나노 자기복제 원천기술 개발 복제 현상 연구 탄력 받는다 국내외 연구진의 공동연구로 형상이조절된 나노입자의 대량 합성기술이 개발됐다. 이로써 새로운 나노구조의 광결정, 바이오 이미징, 메타물질의 제조 및나노구조의 복제현상 연구가 탄력을 받을 것으로 예상된다. 성균관대학교는 화학공학부 이기라교수팀과 미국 뉴욕대 파인 교수팀이 공동 수행한 연구 논문이 국제저널 ‘네이처’의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’지 최근호(4월 9일자)에 실렸다고 밝혔다. 공동연구팀은 나노입자들의 크기가같으면 특정 조건에서 입자들이 스스로모여 주기적으로 배열된 나노구조를 형성하는데, 이때 나노입자의 형상을 변화시키면 새로운 나노구조를 구현할 수 있다는데 착안, 음전하의 고분자 입자 위에 산화규소화합물을 성장시킴으로써눈사람 모양의 입자와 속이 파인 입자를대량으로 제조하는데 성공했다. 또한 연구진은 입자의 형성과정을 조절하여 눈사람 모양뿐만 아니라 아령 모양이나 실리카 구가 여러개 있는 입자를 제조할 수 있었다고 설명했다. 이러한 비대칭 입자는 표면에 선택적으로 자성 물질을 붙임으로써 자기장에 반응하는 물질로도 변형 가능한 것으로 확인됐는데, 이러한 자기장에 반응하는 물질의제조는 향후 DN
스마트 그리드를 위한 무선 M-Bus 오늘날 에너지 수요는 전 세계적으로 증가하고 있다. 이를 해결하기 위한 세 가지 주요 방법으로는 에너지 믹스 최적화, 효율성 증대, 스마트 그리드를 들 수 있다. 이 중 스마트 그리드는 다양한 기술을 접목하여 에너지 관리를 개선하는 방식으로, 에너지 공급자 및 최종 사용자 사이에 에너지 그리드를 위한 양방향 커뮤니케이션을 향상시킨다. 스마트 그리드 시나리오에 있어서 중요한 요소로는 원격 계량기 검침 시스템(Automatic Meter Reading, 이하 AMR) 기능을 갖춘 스마트 계량기 (에너지, 가스 및 수도 계량기 등)를 들 수 있다. AMR은 각 개인의 계량기와 에너지 공급사인 공익사업체 사이의 양방향 커뮤니케이션을 도입한다. 이를 통해 사용자는 요청을 받았을 때 또는 정기적으로 청구서를 보낼 수 있으며, 반대로, 에너지 공급사는 각 사용자의 계량기를 원격으로 유지보수 하거나 연결 및 차단할 수 있고, 실시간 에너지 요금 정보를 보낼 수 있다. 커뮤니케이션 기능을 갖춘 스마트 계량기 시스템의 장점은, 실시간 검침 데이터를 이용하여 에너지 소모 패턴 및 개별 사용자의 피크 수요를 분석할 수 있다는 것이다. 이와 같
무선 충전 애플리케이션을 위한 2차 측 브리지 정류 오늘날 산업에서는 전력을 쉴 새 없이 관리해야 함에 따라 무선(비접촉식) 충전 솔루션이 점차 확산되고 있다. 무선 충전 솔루션은 기존의 유선 솔루션만큼 효율이 높지는 않지만, 소비자의 편의를 증진시키며 별도의 충전 케이블도 필요 없다. 무선 충전 방식은 휴대용 기기 산업과 자동차 산업, 의료 산업 등에서 응용되고 있다. 최근의 하이테크 사회에서는 다양한 전자 시스템에 적용되는 편리한 충전 솔루션을 필요로 한다. 무선 충전 방식의 잠재적 시장에는 차량 내부, 공항 및 가정에서의 사용 등이 포함되어 있다. 게임 플랫폼의 경우, 이미 소비자 편의 증진을 목표로 컨트롤러에 무선 충전 옵션을 제공하기 시작했다. 무선 충전 방식이 인기를 얻음에 따라, 많은 휴대폰 제조업체들은 자신의 제품이 무선 충전 호환 기능을 갖추도록 추가 회로가 포함된 배터리 커버를 제공하기 시작했다. 무선 충전은 새로운 콘셉트가 아니다. 전동 칫솔과 전기 면도기의 경우 수 년 동안 이와 같은 충전 방식을 이용해 왔다. 소비자는 노출된 금속 부위를 접촉시킬 필요 없이, 제품을 베이스 유닛 위에 내려놓는 것만으로도 배터리를 충전한다. 무선 충전 방
