[55호]스마트 사물함
2019 ICT 융합 프로젝트 공모전 입선
스마트 사물함
글 | 국민대학교 이우섭 이다연 유지호 채인석
1. 심사평
칩센 음성 인식 기술을 이용한 여러가지 서비스가 새로이 만들어지고 있는 최근 시점에 맞추어 볼때 재미있는 작품을 본듯 합니다. 음성 인식을 진행할 음원을 등록하는 과정 등에서 현재 개발 작품에 사용된 솔루션의 경우 분명한 제약이 있습니다만, 최근 AWS 및 여타 음성 인식 솔루션을 도입한다면 훨씬 다양한 어플리케이션에 접목이 가능할 것으로 보입니다. 음성 인식과 관련하여 추가적인 연구와 개발을 진행하면 더 좋은 아이디어가 나올수 있으리라는 기대가 됩니다.
뉴티씨 매우 간단한 것이지만, 아주 유용하게 사용될 수 있을 것이라고 생각됩니다. 사실, 어떤 부품이 어디에 있는지 찾는 것도 일이니까요. 종류가 작으면 모르는데, 많아지게 되면 점점 더 어려워지게 되지요. 이 스마트 사물함은 택배, 공구, 부품, 약재 등을 자동으로 찾아서 필요한 수량만큼씩 내려주는 시스템으로 발전할 가능성도 있다고 생각됩니다.
위드로봇 일상에서 아이디어를 얻은 실용성이 높은 작품으로 평가됩니다. 모터 제어 부분을 좀 더 보강하면 더욱 좋은 작품이 될 것 같습니다.
펌테크 키 패드 등의 터치 방식이 아닌 음성인식 방식을 통해 슬라이더 와 서보모터를 구동시키는 등 아이디어가 우수한 작품이라고 생각합니다. 작품의 완성도가 높았으며 학부과정의 학생이 구현하기에 적정한 난이도를 가진 작품이라고 생각합니다.
2. 작품 개요
주제를 선정하는데 있어 2가지를 고려하기로 결정했다.
첫째는, 4차 산업시대에 발맞춰 관련된 주제를 선정할 것이다.
최근 ‘2017년부터 세상을 지배할 4M’ 이라는 기고 글에서 4가지 트렌드를 이야기했다. 글로벌 음성인식 시장은 폭풍 성장하였고, 금년 초 글로벌 시장 조사업체인 트랜드포스에 따르면 전 세계 음성인식 솔루션 시장은 4년 뒤인 2021년까지 159억 8000만 달러로 급성장할 것으로 전망하였다. 지난해 26억 1000만 달러와 비교하면 불과 5년 새에 6배가량 폭풍 성장한 것이다. 연 평균 성장률이 43.6[%]을 웃돌고 있다. 그런데 전 세계가 본격적인 음성인식 시대를 맞았지만 한국 기업들은 주도권 다툼에서 크게 밀리는 것으로 나타났으며 가전제품에 기능은 도입했지만 향후 시장을 주도할 플랫폼이나 생태계 경쟁에서는 이제 겨우 걸음마를 딛는 수준이다. 그 대신 아마존, 구글 등 미국 기업들이 음성인식 시장을 주도하고 있는 양상이다. 실제 작년 초 미국 라스베이거스에서 열린 시계 최대 쇼인 ‘CES 2017’ 에서는 인공지능과 결합한 음성인식 기술을 적용한 가전제품, 자율주행 자동차가 쏟아져 나왔다.
둘째는 일상생활에서 실제로 겪었던 불편함에 대해 생각해볼 것이다,
재학 당시 국가근로장학생으로 실습준비실에서 근로를 한 적이 있었다.
실습준비실에는 수없이 많은 저항과 커패시터 등 여러 IC 소자들이 있었는데 학생들이 필요로 하는 소자를 일일이 서랍을 직접 열면서 내용물을 찾아야하는 서랍형 수납함에 불편함을 느꼈습니다. 따라서 음성인식과 결합하여 ‘음성인식 수납함’을 제작한다면 여러 분야에 적용 가능할 것으로 판단하였고, 결과적으로 ICT 융합 프로젝트에 참여하는 계기가 되었습니다.
3. 작품 설명
음성인식 수납함이다. 재학 당시 국가근로장학생으로 실습 준비실에서 근로를 한 적이 있었는데 실습준비실에는 수없이 많은 저항과 커패시터 등 여러 IC 소자들이 있다.
학생들이 필요로 하는 소자는 무수히 많았으며 이를 일일이 서랍을 직접 열면서 내용물을 찾아야하는 서랍형 수납함에 불편함을 느꼈고, 따라서 VoiceRecognition V3을 이용하여 음성으로 말하는 원하는 물건이 들어있는 수납함이 열려 위치를 알려주는 것이다. 이번 작품의 핵심 기술인 물품 탐색 기능은 수십 개로 구성된 서랍형 수납함뿐만 아니라 기업의 물류창고 및 도서관 등에서도 활용 될 수 있다. 특히 본 작품에서 사용한 시스템을 응용하여 출력방식을 LED에서 소리로, 입력방식을 음성에서 타이핑 형식으로 변경할 경우 시각·청각 장애인들을 위한 물품탐색까지도 활용 가능하다는 것이 장점이다. 또한, 모터 슬라이더 포텐셔미터를 이용하기 때문에 지정된 위치로 즉각 이동하여 시간지체를 최소화할 수 있다.
3.1. 주요 동작 및 특성 / 전체 시스템 구성
3.1.1. 기획 기술의 개요
제어 순서도
기존의 사물함은 직접 목표한 사물함을 찾고 움직여야 하는 번거로움이 있으나 본 작품은 VoiceRecognition V3을 활용하여 음성인식을 하고 이후 내장된 코드에 따라 모터 슬라이더 포텐셔미터 및 ServoMotor가 동작하여 입력한 사물함이 열리게 된다. 따라서 불필요한 움직임을 최소화하여 시간을 절약할 수 있다.
3.1.2. 기획 기술의 목표
3.1.3. 작품 구조
1) Arduino Uno : 본 프로젝트에서 핵심 부품 중 하나입니다. 모터 슬라이더 포텐셔미터 및 ServoMotor, VoiceRecognition V3을 코딩을 통해 제어한다.
2) VoiceRecognition V3 : 내장 마이크가 아니라 3.5[mm] mono-channel 마이크로폰을 이용하며, 음성명령 또한 정해진 명령이 아니라 사용자가 직접 음성명령을 등록하는 방식이다. UART 통신으로 아두이노와 연결될 수 있다. 사용자가 직접 음성명령을 등록하는 과정을 Train이라고 하며, 모듈에 Train된 음성 명령을 복사하는 것을 Load 라고 한다. 최대 80개까지 음성명령을 Load 할 수 있으며 그룹화 하여 한 그룹에는 최대 7개의 음성 명령이 사용 가능하다.
3) 모터 슬라이더 포텐셔미터 : 모터 슬라이더 포텐셔미터는 기본적으로 작은 모터와 벨트에 의해 동작되는 슬라이더 포텐셔미터이다. 슬라이더 두 개의 10K 리니어 taper 포텐셔미터를 포함하고 있어 하나는 슬라이더의 위치를 읽기 위한 서보 피드백으로 사용이 가능하고 다른 하나는 제어하고자 하는 타겟에 사용이 가능하다. 또한 금속 슬라이더 탭에 전기적으로 직접 연결된 터치 센스 라인이 있어 슬라이더를 정전식 터치 회로에 인터페이스 할 수 있다.
본 모터 슬라이더는 미리 설정된 위치들로 점프하여 이동하거나 가상 컨트롤러에게서 물리적인 피드백을 얻고자할 때 유용하다. 이외에도 모터에 펄스를 주어 즉각적인 피드백을 주거나 가벼운 경로봇을 위해 리니어 엑추에이터로도 사용이 가능하다.
4) Servo Motor : 모터 슬라이더 포텐셔미터를 이용하여 x축과 y축의 이동을 담당한다면 Servo Motor는 지정된 위치로 이동한 뒤 서랍을 밀어주기 위해 동작한다.
5) L293 Motor Shield : 모터 슬라이더 포텐셔미터 역시 DC모터와 벨트의 조합이기 때문에 양방향 제어를 위해 L293 Motor Shield를 이용하였다. L293 Motor Shield의 내부회로는 Full-Bridge로 구성되어 있다.
6) Transistor C1815 : 모터 슬라이더 포텐셔미터는 DC모터와 가변저항의 결합이다 따라서 원하지 않은 값을 읽어 프로그램이 멈추는 경우가 발생하였다. 따라서 Transistor는 하나의 스위치 역할이 가능하기 때문에 안정적인 구동을 위해 사용하게 되었다.
7) 그 외의 재료로는 만능기판과, LED 발광 다이오드가 있습니다.
