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CT(Current Transfomer) 센서 특성 분석 전류측정 센서에 대해서는 이론을 한번 정리한적이 있다. 이번에는 AC(교류)의 전류를 측정하는 센서인 CT센서의 특성을 분석해보고자 한다. 1. 간접적인 방식의 전류 측정 정리했지만, CT 센서는 간접적인 전류측정 방식의 센서이며 전선으로 부터 흐르는 전류에 의한 코일의 2차전류 생성의 원리를 이용한다. 이 특성 덕분에 고전압의 AC 전류 측정에 많이 사용된다. 그냥 단순한 권선형 코일의 형태를 내장한 모습인데, 권선비에 따라 2차 전류가 생성된다. 예를 들어 권선비 (CT Ratio)가 2000/1 인 CT 센서에 1A의 전류가 흐르면 코일에서 똑같은 형태로 0.0005A 의 전류가 생성되어 흐르는 것이다. CT 권선비 (CT Ratio)의 형태는 다양하게 존재하므로 해당센서의 사양을 확인하는 것은 필.. 2023. 10. 25.
교류 전기 해석 (전력 계측 시스템을 위하여) 전기회로에서 일정한 방향으로 계속하여 흐르는 전류를 직류라 하고, 주기적으로 전류의 방향이 바뀌는 전류를 교류라 한다. 교류 전력의 경우 파동의 성질을 지니기 때문에 위상에 따른 성질을 지닌다. 교류전기는 결국 사인파의 해석이다. 수학적인 해석이 필요하므로 기본적인 이론에 대해 정리할 필요가 있겠다. 1. 교류 전기 형태 (1) 주기, 주파수 교류는 동일한 파형이 무기한 되풀이 된다. 이 파형을 사인파라고 한다. 교번 : 두 절반의 한 사이클 사이클 (주기) : 두 개의 완전한 양과 음의 교번 헤르츠(Hz) : 1초당 1사이클 예) 220V 60Hz : 1초당 60사이클을 의미함 (2) 위상, 위상각 일반적으로 하나의 교류 사이클은 각도(degrees)또는 위상각(degrees of phase) 이라는 .. 2023. 10. 25.
[OPAMP] 연산증폭기 특성 분석 ※ OPAMP는 Operrational Amplifier 의 약자로 연산 기능과 증폭 기능을 수행하는 능동 IC 소자 (1) 개요 센서의 미세한 전류 또는 전압을 증폭해서 ADC로 읽어 디지털 데이터화 하는 용도로 사용할 때에는 OPAMP를 이용한 신호의 증폭은 필수이다. (2) 이상적인 OPAMP 모델 규칙 V+(비반전 단자) 입력과 V-(반전 단자)를 입력 받아 차동 증폭으로 Vout으로 출력하는 구조로 되어 있음 Vout은 V+ 입력과 V- 입력의 전위차에 증폭 이득 (Gain) A 를 곱하여 출력 : Vout = A * (V+ - V-) 입력 임피던스 (Vin) 단자의 임피던스는 무한대 이므로 어떤 전류도 입력되지 않음 출력 임피던스 (Vout)은 이상적으로 0 증폭이득 A는 무한대로 V+ 단자와.. 2023. 10. 13.
MQ 반도체식 가스센서 분석 Arduino 플랫폼에서 가스센서로 유명한 MQ 시리즈는 반도체식 가스센서이다. 반도체식 가스센서의 특징을 되짚어 보자면 다음으로 정리 할 수 있다. 빠른 응답 속도 작은 크기 높은 안정성 저렴한 가격 표적가스 이외의 다른 가스에도 반응하는 낮은 선택성과 교차 선택성 (단점) 감지 한계인 낮은 가스 농도에 대한 낮은 감도 성능 (단점) 1. 표적가스에 따른 MQ 센서의 분류 MQ 센서는 표적가스에 따라 다양한 시리즈로 분류 된다. 2. MQ 센서 구조 ※ 센서 모듈이 아니라 센서 자체에 대한 구조를 분석해본다. MQ 시리즈 센서 외관은 메쉬로 구성되어 있는데, 센서를 보호하고 입자를 걸러내는 용도이다. 메쉬를 제거하면 저런형태로 되어 있는데, 6개의 선중 H라 표신 된 부분은 히터이고, 나머지 4개 (A.. 2023. 10. 10.
가스검지에 관한 이론 (수정) 아두이노 플랫폼으로 유명한 화학센서인 MQ 시리즈 센서 분석에 앞서, 가스 검지의 이론을 정리하고자 한다. (어느정도 정리가 되어야 MQ센서를 잘 다룰 수 있다) (1) 가스 분류 가스는 사전적인 의미로 기체 물질의 총칭을 의미한다. 분류 설명 종류 가연성 가스 공기 중에 산소와 반응하여 연소하는 가스 LNG, LPG, CH₄, H₂, i-C₄H10, etc 독성 가스 인체 허용 농도(TLV)기준의 유독 가스 NH3, CO, CL₂, COCL₂, VCM, etc 불활성 가스 분자 구조가 안정되어 화학 반응을 하지 않는 가스 He, Ar, Ne, etc 조연성 가스 연소하는 것을 도와주는 가스 O₂ 불연성 가스 전혀 연소하지 않는 가스 N₂, CO₂, Freon, etc 비중에 따른 분류도 있는데, 공기보.. 2023. 10. 9.
