폴리이미드필름을 기재로 한 박형 부품내장 기판 최근의 일렉트로닉스 기기 시장을 견인해 온 스마트폰 및 태블릿의 얇은 디자인과 최첨단 기능을 두루 갖추기 위해 플렉시블 프린트 배선판(이하, FPC)이 중요한 역할을 한다. 차세대 일렉트로닉스 기기로 주목을 받고 있는 로봇이나 헬스케어 기기에서도 이러한 역할은 점점 중요해질 것으로 예상된다. FPC는 얇고 가볍다는 장점과 함께 복잡한 움직임에도 추종할 수 있는 유연성 및 높은 기계적 강도를 갖는다. 또한 FPC는 구부리거나 접는 등 자유롭게 변형이 가능하다는 특징으로 인해 표면에 실장된 부품을 일평면에 한정시키지 않고 기기 내의 모든 장소에 배치할 수 있다. 최근에는 간호 로봇의 인공 피부 등을 탑재한 플렉시블 일렉트로닉스 디바이스에 대한 개발 사례도 보고된 바 있다. 이처럼 인체 접촉을 가정한 웨어러블의 경우, 기기 전체가 임의 형태로 변형돼 신축 시에도 저항 없이 사용할 수 있는 높은 유연성이 요망된다. 부품내장 기판은 지금까지 전자기기의 기판 면적이나 모듈 사이즈를 축소하거나 인덕턴스 저감을 위해 부품을 근접 배치시키는 고밀도 실장 기술로 이용돼 왔다. 부품을 포함한 기판은 딱딱한 부품으로 이루어져 있어 기
덴마크에 본사를 둔 세계적 보청기 회사 오티콘(Oticon)은 111년의 전통과 노하우로 보청기 제조 분야에서 단연 두각을 드러내고 있다. 오티콘의 다양한 보청기 제품 라인업 구축을 가능하게 한 데는 숨은 공신이 있었으니, 바로 오티콘의 보청기 제조 공정에 로봇 암을 투입하고 있는 유니버설 로봇이다. 유니버설 로봇의 로봇 암(arm)은 작고 가벼울 뿐 아니라, 간단한 프로그래밍으로 빠른 시간 안에 생산라인 투입이 가능하다는 측면에서 오티콘과 같은 다품목 소량 생산방식의 제조에 매우 적합하다. 최근 고령화가 빠르게 진행되면서 고령 인구의 건강과 직결되는 실버 헬스케어 산업의 중요성이 날로 높아지고 있다. 대표적인 예로 노인성 난청이 지속적으로 증가하면서 보청기 제조 산업이 활기를 띠고 있다는 사실을 들 수 있다. 난청 인구의 증가와 원인 및 증상의 다양화, 이에 따른 보청기 선택 방법과 기준의 변화는 보청기 제조 산업의 발전을 촉구하고 있다. ▲ 유니버설 로봇 본사 로봇 암, 미세하고 작은 부품 공정에 도입 오늘날의 보청기 제작 기술은 획기적으로 발전해, 자세히 들여다보지 않으면 귓속에 보청기가 들어있다는 사실을 알아차리기 어려울 정도의 사이즈로
클로킹 요구가 다른 통합 칩들을 포함한 시스템 보드를 설계할 경우, 설계상 각각의 타이밍 요구를 이해하는 것이 중요하다. 디자이너들은 칩으로 지터와 클록 주기를 비롯, 다양한 타이밍 제약을 충족하는 클록 신호를 제공해야 한다. 다중의 프로그래머블 출력을 지원하는 최신 프로그래머블 클록 제너레이터를 이용하면 다양 한 시스템 타이밍 요구를 충족할 수 있으며, 향후 시스템 발전에 따른 성능 요구에도 대응할 수 있다. 오늘날 복잡한 시스템 보드는 애플리케이션 프로세서, 고성능 범용 프로세서, 다중의 시스템온칩(System-on-a-Chip)을 포함하고 있다. 이러한 고성능 회로들은 애초에 함께 작동할 것을 고려하여 설계된 것이 아니므로 각각 클록 주파수 요구가 다를 수 있다. 뿐만 아니라 보드 상의 회로들은 각각 클록 안정성(지터)과 클록 주기 비율(듀티 사이클)을 비롯한 타이밍 제약이 다를 수 있다. 그림 1. 셋톱박스의 블록 다이어그램 (클록 주파수와 클록 안정성 요구가 각각 다른 다수의 회로 기능들을 포함하고 있다. 통상적으로는 다수의 타이밍 신호를 제공하기 위해 다중의 클록 오실레이터를 이용한다) 따라서 이와 같이 복잡한 보드에서는 각각 칩들에