3.2. 개발 환경
3.2.1. Hardware(회로도)
3.2.2. Software(코딩)
작품을 개발하기에 앞서 가장 주요한 모터 슬라이더 포텐셔미터, Voice Recognition V3 및 ServoMotor를 제어하기 위하여 C언어를 기반으로 한 Arduino Uno를 이용하였습니다.
3.2.3. 음성명령을 등록하는 Train 과정
기본적으로 들어있는 코딩 라이브러리입니다. 키 코드를 이용하여 VoiceRecognition V3에 사용자가 직접 음성 명령을 등록할 수 있습니다. 사용자가 직접 음성 명령을 등록하는 과정을 Train이라고 하며, 모듈에 Train된 음성 명령을 복사하는 것을 ‘Load’ 라고 하며 최대 80개까지 음성명령을 Load 할 수 있습니다. 그룹화하여 한 그룹에는 최대 7개의 음성 명령이 사용 가능하다. 즉, 한 그룹만 존재한다고 하면 최대 7개의 명령만 등록할 수 있습니다.
3.2.4. 모터 슬라이더 포텐셔미터 및 Servo Motor 제어를 위한 코딩
#include <VoiceRecognitionV3.h> //앞서 설정한 Train 라이브러리
#include <Servo.h> // 서보모터 사용을 위한 라이브러리
Servo servomotor;
Servo servomotor1;
VR myVR(2,3); // 2:RX 3:TX
uint8_t records[7];
uint8_t buf[64];
#define one 1
#define two 2
#define three 3
#define four 4
#define five 5
#define six 6
int Hold=0;
int S1=A0; // X축 가변저항
int S2=A1; // Y축 가변저항
int EN1=4;
int IN1=5;
int EN2=7;
int IN2=6;
int SW1 = 8;
int SW2 = 9;
int pos = 90;
void setup()
{
pinMode(S1,INPUT);
pinMode(S2,INPUT);
pinMode(EN1,OUTPUT);
pinMode(EN1,OUTPUT);
pinMode(IN1,OUTPUT);
pinMode(IN2,OUTPUT);
pinMode(SW1,OUTPUT);
pinMode(SW2,OUTPUT);
servomotor.attach(10);
servomotor1.attach(11);
myVR.begin(9600);
Serial.begin(115200);
}
void loop()
{
int ret;
ret = myVR.recognize(buf, 50);
if(ret>0){
switch(buf[1]){
case one:
Serial.println(“1″);
Hold=1;
break;
case two:
Serial.println(“2″);
Hold=2;
break;
case three:
Serial.println(“3″);
Hold=3;
break;
case four:
Serial.println(“4″);
Hold=4;
break;
case five:
Serial.println(“5″);
Hold=5;
break;
case six:
Serial.println(“6″);
Hold=6;
break;
default:
Serial.println(“Record function undefined”);
break;
}
}
if(Hold>0){
MotorState(Hold);
Hold=0;
}
}
void MotorState(int State){
int LX,HX,LY,HY;
int MS1=0;
int MS2=0;
int X=0;
int Y=0;
boolean XST=LOW;
boolean YST=LOW;
while(State==1,2,3,4,5,6){
if(State==1){
LX=5;
HX=10;
LY=70;
HY=75;
XST=HIGH;
MS1=1;
break;
}
else if(State==2){
LX=10;
HX=15;
LY=70;
HY=75;
XST=HIGH;
MS2=1;
break;
}
else if(State==3){
LX=95;
HX=100;
LY=70;
HY=75;
XST=HIGH;
MS2=1;
break;
}
else if(State==4){
LX=5;
HX=10;
LY=0;
HY=5;
XST=HIGH;
MS1=1;
break;
}
else if(State==5){
LX=10;
HX=15;
LY=0;
HY=5;
XST=HIGH;
MS2=1;
break;
}
else if(State==6){
LX=95;
HX=100;
LY=0;
HY=5;
XST=HIGH;
MS2=1;
break;
}
}
while(XST==HIGH){
X=map(analogRead(S1),0,1023,0,115);
digitalWrite(SW1,LOW);
digitalWrite(SW2,HIGH);
if((LX<X)&&(X<HX)){
digitalWrite(EN1,LOW);
analogWrite(IN1,0);
XST=LOW;
YST=HIGH;
break;
}
else if(X>=HX){
digitalWrite(EN1,HIGH);
analogWrite(IN1,250);
}
else if(X<=LX){
digitalWrite(EN1,LOW);
analogWrite(IN1,250);
}
}
while(YST==HIGH){
Y=map(analogRead(S2),0,1023,0,116);
digitalWrite(SW1,HIGH);
digitalWrite(SW2,LOW);
if((LY<Y)&&(Y<HY)){
digitalWrite(EN2,LOW);
analogWrite(IN2,0);
YST=LOW;
servomotor.write(-(pos*MS1)+90);
servomotor1.write(pos*MS2+90);
break;
}
else if(Y>=HY){
digitalWrite(EN2,LOW);
analogWrite(IN2,250);
}
else if(Y<=LY){
digitalWrite(EN2,HIGH);
analogWrite(IN2,250);
}
}
delay(600);
servomotor.write(90);
servomotor1.write(90);
MS1,MS2=0;
return;
}
모터 슬라이더 포텐셔미터는 금속 슬라이더 탭에 전기적으로 직접 연결된 터치 센트 라인이 있어 슬라이더를 정전식 터치 회로에 인터페이스 할 수 있다.
본 모터 슬라이더는 미리 설정된 위치들로 점프하여 이동하거나 가상 컨트롤러에게서 물리적인 피드백을 얻고자할 때 유용하다.
위의 코딩은 모터 슬라이더 포텐셔미터의 위치를 설정해주는 것이다.
4. 단계별 제작과정
서랍장에 모터 슬라이드 포텐셔미터를 뒤쪽에 설치함 ▶ 글루건을 이용하여 고정 ▶ 필요한 전선 연결 ▶ 모터 슬라이드 포텐셔미터 및 서보모터 연결 ▶ 아두이노 및 음성 쉴드 부착 ▶ 아두이노및 음성 쉴드 수납장에 부착 ▶ 브래드보드에 서보모터와 아두이노 와이어 연결 및 납땜. ▶ 수납장에 외함 및 뚜껑 부착
4.1. 서보모터 및 모터 슬라이드 포텐셔미터 동작 확인
이번 작품의 핵심은 바로 모터 슬라이더 포텐셔미터와 서보모터입니다. 가변저항과 DC모터의 결합으로 이루어진 모터 슬라이더 포텐셔미터의 경우 x축과 y축 이동을 담당하며 서보모터의 경우에는 서랍이 나올 수 있도록 하는 역할입니다. 이를 확인해보기 위해서 DC모터 방향 제어하는 L293 Motor Shield를 이용하여 정상 동작을 확인하는 과정을 거쳤습니다.
4.2. 조립과정 : 모터 슬라이더 포텐셔미터 결합
서랍과 모터 슬라이더 포텐셔미터를 결합하는 과정입니다. 왼쪽 상단부터 1번이며 총 6번까지 존재하며 지정된 위치에 따라 x축과 y축으로 이동하는 역할을 담당한다.
4.3. 조립과정 : 서보모터 결합하기
모터 슬라이더 포텐셔미터를 이용하여 원하는 위치로 이동했다면 서보모터의 경우에는 지정된 위치 도달시 서랍을 밀어주는 역할을 합니다. 또한 서보모터로 적절히 밀어줄만한 막대가 필요했지만 원하는 부품을 구할 수 없었기 때문에 직접 Fusion360을 이용하여 설계 및 3D 프린터를 이용하여 출력한다.
4.4. 서랍 네이밍
의로 구분하기 위해 서랍에 번호를 부여함으로써 구분하게 쉽게 하는 과정이다. 녹음 과정 당시 1번, 2번 등으로 설정했지만 원한다면 다른 방법으로 설정해도 무관하다.
4.5. 외관 꾸미기
동작을 위해 사용한 Arduino와 각종 부품을 가리기 위해 외관을 제작해서 붙이는 과정입니다. 저희 조 이름인 ‘1등은 우리꺼조‘를 적은 모습이다.
4.6. 최종 시연
완성된 작품으로 몇 가지 테스트를 진행했습니다. 기획 당시 세운 목표는 다음과 같습니다.
이에 대한 테스트 결과 우선 인식을 한다면 매우 빠른 속도로 동작한다는 것을 확인할 수 있었으며 주위 소음 여부에 따른 인식률에 대해 실험을 진행했다.
위 실험은 1세트당 10번씩 진행 했으며 주위에 블루투스 스피커를 이용하여 노래를 틀거나 학교 앞 카페에서 측정하였습니다. 위 실험 결과를 바탕으로 어느 정도 시끄럽더라도 인식한다는 것을 알 수 있다.