임베디드 구현을 위한 센서 메커니즘 임베디드에서 센서 구현을 위한 메커니즘을 정리하고자 한다. 1. 아날로그 신호 (센서 출력의 근본은 아날로그 신호) 센서는 자극의 변화에 따라 비례하는 전압이나 신호를 출력한다. 현실에 존재하는 거의 모든 측정 매개변수는 아날로그의 형태이며, 그에 따른 센서 출력은 전압(저항)의 변화, 전류의 변화로 구분 할 수 있겠다. 가장 대표적인 온도센서 RTD센서와 열전대 센서의 출력 특성만 보아도 아날로그 출력임을 알 수 있다. 정확한 센싱 데이터를 얻기 위해서는 사실상 아날로그적 변화를 정확하게 감지할 수 있어야겠다. 이는 정확한 저항 측정과 전압 측정과도 같다고 할 수 있겠다. (저런 아날로그 신호는 정확한 디지털 측정을 목적으로 한다.) 그렇기 때문에 ADC (아날로그 디지털 컨버터)와 미세한 신호를 증폭.. 2023. 10. 7.
IoT 실내 공기질 프로젝트 기획 알리익스프레스에서 구매했던 샘플 케이스가 도착했다.생각보다 프로젝트를 구현하기 괜찮은 것 같다. 예상대로 별도의 가공은 필요 없을 듯 하며 투명이라 디스플레이를 PCB에 실장하면 잘 보일 것 같다. 자세히보니 PCB를 같이 고정할 수 있도록 나사로 고정할 수 있게 되어 있다.제일 맘에 드는 것은 공기가 통할 수 있게 되어 있어 최적의 공기질 측정환경을 구사할 수 있다.사용할 케이스는 정해졌으니 측정에 사용할 센서를 선정해보고자 한다.1. 총 휘발성 유기화합물 (VOCs/TVOC)- 센서 평균 동작 전압 : 1.8V- 작동 온도 : -40도 ~ 85도- 4개의 센서를 갖춘 금속산화물(MOX)기반의 다중 가스센서 내장- SPI/I2C 통신으로 데이터를 출력 총 휘발성 유기화합물은 대기중으로 쉽게 증발되는 액.. 2023. 9. 26.
이상적인 전압원 ( feat 입출력 임피던스 ) 나는 전자회로를 한참 배울때, 항상 전원장치에 대해서 고민하던 때가 있었는데 지금에야 정리가 된 것 같아서 글로 정리해보려고 한다. 여기 한 전원 어댑터가 있다. ※ 개인적인 생각일 뿐, 공학적인 접근은 아닐 수도 있다. 전원 어댑터의 용량은 5V 2A로 가정 해본다. 전자회로를 한참 배웠을 때 생각해보았다. 저 전원장치는 부하와 연결되면 2A라는 전류가 흐르게 되는 것일 까? 이야기의 시작은 이 세상에 존재하는 실제 저항에서 부터이다. 1. 이 세상에 저항은 어디에서나 존재하는 성분이다. 고로 어디에서나 존재한다. 이 세상에는 저항이 00Ω, 그리고 무한대Ω이란 존재할 수 없다. 도체란 전기가 잘 통하는 물질 즉 저항이 매우 낮은 물질이라 볼수 있겠다. 최근에 이슈가 되었던 초전도체는 저항성분이 0Ω에.. 2023. 9. 1.
[반도체] MOSFET (금속 산화막 전계효과 트랜지스터 ) BJT (흔히 말하는 트랜지스터)는 베이스 전류의 양을 조절하여 컬렉터와 이미터 사이에 흐르는 전류의 양을 제어 하였다. 이에 반하여 FET(Field Effect Transistor, 전계 효과 트랜지스터)는 게이트 전극에 인가하는 전압에 의해 드레인과 소스 사이의 전류를 제어하는 능동소자이고, BJT와 마찬가지로 전류 증폭과 스위칭 용도로 사용된다. MOSFET는 구조에 따라 N채널과 P채널로 구분된다. 줄여서 NMOS,PMOS라고 한다. 1. BJT vs MOSFET FET중에서도 MOSFET은 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터로 불리며, 디지털 회로와 아날로그 회로에서 가장 많이 쓰이는 FET라고 할 수있다. 특히, MOSFET은 게이트 전압으로 전류의 흐름을 제어하기 때문에, BJT 처럼 .. 2023. 8. 30.
[반도체] BJT (바이폴라 정션 트랜지스터) 트랜지스터는 P형 반도체와 N형 반도체 3개를 접합하여 만든 능동소자이다. BJT (바이폴라 정션 트랜지스터)로 불리운다. 트랜지스터의 역할은 전류를 차단 도통 시키는 원리로 전자회로에서의 ON/OFF 스위칭 역할 부터 전류의 증폭 역할 까지 다양하게 존재한다. 트랜지스터는 NPN형과 PNP형으로 나누어지며, 이들의 구분은 PN접합인 다이오드 방향을 보고 구분한다. 1. NPN형 N형-P형-N형 반도체 구조로 되어 있으며 컬렉터(C), 베이스(B), 이미터(E)로 구분되는 연결선을 가지고 있다. 베이스(B)에 인가되는 전류의 양으로 컬렉터(C)에서 이미터(E)로의 전류 흐름을 제어한다! 원리는 이게 사실 전부이다. 한 가지 더 중요하게 짚고 넘어가야 할 것은 컬렉터(C)에서 이미터(E)로 도통되어 전류가.. 2023. 8. 29.