아바고 테크놀로지스의 ACPL-339J는 고급 1.0A 듀얼 출력 지능형 IGBT 게이트 드라이브 옵토커플러이다. 시스템 설계자는 다양한 정격 전류의 MOSFET 버퍼를 지원하도록 설계된 ACPL-339J를 통해 MOSFET 버퍼와 파워 IGBT/MOSFET 스위치를 교환함으로써 하나의 하드웨어 플랫폼으로 각각 다른 시스템 정격 출력을 지원할 수 있다. 아바고 테크놀로지스의 ACPL-339J가 가진 콘셉트는 모터 제어 및 저출력에서 고출력까지 모두 커버하는 출력 변환 애플리케이션용 게이트 드라이브 설계의 확장성을 극대화시킨다. 단락 방지 기능, 저전압 방지(UVLO ; Under Vol-tage Lockout) 기능, ‘소프트’ IGBT 턴오프 및 고장 절연 피드백 기능이 일체화된 ACPL-339J는 최대의 설계 유연성과 회로 보호를 제공한다. 여기서는 ACPL-339J 지능형 게이트 드라이버의 UVLO 및 불포화 감지(DESAT ; Desaturation Sensing) 탐지 기능을 정확히 예측 및 시뮬레이션할 수 있는 Avago SPICE 매크로 모델의 기능에 대해 알아 본다. UVLO 기능은 ACPL-339J의 출력에서 전력 공급이 부족할 때 IGBT와
최근에는 컴퓨터상에서 엔진과 부품을 모델화하여 책상 위에서 결합하여 시뮬레이션을 반복함으로써 완성도를 높이는 방법인 플랜트 모델을 이용한 모델 기반 개발(MBD ; Model Based Development)이 도입되고 있다. 특히 실제 기기가 존재하지 않는 개발 초기 단계에 개발 프런트 로딩과 개발 기간을 단축하고 있다. MBD 초기 단계부터 엔진 하드웨어 설계에 그 해석 결과를 피드백하는 것을 노리고 엔진의 상세한 시뮬레이션인 1, 3차원 수치 유체 계산(1, 3D-CFD ; Computational Fluid Dynamics)을 흡기 시스템과 배기 시스템의 가스 흐름, 흡계기와 실린더 안에 분사되어 벽면에 부착, 증발되는 연료 거동, 실린더 내의 연소 거동, 배기 시스템의 배기가스 센서로 가스를 주입하는 성능, 촉매 각 센서로 흘러가는 가스의 흐름 등에서 활용하고 있다. 디젤 연소의 예에서는 3D-CFD에 의해 분사 연소의 상세한 해석이 가능해졌지만 지금도 1사이클당 몇 시간~며칠의 계산시간이 필요해 제어 개발 시에 반복 평가를 하고자 하는 몇백~몇만 사이클을 푸는 과도 계산에 적용하기는 어렵다. 컴퓨터 측 어프로치로서 GPU(Graphics Proce
최근 직분사 인젝션 일체형, 크롤러 글로 플러그 일체형 등 기존 부품 등에 기능을 부가한 개발 사례가 보고되었다. 이온 전류 센서는 이미 양산되어 연소 상태 센싱 기능이 확장되고 있다. Dong, G. 연구팀은 이온 전류 파형이 연료의 산화 속도를 센싱한다고 보고, 엔진 시동 시의 이온 전류 파형을 동일한 형태로 하도록 재점화 제어를 하는 연구를 보고했다. Nicolo Cavina 연구팀은 이온 전류 센서에서 얻어지는 케미컬 이온과 서멀 이온 적분 방법에 의해 착화와 부분 연소 센싱이 가능하다고 보고했다. Gerard Malaczynski 연구팀은 학습 제어를 조합함으로써 연소 위상(50% 열 발생률 시기), 노킹, 연소 변동을 센싱할 수 있도록 했다. 간접 측정을 하는 센서에는 크랭크 각도 센서, 노크 센서, O2 센서, 공연비 센서 등이 있다. 크랭크 각도 센서를 이용한 연소 상태 센싱으로서는 나카가와 연구팀이 재가속도 검출법을 제안했다. 엔진 시동 직후에 크랭크 샤프트의 각가속도에 기초해 공연비 변동을 검출한 후, 재가속도 고주파수 성분과 저주파수 성분을 분리해 저주파수 성분에 기초한 공연비 변동 검출과 고주파 수 성분에 기초한 연소 변동 검출을 한다.