5. 향후 개선방안
5.1. 시각적인 효과 추가
본 작품개발 초기 단계에 서랍이 열리면 그림과 같이 LED가 들어오게 함으로써 서랍의 개수가 늘어나더라도 어느 위치의 서랍이 열렸는지 정확히 알 수 있게 하려고 했다. 하지만 LED에 전원을 어떤식으로 공급할지, 선 정리는 어떻게 할지에 대한 문제에 직면하여 이번 작품에서는 제외하기로 했습니다. 따라서 향후 본 문제를 팀원과 회의를 통해 개선할 예정이다.
5.1.1. 시·청각 장애인을 위한 시스템
본 작품에 도입된 시스템을 응용하여 출력방식을 소리로, 입력방식을 음성에서 타이핑 형식으로 변경할 경우 시·청각 장애인들을 위한 물품탐색도 가능하다고 생각하였습니다. 따라서 추후 관련된 작품 역시 응용해서 제작할 예정이다.
5.2. 참고문헌
음성인식 기술 어디까지 왔나? : https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=16706161&memberNo=39046504&vType=VERTICAL
[55호]2019 한국전자제조산업전
ELECTRONICS MANUFACTURING KOREA 2019
2019 한국전자제조산업전
글 | 심혜린 기자 linda@ntrex.co.kr
올해 20주년을 맞이한 한국전자제조산업전(이하 EMK 2019)과 한국자동차전장제조산업전(이하 AMK 2019)이 5월 15일부터 17일까지 코엑스에서 세계 최대 전시 주최사인 Reed Exhibition와 국내 전문 주최사인 K.Fairs(주)의 합작법인인 리드케이훼어스 유한회사의 주최, 산업통상자원부 후원, 한화정밀기계 협찬으로 진행되었다. EMK 2019는 총 다섯 가지의 세부 주제 SMT/PCB & NEPCON Korea, 국제 인쇄전자 및 전자재료 산업전, 국제 기능성 필름 산업전, 포토닉스 & LED 서울, 협동 로봇 특별관 등으로 이루어졌다.
먼저 (주)테솔에서는 다양한 통신 모듈과 인터페이스 보드 등의 제품군을 선보였다. 먼저 (주)테솔의 Xbee RF 통신 모듈인 XBee ZB TH은 효율적인 비용으로 에너지, 태양광, 자동화 및 무선제어 애플리케이션 등을 효율적으로 제작할 수 있도록 도와주는 모듈로, 빠른 속도의 인터페이스, RF 성능과 뛰어난 보안성을 자랑해 제품 개발에 따른 비용 및 시간을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한 XBee Wi-Fi는 손쉽게 국내에서 사용되는 AP 들과 연결이 가능하며 기존 Xbee 모듈과 호환되며, 각 디바이스 측에 모듈을 설치해 스마트폰이나 PC에서 간편하게 모니터링할 수 있도록 구성이 가능하다. USB 형태의 Xstick도 선보였는데, 이 제품은 USB로 간단하게 연결을 할 수 있어 사용자에게 친숙하며 휴대용으로 사용하기에 좋아서 어디서나 쉽게 무선 네트워크 구성이 가능하다. 노트북과 PC에서 즉각적으로 무선 연결이 되어 네트워크 구성, 진단, 모니터링을 현장에서 손쉽게 수행할 수 있다. 별도의 배터리나 전원 어댑터도 필요하지 않다. Xbee 구성을 기반으로 한 키트 제품도 볼 수 있었는데, XBee3 ZigBee Mesh Kit는 지그비 기반 Mesh 네트워킹을 위한 XBee3 RF 모듈을 사용하는 방법을 배울 수 있는 좋은 기회를 제공한다. Mesh 네트워킹은 데이터를 라우팅할 수 있는 적합한 방법으로 SMT 타입의 모듈이 3개가 제공되어 효과적으로 Mesh 네트워크를 구성하 수 있으며 3개의 인터페이스 보드와 안테나까지 포함으로 구성되어 있어 학습하기에 적합하다.
(주)리텍에프이에스는 미세한 Semi Dry Fog를 이용한 옥외나 대공간을 냉방하는 시스템은 쿨링포그와 공장, 각종 작업 현장에서 사용하는 산업공조가습 시스템 아미키스트를 시공 및 설치하는 전문 기업이다. 먼저 산업용 가습기인 아키미스트(Akimist E)는 세계 특허의 AKUet 노즐로 양질의 안개를 4M 이상 비상시켜 효과적이며 박테리아를 발생시키지 않는 초소형 탱크를 채용했다. 젖지 않는 연무의 이케우치 가습 기술로 만들어진 이 제품은 외형이 연무가 아닌 연기와 같다. 대상물에 부딪혀도 튕기기 때문에 대상물이 젖지 않으며, Dry Fog는 상당히 작은 연무여서 대상물에 부딪혀도 물방울이 파열되지 않고 대상물을 적시지 않는다. 또한 타이머나 습도자동제어기로 자동으로 운전하며, 소형으로 저가의 수질정화기(AKIMiz)을 병용하면 물에 포함되어 있는 스케일 성분을 제거하여 백화현상의 발생을 억제시켜 노즐의 분무이상을 방지할 수 있다. 시스템의 구성은 기본적으로 노즐 4개가 부착되어 있어, 필요에 따라 탈부착이 가능하다. AE-UT 아답타는 노즐과 함께 부착하여 분무 각도를 자유자재로 조절할 수 있다. On/Off 타입이 콘트롤러로 센서는 발판 센서 방식 및 근접센서, 레이저 방식 센서 등을 사용해 원하는 사양으로 선택이 가능하다. 이 제품을 사용하면, 큰 작업 공간에서도 습도를 일정하게 유지 및 제어할 수 있으며 정전기에 의한 트러블을 해소하고 제품의 품질을 향상시키고 불량품과 화재 발생율 감소에 효과적이다. 또한 약 2도의 냉방 효과로 냉방 부담을 크게 줄여 에너지 절약 효과를 발휘한다. 이 제품은 인쇄, 전자, 플라스틱 등 각종 분야에서 다양한 공정에 맞춘 최적의 습도 환경을 갖출 수 있다.
(주)와이제이링크는 SMT 자동화 공정의 보드 핸들링 기기, 레이저 마킹 장비, 라우터를 제조 및 수출하는 글로벌 기업으로 국내 SMT 주변 기기 전문 제조사로써 제품 품질과 대응력을 인정받은 바 있다. 스마트 팩토리 솔루션 산업용 증강현실(AR) 장비를 선보여 관람객들의 이목을 끌었다. YJ 화상지원과 YJ 스마트뷰 2가지 제품을 볼 수 있었는데, YJ 화상지원은 AR 글래스를 통해서 현장 근로자가 보는 시점을 직관적으로 전문가와 공유하고 전문가가 화면에서 확인해 정확한 피드백을 줄 수 있는 솔루션이다. 현장에 가지 않아도 손쉽게 문제를 해결해 시간을 절약할 수 있으며, 인력비나 기타 운영비를 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있다. YJ 스마트뷰는 현장 근로자가 보유한 태블릿이나 스마트폰 등에서 증강 현실 기반의 기술로 실시간 장비 상태를 확인할 수 있어 장비를 사전 점검하는데 효과적이다. 앱에서 장비 진단 기능을 실행해 모바일 기기의 카메라를 장비에 있는 바코드를 비추면 장비 상태를 확인하며, 문제가 확인되면 해결법 또한 알려준다.
헬러코리아(주)는 국내 PCB 제조 과정 중에서 마지막 공정에 해당하는 리플로어 오븐을 전문으로 제조하는 기업으로 전시회에서 셀렉티브 솔더링 공정을 위한 토탈 솔루션 제품을 선보였다. 고속 셀렉티브 솔더링 시스템 Maxi Selective-HS은 20초 미만의 최단 사이클 타임을 보장하며, 단일 제품 생산 시스템으로 대량 생산에 가장 적합하다. 제품 종류에 특화된 다중 노즐 치구를 사용한 고정도 다중 웨이브 솔더링 프로세스로 질소 공급 방식의 다중 웨이브 고품질의 솔더링과 최소한의 유지 보수를 보장한다.
PARMI는 SMT 과정에서 스크린 프린터의 솔더 품질을 판정하는 SPI 장비 SIGMA X, 마운터 이후에 실장 상태를 검사하는 3D AOI 장비인 엑시드(Xceed)를 선보여 눈길을 끌었다. 엑시드(Xceeed)는 일반적인 카메라 기술이 아닌 듀얼 레이저 기술을 활용한 고속 CMOS 카메라가 갖춰져 있어 특정 부위만 촬영하는 카메라 검사 방식과 달리 지그재그 형태로 스캔해 전체를 정확하게 확인할 수 있다는 점이 장점이다. 스캔된 기판은 3D 이미지로 구현이 되어 화면에 띄어지며 카메라가 닿지 않는 곳까지 감지된다. 실제로 스캔된 이미지는 고급 신호 처리로 노이즈가 적고 선명해 보다 정확한 3D 이미지를 얻을 수 있다. PARMI가 독자적으로 개발한 인터페이스는 간단하게 구성되어 있어 사용자가 이용하기에 편리하다. 또한 1D, 2D, QR 레이저 마킹 및 인쇄 바코드까지 인식이 되어 더욱 유용하다.
