각 애스키 숫자로 변환한 후 (필요한) 계산을 거쳐 사용하게 됩니다.
※ “a2”, “a3”, “a4”명령은 각각 A/D 2, A/D 3, A/D 4입력단자에 적용되며, 명령의미는 “a1”과 동일
명령중에 “a5” 명령은 입력 전압을 체크하는데 사용됩니다. 그러나 입력전압의 범위는 7.5 ~ 15V 까지 폭이 넓은 반면에, 16F873A의 A/D 입력범위는 0~5V 이므로 입력 전압과 측정 전압간에 범위가 일치하지 않습니다. 이 문제를 해결하기 위해 “MY 로거”에서는 저항으로 입력 전압을 1/4로 분압하여 측정하고 있습니다. 그러므로 “a5” 명령으로 측정한 전압에 4배를 해 주어야 정확한 입력 전압을 읽을 수 있습니다.
※ “MY 로거”는 데이터 로거(Data Logger)의 특성상 독립적으로 (고립되어) 동작시킬 수 있어야 합니다. 이 경우에 전원으로는 전지나 배터리를 사용하게 되므로 항상 돌발적인 전원 전압 강하에 유의할 필요가 있습니다. 이런 이유로 16F873A의 A/D 단자중 하나를 내부전원 감시용으로 배치하였습니다.
그림에 “MY 로거” 디지털 입/출력단자와 시험회로가 나와 있습니다.
아날로그 입력을 시험하기 위해서는 단지 (터미널 단자끼리) 연결만 하면 충분합니다(“MY 로거”회로도 참조).
※ “MY 로거”의 외부출력 단자는 튼튼한 스크류 터미널입니다. 그러므로 납땜없이 선을 연결하고 제거할 수 있어 여러가지 실험에 무척 편리합니다.
실험 회로를 보면 내/외부의 전원이 전혀 필요없다는 것을 알 수 있습니다. (외부회로와 GND는 연결하여야 함) 이러한 조건은 외부 응용회로를 “MY 로거”와 무관하게 설계할 수 있도록 만들어 주므로, (인터페이스 회로 설계에서) 무척 중요한 포인트가 됩니다.
A/D 실험결과 “MY 로거”를 이용해서, PC에서 (원격으로) 아날로그 입력단자의 전압을 측정하는 작업이 매우 간단하며 결과가 정확하다는 사실을 확인하게 되었습니다. “MY 로거”는 여러 응용에 충분한 4ch A/D를 갖추고 있으므로 이제부터 재미있는 사용들이 예상되지 않으시는지요.
PWM 출력를 이용한 D/A (Digital to Analog Conversion) 시험
▶ 회로설명 (circuit description)
이번 시간에는 “MY 로거” 내부의 PWM 신호를 사용한 아날로그 출력을 시험해 보겠습니다. 단 “MY 로거”에는 외부단자의 부족으로 “MY 로거” 출력단자가 없습니다. 그러므로 시험을 위해 “MY 로거” 내부의 16F873A 12, 13번 단자에서 선을 (외부로) 뽑아내야 합니다.
※ “MY 로거” 내부에서 (외부로) 선을 끌어 내 오는데는 납땜작업이 꼭 필요합니다. 납땜작업전에 반드시 16F873A 칩을 IC 소켓에서 먼저 제거하여야 합니다.(IC 소켓에서 칩을 분리할 때는 전원을 끈 후에, 작은 드라이버를 사용하면 편리합니다. 작업후에는 16F873A 칩의 1번을 확인하고 IC 소켓에 끼우십시요. )
(PWM 신호를 사용한) 아날로그 출력 명령은 d1+숫자, d2+숫자의 두 가지로, 처음의 ‘d’ 문자는 digital to analog의 의미를, 두 번째 1, 2문자는 PWM 출력 핀을, 세 번째 “숫자”는 듀티비를 의미합니다. 듀티비는 명령 중 세 번째인 “숫자” 값 0~127에 의해 0~100%까지 변화합니다. (주파수는 변하지 않습니다) 그러므로 “d1+숫자” 명령은 16F873A 13번, PWM 1단자에서, “숫자” 값으로 듀티비를 셋팅한 펄스열이 출력되도록 “MY 로거”에 지시합니다.
예를들면 “d1+0” 명령은 0%듀티비, “d1+63” 명령은 50% 듀티비, “d1+127” 명령은 100%의 듀티비를 가진 펄스열을 생성하고 PWM 1단자에서 출력되도록 만듭니다.
※ 아날로그 출력 명령의 리턴 문자는 없습니다.
※ 듀티비 = (펄스 1 주기의) ON 시간 / OFF 시간 x 100 (%)
▶ 회로도 (The circuit diagram) : PWM 출력을 사용한 “MY 로거” D/A 실험
(출력된 PWM 펄스를 사용하여 직류전압을 만드는) 아날로그 출력 시험에는 “MY 로거” 외부에 2단 (로우패스) 필터 회로가 필요합니다. 필터회로는 PWM 펄스열을 입력으로 받아서, (펄스열의) 평균값에 해당하는 직류전압(DC)을 출력해 줍니다.
※ 2단 (로우패스) 필터회로를 만들 때 “MY 로거”의 GND와 필터의 GND를 반드시 연결하십시요.
※ 제작시 16F873A의 PWM 신호핀 순서에 주의하여야 합니다.
PWM 펄스에서 변화된 직류전압은 0% 듀티비에서 0V, 50% 듀티비에서 2.5V, 100% 듀티비에서 5V가 출력되며, 출력 직류전압은 (필터의 출력단에서) 테스터로 확인할 수 있습니다.
※ 16F873A에서 출력된 PWM 펄스는 5V의 전압크기를 가집니다. 100%의 듀티비 펄스는 (항상) ON 상태이므로 결과적으로 직류(DC) 5V를 의미합니다. 반면에 0% 듀티비는 (항상) OFF 상태의 펄스입니다. (펄스라고 말하기도 뭐하군요.) 그러므로 0% 듀티비 펄스는 직류(DC) 0V와 같은 의미가 됩니다.
실험회로를 보면 내/외부의 전원이 전혀 필요없다는 것을 알 수 있습니다. (외부회로와 GND는 연결하여야 함) 이러한 조건은 외부 응용회로를 “MY 로거”와 무관하게 설계할 수 있도록 만들어 주므로, (인터페이스 회로 설계에서) 무척 중요한 포인트가 됩니다.
D/A 실험결과 “MY 로거”를 이용해서, PC에서 (원격으로) 아날로그 단자에 원하는 전압을 출력하는 작업이 가능하다는 사실을 확인하게 되었습니다. (외부의 2 단 로우패스 필터회로 필요) “MY 로거”는 두 개의 D/A 기능을 가지고 있으므로 모터 속도제어등의 재미있는 사용들이 예상되는군요.
▶왕초보 전자회로의 기초 로직회로 강의를 종료합니다.
수고하셨습니다.