1960년경, 로스앤젤레스, 런던, 도쿄 등의 대도시는 급격하게 증가한 자동차에서 나오는 배기가스가 원인이 된 대기오염에 골치를 썩였다. 그러나 CVCC(Compound Vortex Controlled Combustion) 엔진, 3원 촉매(Three-Way Catalyst, 이하 TWC) 등의 기술을 적용함으로써 이후 승용차의 주류가 된 가솔린 엔진 탑재 자동차(이하, 가솔린차)의 배기가스는 비약적으로 깨끗해졌다. 이로써 세계 각 도시의 대기질은 개선되어 대기오염 과제는 해결된 것처럼 보였다. 그러나 선진국과 신흥국을 비롯한 세계 각국에서 자동차가 급증하면서 최근 세계 각 도시의 대기오염 문제가 다시 발생하고 있다. 이로 인해 각국은 그림 1과 같이 배기가스 규제를 강화하고 각 자동차 메이커는 자동차 배기가스를 더욱 클린화하는 기술을 개발했다. 한편, 지구온난화 억제와 화석연료 사용량 감축을 위해 승용차의 연비 향상이 요구되고 있다. 이로 인해 그림 1과 같이 세계 각국에서는 승용차 연비 성능에 대해서도 까다로운 규제가 설정되어 있다. 하이브리드 자동차(이하, HEV)는 내연기관과 전기 모터를 세트로 한 하이브리드 파워 트레인을 가진 자동차이다. 이 파워
정보 공간과의 입출력 인터페이스를 갖춰 사이버화된 환경이 오감 미디어를 사용해 사람들의 활동을 다양하게 지원하는 사회를 실현하기 위해 우리 주변 환경에 센서를 배치하고 거기에서 생활하는 사람들의 내외적 상태와 활동을 파악하는 엠비언트 패턴 계측 기술을 개략적으로 설명한다. 엠비언트 패턴 계측의 중요한 특징은 사람의 신체에 센서나 컴퓨터 등의 기기를 장착시키지 않는다는 점이다. 이로써 사람이 컴퓨터의 존재를 의식할 필요가 없고, 사이버 환경에 사용자 인터페이스를 구축할 수 있다. 엠비언트 패턴 계측을 이용한 사이버 환경은 능동적인 것과 수동적인 것으로 분류할 수 있다. 전자는 주변 환경의 모든 면을 터치 패널로 만드는 계측 기술을 도입함으로써 언제 어디서나 TV나 오디오와 같은 가전기기를 사람이 조작하는 사례를 들 수 있다. 후자의 예로는 가정 내에 설치된 카메라에서 촬영된 화상을 패턴 해석하여 거주자의 체감 온도를 추정하고 에어컨을 제어해 쾌적한 온도 환경을 서비스하는 시스템을 생각할 수 있다. 이러한 엠비언트 패턴 계측의 개념에 대해서는 유비쿼터스 컴퓨팅, 센서 네트워크 등의 문맥에서 오래 전부터 다양하게 제창되어 왔다. 최근에는 실용화를 위한 기술적 토대
센서 기술이 인류 미래를 바꿀 10대 기술 중 하나로 꼽히면서 최근 관심이 집중되고 있다. 센서란 물리·화학·생물학적 정보를 감지하여 유용한 신호, 즉 전기적 신호로 변환, 출력하는 모든 장치를 의미한다. 센서기술은 1970년대 산업생산의 효율을 개선하기 위해 추진된 산업자동화의 시작으로 개발이 시작됐다. 최근 다양한 분야의 과학 기술과 결합하며 센서 기술은 계측 및 자동화 기술의 핵심인 고부가가치 산업으로 자리잡았으며, 그 시장 규모가 급성장하고 있다. 기존의 센서 기술은 양산화, 표준화, 가격 합리화에 초점을 뒀다면, 최근에는 초소형화, 다기능화, 지능화 및 네트워크화 등 새로운 트렌드 경향이 나타나고 있다. 최근 트렌드에 맞춘 센서 기술에 대해 알아보자. 초소형화 최근 회로 설계의 발전으로 리드스위치를 대체할만한 콤팩트한 크기, 품질 및 내구성 향상, 배터리 수명 최대화를 실현시킬 수 있는 자기저항센서(MR센서)가 등장했다. MR센서는 홀 이펙트 센서처럼 고체 상태의 자기 센서로, 센싱 물체와 평행방향으로 자기 감지가 이루어져 홀 이펙트 센서에 비해 일반적으로 감도가 더욱 뛰어나다고 알려져 있다. MR센서는 초소형, 고감도의 특