(주)한화정밀기계는 국내 최초로 칩마운터를 개발하였으며 SMT 마운터, 반도체 설비, 수삽자동화 설비, 협동로봇, 산업용 설비 및 소프트웨어 솔루션을 제공하는 스마트 팩토리 솔루션 전문 제조 기업이다. 전시된 제품 중에 HM520(커팅-엣시 모듈러 마운터)는 모듈러 헤드와 다양한 생산 모드 적용이 가능해 유연한 생산라인을 구축할 수 있는 스마트팩토리 솔루션으로 소프트웨어를 통해 무인화, 무정지, 무결점의 생산을 구현시킨다. 로터리 헤드를 장착해 실제 현장에서 사용해보면 일반 피아노헤드보다 실 생산성이 높다. 소형 칩에도 대응이 가능해 0201부터 칩을 장착할 수 있으며, 헤드를 경량화해서 기존 제품보다 CPH를 높였다. 또한 스테이지 카메라가 작아지면서 이동경로가 축소돼 효율성이 크게 향상되었으며, 20 Spindle을 한 번에 빠르게 인식할 수 있다. 고해상도 카메라로 소형 LED 칩뿐만 아니라 모바일 PCB의 미소칩 (0402, 0603)도 실 생산성의 감소 없이 고속, 고정도 실장이 가능하다. 이 제품의 강점인 소프트웨어는 오프라인 프로그래밍이 가능해 CAD 인터페이스를 최적화시킬 수 있으며 교대 근무, 휴식 시간 및 피더, 노즐, 백업핀 교체 시간 등을 고려하여 여러 생산 모델의 생산 계획을 수립한다. 또한 내장된 카메라를 통해서 신규 부품 정보를 빠르게 등록이 가능하며, 부품 정보의 변동을 통합 관리 할 수 있다. 부품 데이터베이스 내 등록된 부품 정보를 쉽게 검색, 수정, 복제, 삭제할 수 있다. 각 부품 릴의 바코드를 발행하고 등록하는 기능이 내장되어 있어 사용자는 손쉽게 바코드 생성 및 관리가 가능하다는 점도 장점이다. HM520 제품 이외에도 스마트팩토리에 효율적인 DECAN 시리즈와 SM Plus 시리즈 등을 전시했다.
(주)펨트론은 3차원 정밀 측정 및 Vision 원천기술을 바탕으로 SMT, 자동차 전장, 2차 전지, 반도체 등 다양한 분야에 사용되는 납도포 검사장비(3D SPI), 3차원 장착 검사 장비(3D AOI, MOI), Wafer Bump 3D 검사 장비, Wire Bonding 3D 검사 장비, 2차 전지 리드탭 공정 및 검사 장비를 개발 및 공급하고 있는 기업이다. 이번 전시 부스에서 주요 검사 장비로 컬러 3D 인라인 SPI 장비인 ‘세턴’, 3D AOI 장비 ‘아데나’ 등을 선보였다. 먼저 ‘세턴’은 3D 조명의 듀얼 프로젝션을 적용해 그림자 효과를 최소화 했으며, 카메라 리니어 모터를 달아 정밀도를 크게 높였다. 또한 정밀 컬러 3D 알고리즘에 대한 특허기술을 바탕으로 40마이크로미터 미만의 솔더도 검출이 가능하고, 숄더를 360도 회전해 3차원 입체 형상으로도 구현이 가능하다.
아데나는 검증된 무아레(Moire) 위상 측정법이 적용된 AOI 장비로 8방향에서 동시에 조명을 비춰 촬영하는 ‘8 way projection’ 기반의 3D 기술을 적용하고 2D와 3D 알고리즘을 동시에 적용해 검사를 진행하는 제품으로 최대 40mm의 높은 부품 3D 측정이 가능해 그림자가 발생하지 않아 밀집도가 높은 PCB 보드 검사에 더욱 효과적이다.
YAMAHA의 한국 공식 대리점 (주)엔와이에스는 YAMAHA의 제품을 모델별로 다양하게 선보였다. YAMAHA의 초고속 칩 마운터 ‘YSM40R’은 혁신적인 생산성을 위해 개발된 초고속 모듈러 마운터이다. 하나의 플랫폼에서 다양한 기능을 제공하는 장비로 좁은 공간에서 최대로 공간을 활용할 수 있다는 점이 특장점이다. RS 헤드를 기존의 로터리 헤드보다 절반으로 픽업할 수 있게 업계 최초로 혁신적으로 개발해 새로운 모델 알고리즘을 적용시켜 더 빠르게 서보 모터 제어가 가능하며, 이전 HS 헤드에 비해 무게가 50% 이상 가벼워졌다. 또한 고성능 진공 펌프를 통해 강력한 흡입력으로 안정적인 성능을 구현한다. 0201 크기의 소형 칩 부품 처리가 가능해져 고품질의 마운팅을 처리할 수 있으며, 섬세한 작업도 가능하기 때문에 칩 밀집도가 높은 제품에 대응이 잘 된다. RS 헤드는 샤프트 끝부분에 필터가 장착되어 있어 헤드 내부를 깨끗하게 유지할 수 있으며, Blow Station의 표준 제공으로 노즐 샤프트가 자동으로 청소되어 유지 보수에 용이하다.
이번 전시회에서는 관람객들을 위해 20주년을 기념하여 스마트 팩토리 반응형 SMT 데모 라인 시연도 선보였으며, 재료연구소의 전기·전자용 첨단 기술 설명회, KAMP 춘계 심포지엄, 2019 국제 미래 자동차 포럼과 20주년 환영 리셉션, 20주년 특별 어워즈 등 다양한 행사가 준비되었다. 다만 국내 기업보다는 해외 기업 부스가 더 많이 보여 아쉬웠는데, 내년에는 우수한 기술력을 갖춘 국내 기업을 좀 더 많이 둘러볼 수 있기를 기대하며 이번 관람기를 마친다.
[55호]스마트 킁킁본
2019 ICT 융합 프로젝트 공모전 우수상
스마트 킁킁본
글 | 국민대학교 이우섭 이다연 유지호 채인석
1. 심사평
칩센 매우 간단한, 하지만 효율적이고 이해가 쉬운 작품이다. 보고서에 언급되었듯이 반려동물을 위한 시장은 매년 크게 성장하고 있으며, 이러한 시장성을 고려했을때도 가능성이 있어 보이는 작품이다. 실제 시연과 동작의 모습을 동영상으로 확인이 가능했다면 더 좋았을 것 같은 아쉬움이 들지만, 실용성과 창의성이 포함된 아이디어 만으로도 충분히 높은 평가를 줄수 있을 것으로 보인다.
뉴티씨 매우 재미있고, 좋은 아이템 같습니다. 요즘 반려견들에 대한 관심이 높은 지금 멀리 있을 때에 핸드폰으로 보면서, 집에서라도 이 장치로 반려견을 살피고 먹이도 주고싶을 것입니다. 기존에 카메라로 보고, 개와 마이크와 스피커로 대화하고, 먹이도 주고, 물도 주고 할 수 있는 장치들은 있었는데, 제자리에서 움직이지 않는 형태로 제공되었습니다. 하지만, 판매량이 대량으로 늘어나지 못한 아쉬움이 있는데, 이는 여러가지 원인이 있겠지만, 무엇보다도 높이 형성된 가격때문이라고 할 수 있습니다. 실제로, 금형 제작과 고사양 스펙으로 높은 가격을 형성하게 되었지만, 필요성과 실용성에 대해서는 항상 요구되어 왔던 것도 사실입니다. 여기에 모터 등으로 움직이는 부분도 붙어 있으므로, 가격에 좀 더 고민해 보아야 합니다. 좀 더 이런 부분에 대한 고민을 더 해서, 좋은 제품으로 시중에 내놓을수도 있게 되기를 바래봅니다.
위드로봇 아이디어가 뛰어난 작품입니다. 소프트웨어 완성도를 더 끌어 올리면 더욱 좋은 작품이 될 것 같습니다.
펌테크 아이디어와 실용성, 상업성을 두루 갖춘 작품이라고 생각합니다. 국내 반려견 인구가 1000만명 시대인 점을 감안한다면 이러한 작품은 상업적으로 큰 가치를 가질 수 있는 작품이라고 생각을 합니다. 아쉬운 점은 제출된 문서상에서는 스마트폰과 연동되는 일부 내용만 확인되었을 뿐 구동되는 동작 영상을 확인할 수 없었습니다. 이러한 점을 감안한다면 최종 완성이 되지는 않은 것으로 판단됩니다.
2. 작품 개요
킁킁본이란 반려견의 특성인 노즈워크(Nose-work, 반려견이 코로 냄새를 맡으며 하는 모든 활동)를 본 딴 의성어 ‘킁킁’과 ‘뼈다귀’(Bone)가 합쳐진 말이다. 이 작품을 통해 반려견의 상태 확인 및 케어, 어플리케이션 연동, 분리불안 및 우울증 예방, 원격 사료 지급을 확인할 수 있다.
2.1. 제안 배경
2.1.1. 사회적 배경
· 1인 가구 및 맞벌이 가정의 증가
· 바쁜 사회 속 반려견에 대한 관심 결여
2.1.2. 문제
· 반려견의 분리 불안 및 우울증 증가
· 반려인 부재 시 반려견에 대한 케어 불가능
2.1.3. 목적
· 상호 통신(양방향 통화)을 통한 반려견의 상태 확인 및 케어
· 반려견에게 끊임없는 관심사 제공으로 분리 불안 및 우울증 예방
· 자동 / 사동 수료 지급
2.2. 시장 분석
2.2.1. 애견용품 시장의 높은 성장률
농협경제연구소가 발표한 보고서에 따르면 국내 반려동물 용품 시장은 사회구조적 변화와 반려동물에 대한 의식 발전에 기인하여 연평균 25%의 속도로 급성장하고 있다.
2.2.2. 디자인, 마케팅 위주의 애견 시장
애견용품 시장의 규모는 계속해서 커져만 가고 있지만 대부분의 애견 용품들의 기능은 비슷한 수준이며 디자인, 마케팅 측면에서만 경쟁을 하고 있다.
2.2.3. 반려견에 대한 사회적 의식 발전
반려동물을 단순히 애완용이 아닌, 가족 구성원으로서 대하는 사회적 인식이 많아짐에 따라 애견용품에 대한 씀씀이도 커져가고 있다.
3. 작품설명
3.1. 주요 동작 및 특징
마이크로프로세서가 내장된 뼈다귀 모양 애견 장난감
3.1.1. 구성
마이크로프로세서(ATmega128), DC모터, 서보모터, 카메라, 스피커, 마이크, 초음파 센서, 블루투스 모듈, 사료통 등
3.1.2. 제품 소개
· 어플리케이션 연동 제어 : DC모터 제어(전진, 후진, 좌회전, 우회전), 서보모터 제어(사료 수동 / 자동 지급)
· 내장 카메라, 스피커 및 마이크 활용 : 반려견, 집 내부 영상 실시간 확인, 양방향 음성 통화, 동영상, 사진 촬영 기능
· 초음파 센서 : 자동 주행 모드(장애물을 인식하여 20cm 전방에 장애물이 있을 시 이를 회피하여 주행. 시간 설정 가능)
· 반려견에게 친숙한 뼈다귀 모양의 디자인
3.1.3. 경쟁력
· 반려견의 특성을 이용한 끊임없는 관심사 제공 : 움직이는 사물 및 청각/후각적 자극에 예민한 반려견의 특성을 활용, 모터 제어를 통한 자유로운 움직임, 사료통의 개폐구 조절을 통한 후각적 자극, 주인의 목소리로 소통 및 관심 유도, 불리 불안 해소
· 원격 사료 지급 : 사용자가 지정한 시간에 사료를 지급하는 자동모드, 임의로 사료를 지급하는 수동모드
· 4차 산업혁명 시대에 발맞춘 어플리케이션 연동 : 반려인의 위치에 구애받지 않고 원격으로 반려견의 상태 확인 및 케어 가능
· 시장 경쟁력 : 디자인, 마케팅 측면에만 의존하던 애견용품 시장에서 차별화 된 스마트 기술로 혁신을 주도
· 디자인 : 반려견에게 친숙한 뼈다귀 모양의 디자인
3.2. 전체 시스템 구성
3.2.1. 어플리케이션 연동 제어
‘스마트 킁킁본’의 모든 동작은 어플리케이션 연동을 기본으로 한다. 제어에 있어 두 종류의 어플리케이션을 동시에 사용하는데, 카메라 및 스피커 제어용 APPⅠ, ATmega128 제어용 앱인벤터 APPⅡ로 나뉜다.
① 실시간 영상 : 카메라로 촬영된 영상을 어플리케이션에서 실시간으로 확인할 수 있다.
② 전체화면 : 스위치가 감춰지는 전체화면 모드로 전환한다.
③ 음성 전송(통화) : 스마트 폰에 음성을 입력해 스피커로 출력한다.
④ 볼륨 : 마이크에 입력되는 음성이 어플리케이션으로 출력되는 볼륨
⑤ 사료통 개폐조절 : 서보모터를 작동시켜 사료통의 개폐여부를 조작한다.
① 블루투스 연결 : 블루투스 모듈을 연동시켜 ATmega128과 스마트 폰을 연결한다.
② 방향키(상하좌우) : DC모터를 작동시켜 ‘스마트 킁킁본’을 이동시킨다.
③ 정지 : 작동중인 DC모터를 중지시켜 ‘스마트 킁킁본’을 정지시킨다.
④ 자동주행모드 : 초음파 센서를 사용하여 전방 20cm에 장애물이 있을 경우 이를 회피하여 주행하는 ‘자동주행모드’를 작동한다.
3.2.2. 내장 카메라 활용
3.2.3. DC모터 작동
3.2.4. 서보모터 작동
3.2.5. 양방향 통화
3.3. 개발 환경
3.3.1. 사용 시스템
① 마이크로프로세서(ATmega128) : C를 사용한 코딩
② 앱인벤터 : Scratch를 사용한 코딩
3.3.2. 사용 부품
① ATmega128 [JMOD-128-1]
② DC모터 [RC0004]
③ 배터리 [티웨이 USB식 충전용 건전지]
⑤ 카메라, 스피커 서보모터 및 마이크 [MJSXJ01CM]
⑥ 초음파 센서 [HC-SR04]
⑦ 블루투스 모듈 [HC-06]
⑧ 사료통
⑨ 모터 드라이버 [SZH-EK001]
4. 단계별 제작 과정
4.1. 캡스톤 디자인 연계 제작 과정
①문제인식 – 바쁜 사회 속 반려견에 대한 관심 결여, 1인 가구 및 맞벌이 가정 증가로 인한 반려견의 분리불안+우울증 발생
② 반려견의 분리불안+우울증을 예방할 수 있을만한 관심거리를 제공함과 동시에 반려인이 실시간으로 반려견을 확인/케어 할 수 있도록 설계하는 것을 목표로 설정
③ 반려견의 관심거리 연구를 위해 실제 강아지 관찰
④ 움직이는 물체, 후각+청각적 자극에 호기심을 많이 느낌을 확인
⑤ 뼈다귀모양의 본체에 모터를 연동하여 원격제어 및 통신이 가능한 스마트 킁킁본 구상
⑥ 아트메가128로 카메라를 구현하기에 기술적인 한계
⑦ 어플리케이션 연동이 가능한 카메라[MJSXJ01CM]를 구입하여 분해 및 연구 후 장착
⑧ 원격 제어를 목표로 하였지만 통신에 있어서 제한된 환경에 한계
⑨ 블루투스 및 앱 인벤터를 통해 시제품 개발 성공
⑩ 제한된 환경에서 배터리를 계속하여 소모하기에 어려움을 느낌
⑪ 티웨이사에서 출시한 충전형 배터리 구입
⑫ 최종 결과로 ATmega128이 내장되어 있는 뼈다귀 모양 스마트 애견 장난감 ‘스마트 킁킁본‘ 제작.