UNION TOOL은 프린트 배선판 가공용 공구(이하, PCB 공구)를 주력제품으로 제조·판매하고 있다. PCB 공구로는 주로 드릴과 라우터의 2종류를 꼽을 수 있으며, 전자는 프린트 배선판의 홀 가공에, 후자는 외형가공이나 슬릿가공에 각각 이용된다. 프린트 배선판에 형성되는 관통홀은 스루홀이라고 하며 홀 내면에 도금하여 프린트 배선판의 표면과 뒷면, 외층 동박과 내층 동박을 전도(Conduction)하는 역할을 담당하고 있다. 전자기기의 소형화와 고성능화에 따라 프린트 배선판 표면의 배선밀도는 갈수록 높아지고 있으며, 스루홀의 소직경화나 고 아스펙트비(High Aspect Ratio)에 대한 요구도 갈수록 강화되고 있다. 동시에 전기특성이나 기계특성 향상을 목적으로 한 프린트 배선판의 고경도화도 진행되고 있으며, 공구 내마모성에 대한 요구수준 또한 높아지고 있다. 한편 UNION TOOL 제품 중 2번째 핵심제품으로 금속가 공용 엔드밀을 꼽을 수 있다. 주지한 바와 같이 엔드밀에서는 피삭재에 따라 다양한 코팅을 구분해서 사용할 수 있다. UNION TOOL에서도 예외 없이, 다종다양한 코팅을 개발 수명을 동시에 실현할 수 있게 되었다. 수명연장으로 스루홀
FPGA나 ASIC을 사용하는 대다수의 완제품 애플리케이션에서 최근 텔레메트리에 대한 수요가 증가하고 있다. 그 중 가장 큰 시장을 이루고 있는 것은 컴퓨팅, 통신, 국방, 항공전자, 산업 등의 분야이다. 여기서는 텔레메트리가 무엇인지 설명하고, 몇 가지 구현 방법에 대해 알아 본다. 텔레메트리(Telemetry)란 PMBus, I2C, SPI와 같은 디지털 인터페이스를 통해 계측과 제어, 자동 데이터 전송을 실행하는 것이다. 전원 공급 장치에 텔레메트리가 필요한 이유는 무엇일까? 대다수의 완제품 애플리케이션은 전압, 전류, 온도, 전원, 그 밖에 여러 가지 디바이스 파라미터들에 대한 감시가 필요하며, 심지어 동적 제어도 요구된다. 예를 들어, 다중 위상 공급 장치를 가진 FPGA 애플리케이션에서 텔레메트리를 이용해 하나의 페이즈를 추가하거나 솔루션을 조정하면 최적의 성능을 발휘할 수 있다. 또 다른 대표 애플리케이션으로는 서버, 기지국, 라우터, 국방용 애플리케이션, 테스트 및 계측 장비가 있다. 그렇다면 텔레메트리를 사용자의 애플리케이션에 어떻게 적용할 수 있을까? 텔레메트리를 시스템에 구현하여 설계자에게 최대의 제어, 탄력, 단순성을 제공하는 방법은 여
CITIZEN MACHINERY MIYANO에서 개발한 저주파 진동절삭기술은 다음과 같은 특징을 갖고 있으며, 이러한 일련의 효과로 가공형상과 상관없이 절충을 쉽고 확실하게 절단하는 기술을 실현했다. ① X축, Z축 모두 저주파로 진동시킬 수 있다. ② 형상을 절삭해가는 X축, Z축의 동작을 합성시킨 절삭방향으로 진동시킬 수 있다. 이것으로 1축 방향뿐만 아니라, 가공 프로그램에 따른 궤적방향으로 진동을 발생시킬 수 있으며, 테이퍼 절삭, 원호 절삭이나 나사 홈 절삭 등의 모든 절삭방향에서 진동시킬 수 있다. ③ 스핀들 회전에 동기시켜 저주파 진동을 발생시킬 수 있다. 이것으로 저주파 진동의 진동 사이클을 스핀들 1회전당 1.5회, 2.5회 등의 단수로 제어할 수 있게 되어 절삭 중 공회전 진동시간을 반드시 설정할 수 있다. CITIZEN MACHINERY MIYANO에서는 이러한 저주파 진동 절삭기술을 범용적으로 사용하기 위해 단순한 2축 선반 VC03에 이 기능을 탑재하여 2014년 7월부터 판매를 시작했다. VC03은 저주파 진동절삭 기능으로 난삭재인 절층을 짧게 절단하는 특징을 갖고 있으며, 고정밀도 가공을 목적으로 하는 선반으로 기본 구조도 우수하다