4.2. 소스코드(ATmega128)
#include <avr/io.h> volatile unsigned char data;
#include <avr/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
#define Trigger_1A PORTC|=0×01 //초음파 트리거
#define Trigger_0A PORTC&=~0×01//초음파 트리거
#define Echo (PINC&0×04) //초음파 에코
volatile int range;
volatile unsigned char sec=0,min=0;//날짜
volatile int flag=0;
void getEcho(void);
void pulse(void);
void control(void);
void getEcho(void)
{
while(!Echo); // high가 될때까지 대기 //
TCNT3=0×00;
TCCR3B=0×02; // 카운터 시작, 8분주 = 0.5us //
while(Echo); // low가 될때까지 대기 //
TCCR3B=0×08; // 카운터 정지 //
range=TCNT3/116; // Cm로 변경 //
}
void pulse(void)
{
Trigger_1A; _delay_us(10); Trigger_0A; // 10uS 이거 줘야지 신호시작
getEcho();
if(range< 50) { PORTB = 0X01;}
else {PORTB= 0X05;}
}
void control (void)
{
data=UDR0; // udr-> data save or transmit
if(data==’F')
{
PORTB=0×05;
flag=0;
}
if(data==’S')
{
PORTB=0×00;
flag=0;
}
if(data==’L')
{
PORTB=0×01;
flag=0;
}
if(data==’R')
{
PORTB=0×04;
flag=0;
}
if(data==’B')
{
PORTB=0x0A;
flag=0;
}
if(data==’A')
{
flag=1;
}
}
ISR(USART0_RX_vect)
{
control();
}
ISR(TIMER1_OVF_vect) // uart
{
cli();
TCNT1H = 0xC2;
TCNT1L = 0xF6;
UCSR0C = (0<<UPM01)|(1<<UPM00)|(1<<UCSZ01)|(1<<UCSZ00); // 패리티 01로 바꿈
UCSR0B = (1<<RXEN0)|(0<<TXEN0)|(1<<RXCIE0);
UBRR0H = 0X00;
UBRR0L = 0X67;
PORTA^= 0X01;
if(flag==1){
sec++;
if(sec==60){ sec=0; min++;
if(min==60) min =0;
}
if(min <1)
{pulse();}
else PORTB =0X00;
}
else min=sec=0;
sei();
}
int main(void)
{
cli();
DDRB = 0xff;
DDRE = 0X02;
DDRC = 0×01; // PC0 ouput Trigger, PC1 input Echo
DDRD = 0XFF;
DDRA = 0XFF;
TCCR3A=0×00; TCCR3B=0×08; // CTC mode
TIMSK=0×04;
TCCR1A=0×00;
TCCR1B=0×05;//prescale 1024
TCNT1H=0xFF;//initialize
TCNT1L=0xC0;
sei();
do
{
}while(1);
}
4.3. Scratch(앱인벤터)
4.4. 회로도(ATmega128)
4.5. 참고문헌
· ‘AVR-ATmega128 마이크로컨트롤러 프로그래밍과 인터페이싱, ITC출판사’
· ‘마이크로컨트롤러 – 따라하면서 배우는, ATmega2560으로 프로그래밍하기, 한빛아카데미’
[55호]국제전자회로 및 실장산업전
Int’l Electronic Circuits add Packaging Show
국제전자회로 및 실장산업전
글 | 심혜린 기자 linda@ntrex.co.kr
전자회로기판은 일반 가전제품에서부터 컴퓨터, 스마트폰, 스마트카, 사물인터넷 등에 사용되어 일상생활에서 뗄 수 없는 중요한 부품이다. 올해 16회째를 맞이하는 국내 최대 전자회로·실장 전문 국제 전시회인 2019 국제전자회로 및 실장산업전 (KPCA show)이 4월 24일부터 26일까지 사흘간 경기도 고양 킨텍스에서 개최되었다. 국내 전자회로기판(PCB) 산업의 대표 전시회로 기판 제조업체와 원자재, 설비, 약품 업체 등이 한자리에 모여 최신 정보를 교류하고 국내외 신규 시장을 개척하는 기회를 얻을 수 있었다.
주식회사 알파글로벌은 2011년 설립되어 전기, 전자, 반도체, 통신, 우주항공, 철도, 의료 및 국방 기기 장착용 PCB 모듈 제조를 위한 BGA, SMT & PCB 조립 장비와 금속부품의 가공 및 생산 장비를 공급하는 업체로 다양한 제품을 선보였다. 친환경 PCB, PCBA, SMT & Package 수 세정 장비인 PBT-800P는 PCB를 세정-헹굼-건조의 프로세스로 자동 세척기능을 갖추고 있으며 640x560mm의 넓은 세척 공간을 자랑한다. 1회에 많은 세척이 가능한 1~3층 바스켓이 있으며, 정밀한 수 세척을 위해 바스켓을 전후로 이동시킬 수 있다. 또한 터치스크린 운영으로 사용자 친화적인 인터페이스가 돋보인다.
PCB, PCBA, SMT & LED 잉크젯 마킹 장비 APC-IJET 500 Series는 1D & 2D 잉크젯을 마킹할 수 있으며 경화 전에 손쉽게 마킹을 수정할 수 있다. 롯트 번호, 생산자 정보, 생산 일자 등 1D 바코드 및 2D QR 코드 마킹 장비, 다양한 분야에 적용이 가능해 저렴한 비용으로 생산성의 극대화를 실현할 수 있다.
슈말츠는 진공을 이용한 자동화와 인체공학적 핸들링 시스템 부문에서 세계적인 선도 기업이다. 진공 자동화 제품은 물류, 자동차, 전자 산업 등 전 제조 물류 과정에서 사용되고 있다. 선보인 제품은 디스플레이, 배터리 씰 등의 초박형, 소형 작업물 솔루션에 최적화된 제품으로, 넓은 면적에 낮은 진공도 형성으로 손상 없이 안전하게 핸들링할 수 있다. 또한 민감한 글라스에 스크래치 및 화학적 손상을 주지 않는다. 모바일 디스플레이, 고정밀 스태킹 공정 및 로딩, 디스플레이 검사 공정 등에 활용할 수 있다.
아이티즈는 VOLTERA의 PCB 회로설계시스템인 PCB 프린터를 선보였다. 이 PCB 프린터를 사용하면, 수작업으로 납땜 시에 발생하는 안전상의 문제를 크게 줄일 수 있으며, 소프트웨어를 통해 작업의 진행 상황을 관찰하고 프린터 상태를 LED로 확인할 수 있어 안전한 작업이 가능하다. 소프트웨어는 이해하기 쉽게 가이드 동영상을 보며 프로그램 사용법을 배울 수 있으며, 거버 파일 가져오기 기능부터 인쇄를 누르는 순간까지 각 단계를 진행하면서 손쉽게 순차적으로 진행할 수 있도록 인터페이스 구성이 잘 되어 있다. PCB 제작의 여러 단계의 공정을 거치지 않고도 한 번에 인쇄가 되며, 작은 크기와 가벼운 PCB 프린터의 무게는 사용자에게 설치와 작업의 편의성을 크게 증대시킨다. 또한 PCB 파일과 거버파일만으로 패턴 수정 및 부품 실장이 가능해 확장성이 높으며 실제 회로 구성이 가능해 교육용, 연구용 등으로 다양하게 사용이 가능하다.
(주)세일테크노는 영국 Vision Engineering Ltd. 사가 세계 최초로 개발한 접안렌즈가 없는 특허 현미경을 주축으로 전자, 전기, 기계 부품 등 생산 현장의 제품 개발, 품질 관리, 생산성 향상을 도모하여 산업 발전에 크게 기여하고 있는 기업이다. 전시회에서 선보인 LYNX-EVO는 현미경의 인체 공학 편의를 위해 많은 노력을 기울인 제품으로 기술력이 뛰어난 3D 이미지 기술을 통해 생산성을 향상시켜주는 접안렌즈 비장착 고성능 입체 현미경이다. 특허 출원된 아이피스리스(Eyepieceless) 광학 기술은 탁월한 사용 편의성과 인체공학적 성능을 통해 효율성을 극대화함으로써, 사용자의 작업 제한성을 해소시켜준다. 또한 모듈 방식의 설계로 사용자의 요구 사항에 대한 맞춤형 기능을 제공하는데 10:1 줌(Zoom) 기능으로 기본 1x 배율 렌즈로 6x~60x까지 확대가 가능하며, 보조 렌즈를 통해 240x까지 확대할 수 있다. 또한, 밝기 조절이 가능한 8-포인트 LED 링라이트와 난반사 보정을 위해 내장된 디퓨저 필터 기능으로 효과적인 조명 조절이 가능하다.
고해상도 디지털 현미경인 에보캠2는 60프레임의 속도로 끊김없는 검사가 가능하고, 기능이 탑재되어 있어 자동 초점, 자동 노출 및 수동 제어가 가능해 복잡한 피사체도 효율적인 검사가 가능하다. 초고해상도에 대비해 정밀 배율 관찰에 최적화된 우수한 렌즈를 사용하였으며 넓은 제품 검사에 적합한 시야 및 작업 거리 확보가 가능한 렌즈를 적용하였다. 360도 회전하며 제품을 다각도로 검사할 수 있으며, 작업 환경 및 검사 제품의 상태에 따라 다양한 형태의 스탠드를 사용할 수 있다. 또한 각종 공작 기계에 간편하게 장착하여 검사 및 측정이 가능하도록 손쉽게 커스터마이징이 가능하다.
(주)한국케미테크가 선보인 UV 경화도 측정기는 비접촉, 비퐈괴로 UV의 경화 상태를 측정 가능한 제품이다. 샘플에 직접 닿는 일 없이 측정할 수 있어 In-Line에서도 비파괴 검사가 가능하며, UV 경화 수지에 의한 필름 접착 등 샘플이 유리나 필름에 부착된 경우에도 보다 손쉽게 측정이 가능하다. 0.1초로 측정할 수 있어 In-Line 검사나 폐수 관리에 최적화되어 있으며, 자외선을 조사하면서 경사 변화를 실시간으로 측정할 수 있다는 장점이 있다.
(주)보성초음파산업은 1990년 창립해 초음파를 이용한 세척기 (반도체, LCD 및 PCB 등), 각종 부품류 세척기, 자동 및 수동 세척기, 식기세척기, 메가소닉 등을 제조하여 판매하는 기업이다. 오로지 초음파의 한 분야에서 전문적이고 지속적인 연구 개발 및 품질 혁신을 통해 국내 시장에서 전문적인 기업으로 손꼽힌다. 전시회에서 다양한 초음파 세척기를 선보였는데, 일체형 초음파 세척기는 발진부와 진동부를 일체형으로 제작하여 설치와 이동이 용이하고 작동이 간편하다. 피 세척물의 상태, 크기, 물량 및 오염물의 내용에 따라 세척기의 전체 구성이 달라질 수 있으며, 반도체 부품, 전자 및 전기부품, 정밀기계 부품, 광학부품, 의료기구 등을 세척하는 데 활용할 수 있다.
다양한 탁상용 미니 세척기 시리즈도 볼 수 있었는데, 탁상에 간편하게 놓고 사용하면서 안경 및 액세서리, 실험용 시편 및 부품 등을 세척하는 데 적합하다. 다양한 출력은 물론 히터 및 타이머 기능을 구비하고 있어 세척력의 효율을 크게 높일 수 있다.
(주)넥스트에이오아이는 화상 측정 시스템 전문 기업으로 형상 측정 및 이미지 획득이 가능한 이미지 처리 소프트웨어 개발을 전문적으로 하고 있다. ‘사용하기 쉽고, 유일하고 강력한 제품’ 이라는 모토로 원샷 화상 측정 시스템을 출시하여 전시회에서 선보였다. 1픽셀을 100분의 1로 나누어 서브 픽셀로 측정하고, 2000만 화소의 고해상도 카메라를 사용하기 때문에, 100mm 부품의 길이를 측정할 때 반복 정밀도가 약 1μm이고 위치를 여러 방향으로 움직이더라도 약 5μm의 높은 성능을 자랑한다. 또한 텔레센트릭렌즈를 사용해 이미지의 왜곡이 적다. 사용자는 시간을 단축해 생산성을 크게 향상시킬 수 있는데, 처음에 시작할 때 한 번만 설정해두면 비숙련자라도 클릭 한 번으로 1초 만에 자동으로 측정이 된다. 소프트웨어는 기능별로 동영상 매뉴얼이 있어 손쉽게 사용이 가능하며, 측정 결과 값이 컴퓨터에 자동으로 저장이 되어 간편하게 조회할 수 있다.
(주)대덕이미지는 고해상육안검사시스템, 주사전자현미경(Mini-SEM), 성분분석기(EDS), 시료전처리장비를 제조 및 판매하는 영상 관련 전문 기업이다. 전시회에서 선보인 고해상육안검사시스템은 눈으로 현미경을 통해 산업체 부품들을 검사하는 것이 아니라 고해상 모니터를 통해 검사할 수 있어 산업체의 모든 부품의 검사판, 불 장비로 사용이 가능하다. 작업자가 장시간 동안 눈으로 검사할 경우에는 생산성의 저하, 산업재해, 근로자 이직 등이 발생할 우려가 있지만 이 장비를 사용할 경우 효과적으로 방지가 가능하다. 기존 현미경 재물대는 움직이는 범위가 제한되어 있으나 고해상도육안검사장비는 움직이는 범위가 X, Y 방향으로 430mm를 에약 없이 슬라이딩 방식으로 움직인다. 모니터에 보이는 영상을 컴퓨터 없이 저장 가능하며 측정 소프트웨어가 내장되어 있다. 링 라이트는 특수 설계되어 난반사를 최소화할 수 있으며 샘플들을 자연스럽게 모니터에 표현할 수 있다는 점이 장점이다.
이번 전시회는 15개국 226개 사가 참가하여 전자회로 및 실장산업의 현주소를 볼 수 있었다. 전시부스 이외에도 전시장에서는 신기술, 신제품을 선보인 업체에게 시상하는 PCB 산업인상 홍보관, 세계일류화 상품으로 등록된 기업을 소개하는 세계일류상품소개관, 또한 구인구직에 대한 다양한 정보를 제공하는 취업정보코너 등 다양한 특별관을 운영하고 있어 관련 업계 관계자들에게 크게 도움이 되었다. 올해 국내의 PCB 시장이 전년 대비 줄어든 1.8% 줄어든 9조 6천 500억 원이 예상된다고 전해진다. 어려운 시장 상황 속에서 개최된 2019 국제전자회로 및 실장산업전이 성황리에 끝을 마쳐, 국내 PCB 시장이 재도약할 수 있을지 기대된다.
[55호]국제 광융합 엑스포 2019
International LED Expo 2019
국제 광융합 엑스포 2019
글 | 심혜린 기자 linda@ntrex.co.kr
지난 6월 24일부터 26일까지 3일 간 킨텍스에서 산업통상자원부, (사)LED산업포럼, KOTREA가 주최하고 (주)엑스포앤유가 주관하는 국제광융합엑스포 2019가 국제 LED&OLED EXPO 2019와 PHOTONICS+LASER EXPO가 통합되어 개최되었다. 최근 뷰티케어용 LED 마스크, 식물재배용 LED, 스마트 조명 등의 고도화된 광기술이 기존 산업과 융합되어 새로운 시장이 형성된 만큼, 이번 전시회는 LED, OLED뿐만 아니라 광통신, 광학기기, LASER 관련 조명, 장비, 부품, 소재 등 총 13개국 250여 개사 600여 부스 규모로 개최되었다.
(주)유양디앤유는 식물 성장을 돕는 환경을 만들기 위한 스마트 식물재배등을 비롯해 스마트팜 재배기를 선보였다. (주)유양디앤유는 LED 조명을 이용한 식물 재배 시스템, 식물 재배용 LED 조명장치 등 장치의 구동방법에 대한 중국 특허를 취득한 바 있으며, 디지털과 아날로그가 결합한 디지로그 회로 기술을 통해 삶의 질을 보다 향상시킬 수 있는 다양한 사업 분야에서 제품 개발 및 생산을 하고 있다. 전시회에서 선보인 스마트팜 복합 환경제어 시스템은 스마트 식물공장의 운영 환경을 언제 어디서나 모니터링하여 최적화된 환경을 유지, 관리할 수 있게 해주는 통합 시스템으로 온도, 습도, CO2, 양액, 조명, 차양막 및 도어 개폐, CCTV, 일일 데이터 기록 등을 유무선 네트워크를 통하여 스마트폰이나 PC로 실시간으로 확인하고 유지 관리할 수 있는 편리한 시스템이다. 제품 외에도 LED 광원의 빠른 스위칭 속도를 통해 데이터를 변조함으로써 정보를 전달하는 무선 통신 기술인 가시광 통신 (VLC : Visible light Communication)의 상용화에 성공한 바 있어 이 기술에 대해서도 설명을 하기도 했다.
(주)에스엠닥터에서는 모기 퇴치와 공기 정화가 동시에 되는 MOSS ONE을 선보였다. 이 제품은 특수한 LED 칩을 이용해 특정 파장을 발산해 모기를 퇴치하는 기능에 공기청정기 기능을 추가한 제품이다. 또한 이 제품의 램프에 사용된 소재는 자동차 유리에 사용되는 폴리카보네이트 소재를 사용해 쉽게 깨지지 않는 특수 방열판을 이용한 것으로 제품의 내구성을 높였다. 1번의 구매로 실내용, 실외용으로 사용할 수 있고 해외여행 시에도 사용할 수 있어 유용한 제품이다. 화학약품이 들어가지 않아 모기에 취약한 어린이들이 잠잘 때와 임산부, 면역력이 약한 노약자를 위해 알맞게 만들어졌으며 음이온으로 정화된 공기를 마시며 수면등 밝기 3.5W로 사용할 수 있다. 실외에서는 차량용 공기정화기로 사용이 가능하고, 해충 및 모기를 퇴치할 수 있으며 등산, 낚시, 캠핑 시에도 랜턴 대신에 사용이 가능해 매우 효율적이다. 특히 야간에 야외에서 식사를 할 때 음식물에 모기나 나방이 떨어지지 않아 쾌적한 상태에서 식사할 수 있다. 해외 여행시에 숙소의 각종 불쾌한 냄새를 정화시켜주며, 바뀐 환경에서 모기를 차단해 모기 없는 환경으로 조성해준다.