운용 가용성과 적합성 및 효용성(2) 요구 도메인 솔루션은 시스템, 제품, 하부체계 등 개체의 솔루션 영역이 기법, 기술, 비용 및 일정 제약사항과 리스크에 달려있다. 요구도메인 솔루션은 이하와 같은 사항으로 나타난다. · 어떤 능력과 성능 특성이 시스템, 제품, 용역으로부터 요구되는가 · 어떤 성능 수준을 기대하고 있는가. 그리고 얼마나 잘 수행하는가 · 요구사항에 근거하여 능력 이행을 위한 시스템 요소 수행책임이 있는가 · 그 능력은 언제 요구되는가 · 어떤 운용환경 상태와 상호작용 아래에서 수행되는가 · 사용자 운용요구를 충족하고 시스템과 임무 목표를 성공적으로 달성하기 위해 어떤 결과와 산출물을 기대하고 있는가 이 글은 앞서 SE 프로세스 모델에서 논의된 바와 같이 요구사항 도메인 솔루션을 기술토록 한다. 따라서 요구도메인 솔루션의 목적, 주요 요소, SE 프로세스 모델 업무 흐름 순서, 개발책임, 의존성, 개발방법, 도전 및 산출물을 다룬다. 1. 얻고자 하는 내용 · 요구 도메인 솔루션의 목적은 무엇인가 · 요구 도메인 솔루션의 주요 요소는 무엇인가
저탄소사회를 향한 태양에너지 발전 개발과 관련 산업동향 태양에너지 발전은 에너지의 안정 공급과 탄소배출 삭감에 공헌할 수 있는 몇 안 되는 전원(전력 공급의 원천)이며, 이와 관련된 산업은 경제 성장을 지탱하는 중요한 신흥 산업이 될 수 있다. 저탄소사회의 실현을 목표하고 있는 중국에서는 태양에너지 발전 개발과 관련 산업 육성을 본격화했다. 세계 태양광발전 시장의 확대와 더불어 급성장해 온 중국의 태양광발전 장치 산업이 비용 경쟁력을 앞세워 세계의 태양광발전 개발에 공헌하고 있는 반면, 미국이나 EU 등에서 무역 마찰을 일으키고 있는 것 또한 명백한 사실이다. 이번 연재에서는 중국의 태양에너지 발전 개발과 관련 산업의 현황에 대해 확실히 짚어보고, 저탄소사회의 실현을 위한 중장기 계획의 개요와 추진 동향을 살펴본다.
전기설비에서 발생하는 고장에는 과대한 전류가 흘러 전기설비가 장해를 받는 과전류와 전로와 대지 간 절연이 열화되어 양자 사이에 전기적으로 통해 발생하는 전위 상승이나 누전(지락)이 있다. 이에 대한 대책으로 중요한 것이 접지이다. 전기설비의 절연 성능은 시간이 지나면서 저하하기 때문에 누전 발생 시 누전 발생을 최소화하고 제거하기 위해서는 접지의 역할을 이해해야 한다. 여기에서는 접지의 목적, 접지공사의 종류 및 시공 상 유의사항을 소개한다. 접지란 대지와 전기적으로 접속하는 것이며, 접지극을 매설하는 것이 여기에 해당한다. 접지극과 대지 간 전류 흐름의 어려움을 접지저항치로 나타내며, 이 값이 작을수록 전류가 흐르기 쉽다. 접지극에는 접지저항치가 있으며 여기에 누전전류 등의 고장 전류가 흐르면 접지저항과 고장전류의 곱으로 나타내는 전위 상승이 발생한다(접지≠0V이 된다). 접지저항의 구성 요소는 ‘접지선·접지전극의 도체 저항’, ‘접지전극의 표면과 여기에 접한 토양 사이에서 발생한 접지저항’, ‘접지전극 주위의 토양이 나타내는 저항’ 3가지이고, 저항치에 가장 큰 영향을 주는 것이 토양이 나타내는 저항인 대지저항률이다. 대지저항률은 토양의 종류·함수율·온도