창의적인 아이디어로 재난안전 융복합 IoT 긴급 구조 측위 및 경보 LED 솔루션을 개발하는 페이스시스템은 자체 개발한 애플리케이션을 바탕으로 한 제품을 선보여 눈길을 끌었다. 특허 등록이 2건, 디자인 등록이 7건이 돋보이는 페이스시스템의 플랫폼은 무선으로 조명을 제어하며 화재 감지, 화재 대피 유도 기능과, 비상벨(SOS) 기능을 탑재해 재빨리 화재의 피해가 없게 조치를 취한다. 스마트 센서에 의해서 재실 유무에 따라 조명을 제어하며 공기질, 온습도, 지진 등 환경과 자연재해를 감지할 수 있는 IoT 스마트센서가 연동이 된다.
린노는 기술을 기반으로 혁신에 초점을 맞춰 급변하는 스마트 시대에 맞춘 스마트 조명 전문 기업이다. 린노만이 구현할 수 있는 애플리케이션과 리모컨, 밝기, 색온도 등으로 기존 조명과는 차별화된 특성을 가지고 있다. 린노가 갖춘 사물인터넷(IoT) 시스템은 애플리케이션, 리모컨, 센서 3가지를 이용해 단순한 색상 변경뿐만 아니라 알람, 스케줄 등 다양한 기능을 간단하게 제어할 수 있어 사용이 더욱 편리하다. 3가지의 센서는 직부형 센서, 매입형 센서, 스탠드 센서로 구성되어 있다. 직부형 센서는 전원선만 있다면 타공 없이 천정 또는 벽면에 브라켓 시공만으로 설치가 가능하다. 매입형 센서는 타공된 천장에 매입 설치되는 형태로 센서 몸체 부분이 매입되어 인테리어 용도로 깔끔한 타입의 제품이다. 스탠드 센서는 360도 감지 가능한 센서로 전원 선이 필요 없이 충전으로 사용 가능하며 별도의 시공 없이 어느 공간에서나 사용할 수 있다. 리모컨을 이용해 램프의 전구색부터 주백색, 주광색 사용 용도에 따라 모두 연출이 가능하고 밝기 또한 조절이 가능하다.
(주)파워캅은 무려 20년 동안 전원공급장치를 연구 개발하여 제품을 생산하고 있는 기업으로, DC-DC, AC-DC 컨버터의 고효율 초소형 모듏화 연구 개발에 전념하고 있다. 다양한 컨버터 제품을 선보였는데, AC-DC 컨버터 STAR 시리즈 PFC, FAN type은 내장, 외장 겸용 타입으로 입출력 단자가 터미널 블록 형태로 케이스의 2면에 알루미늄 방열판에 부착할 수 있는 구조로 되어 있어 시스템의 방열판에 부착하면 LIFE TIME을 늘릴 수 있다. 또한 PFC 회로 내장, 내부에 팬이 부착되어 있어 고용량 파워 출력이 가능한 제품이다. 메탈 케이스 타입인 PAS Series 또한 내부에 FAN이 내장되어 있어 대용량 출력이 가능하며, 콘넥터 단자를 이용해 TTL 레벨로 전원 리모트 ON/OFF 컨트롤이 가능하다. 오픈형으로 되어 있는 PCB 형태의 OP Series도 현장에서 볼 수 있었다. 15W의 제품으로 슬림하며, 케이스가 없어 저렴한 가격에 각종 전자 기기의 내장형으로 사용할 수 있도록 설계된 제품이다.
(주)현다이엔지에서는 LED 조명과 공기청정기 기능이 합쳐진 새로운 혁신적인 제품을 선보여 흥미롭게 둘러보았다. 이 기업은 일반 조명보다는 스포츠 조명과 클린룸 조명 등 특수조명을 주력하고 있는 업체로, 공기청정기 기능을 탑재한 LED 조명을 선보여 관람객들의 이목을 집중시켰다. LED 조명이 천장 중앙에 달려있기 때문에 일반 공기청정기 기능보다 훨씬 뛰어나다는 장점이 있다. 조명 제어 시스템 기능을 따로 갖추고 있으며, 공기청정 기능도 센서가 내장되어 있어 미세먼지가 많거나 공기가 특히 탁할 때에는 자동으로 운전해준다. 사용자가 애플리케이션으로 여러 가지 제어 기능을 직접 제어할 수 있도록 개발 했다고 전했다.
(주)에코란트는 친환경 스마트 도로조명 솔루션을 선보여 궁금증을 자아냈다. 이 솔루션은 설치와 운영이 용이한 지능형 양방향 무선 센서 제어시스템으로 사용자를 인지한 다음에 모니터링과 제어를 동시에 해 무분별한 에너지 소비와 빛 공해를 모두 해소시킬 수 있다. 사용자는 제어시스템의 매쉬 지그비 근거리 통신과 와이파이 데이터 통신을 이용한 프로그램으로 관리를 진행할 수 있으며, 이를 통해서 조명 설정과 모니터링, 데이터 관리를 할 수 있다. 야간에 가로등의 조명은 항상 최대 밝기로 설정이 되어 있는데, 어떠한 상황에서든 항상 최대 밝기를 유지하고 있기 때문에 막대한 에너지 소비가 발생하고, 이로 인해서 빛 공해, 가로등 수명 단축, 유지 보수 증가 증 피해가 심각하다. 이를 해결하기 위해 만들어진 이 솔루션은 관리자에게 의존하지 않고도 정보를 주고받아 도로상의 자동차, 자전거, 보행인 통행이 있을 경우에 스스로 LED 밝기를 조절해 혁신적인 에너지 절감할 수 있다.
4차 산업혁명 시대에 발맞춰 정부와 지자체에서 스마트 공장 관련 지원 사업을 확대하고 있어 이에 스마트 공장을 구축하기 위해 관심을 가지고 있는 기업들이 늘어나고 있다. 지오라이팅에서는 스마트 공장에서 효율적으로 사용이 가능한 스마트 IoT 공장등을 선보였다. 스마트한 시대인만큼, 공장의 조명도 스마트해지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 조명은 스마트폰을 통해 어디서든 원격 제어가 가능하며 그룹으로 제어도 가능하다. 양방향 통신으로 현재 조명 상태 On/Off와 밝기 또한 제어가 가능하다. 또한 1개 허브당 250개 조명을 컨트롤할 수 있으며 수천 개 조명까지 확장이 가능해 규모가 큰 공장에서도 활용이 가능하다. 생산 라인별로 그룹 관리를 통해 불필요한 생산 라인의 조명을 끄고, 유동 인원이 적은 구역은 낮은 밝기를 설정하여 에너지 절감 효과를 크게 확대시킬 수 있다. 또한 RGB 스마트 투광등도 함께 전시했는데, 이 투광등은 블루투스 방식으로 간편하게 설치할 수 있고, 무려 1600만 가지 색상 표현이 가능해 다양한 색상을 구현한다. 자연스럽고 부드러운 색상으로 자동 변환이 되어 인테리어 효과가 뛰어나 조경, 인테리어, 카페, 캠핑 등 다양한 곳에서 활용이 가능하다.
전시장의 한 벽면에는 대통령상, 국무총리상 등 수상한 기업의 기술에 대한 설명이 전시되어 있었다. 서울반도체는 자연광 스펙트럼 LED인 ‘썬라이크(SunLike)’ 가 최고상인 대통령상을 수상하는 영광을 안았다. 썬라이크는 자연광 스펙트럼 곡선을 재현한 세계 최초 LED 솔루션으로 일반 조명의 단점을 보완한 자연의 빛에 가장 가까운 기술이다. 밤에는 멜라토닌 분비를 유지시키고, 낮에는 각성 사태를 유지시켜 자연스러운 생체리듬을 유지할 수 있게 해주는 건강한 빛이다. 블루 피크가 강한 인공조명에서는 난반사가 강해 사물의 입체감이 떨어지는데, 자연의 빛과 가까운 썬라이크는 자연 그대로의 입체감을 볼 수 있어 박물관 및 유적지 등에서 썬라이크를 사용하고 있다. 또한, 강한 빛 아래에서 블루 피크로 인해 눈이 시릴 때 이 조명을 사용하면 눈부심이 없다.
전시회 명칭처럼, 최근 들어 사물인터넷(IoT)의 발달로 인해서 사물인터넷과 LED 조명이 융합된 디바이스 곳곳에서 볼 수 있었다. 기존의 LED 기술이 다른 산업의 기술과 융합해 점점 더 많은 것들이 연결되고 지능화되는 것을 확인할 수 있었다. 최근 미용 관련 LED가 각광을 받으며 완제품이 출시되고 있는데, LED 업계 관계자들을 목적으로 한 전시회라 그런지 이러한 제품들은 전시되어 있지 않았다는 점이 아쉬웠다. 작년에 비해서 다양한 기술과 제품들을 엿볼 수 있었던 만큼, 내년 전시회에서 더욱 새로운 제품들을 볼 수 있기를 기대하며 이번 전시회를 마친다.