가전제품에 커패시티브 터치 센싱 도입 가전 제품 구입 시 가장 중요한 요소 중 하나는 제품의 디자인과 하이엔드 기능 지원 여부이다. 설계자는 오늘날 고도로 통합된 시스템 온 칩(SoC) 프로세서와 함께 커패시티브 센싱을 기반으로 한 새로운 UI는 물론, 시스템 비용을 낮추고 보드 공간을 절약하기 위한 다른 시스템 기능도 통합하고 있다. SoC는 시스템 구축에 필요한 많은 구성 요소가 같은 실리콘에서 사용되므로 제품을 시장에 빠르게 공급하는 데 도움을 준다. 또, 여러 디바이스들을 인터페이스하는 데 필요한 시간과 오류에 대한 디버깅이 대폭 줄어든다. 그림 1은 인덕션 쿠커(Induction Cooker)의 블록 다이어그램을 나타낸 것이다. 이러한 가전제품은 다음과 같은 몇 가지 주요 기능을 제공해야 한다. · 팬 온도 유지 : 가열 코일의 점화 기간을 설정하기 위해 펄스 폭 변조(PWM)가 필요하다 · 팬 제어 : 팬 모터를 구동하기 위해 온도 센서 및 PWM이 필요하다 · 오버 전류 및 전압 보호 : ADC와 비교기가 필요하다 · 팬 자동 감지 : 인덕션 센싱이 필요하다 · 시간 기반의 요리 기능 : 실시간 클록(RTC)이 필요하다 · 사용자 인터페이스-디스
시스템 유스 케이스와 시나리오 시스템 개발에 도전할 때, 시스템 엔지니어링 관점에서 물리적 설계 솔루션으로 전환될 수 있는 능력 요구사항 세트로 임무목표, 운용, 업무수행이 있다. 대부분 조직과 개인은 임무 목표로부터 시스템 성능 규격서(SPS)로 요구사항을 문서화하기까지 쉽게 처리하려고 한다. 그러나 이는 다음 두 가지 사항을 이해하지 않고서는 수행할 수가 없다. ① 사용자는 무슨 문제영역에 대한 해결을 원하는가? ② 문제영역의 전체 또는 일부분을 나타내기 위하여 임무수행을 위한 솔루션 영역을 어떻게 제시하려 하는가? 시스템이 더욱 복잡화됨에 따라 획득자에 의해 쉽게 이해할 수 있는 솔루션 개발 방법론을 요구하게 된다. 한 가지 방법은 임무목표와 규격 요구사항 사이의 간격을 줄이기 위해 시스템 유스 케이스와 시나리오를 사용하는 것이다. 1. 얻고자 하는 내용 · 시스템 유스 케이스란 무엇인가? · 유스 케이스의 속성은 무엇인가? · 유스 케이스 분석이란 무엇이며 어떻게 이를 수행하는가? · 유스 케이스는 시스템 능력 요구사항과 어떻게 연관되어 있는가? 2. 주요 용어 정의 ·
카오스 제어 97회 기계공학에서의 비선형 특성 Ⅺ 이번 호에서는 측면 출렁거림 비선형 효과의 제동에 관하여 Franklin T. Dodge이 발표한 “The New Dynamic behavior of liquids in moving containers”(이동 컨테이너에서의 액체의 새로운 동적 거동)을 중심으로 설명한다. 소개 때때로 우주 작업에서 요구되는 모든 것들은 일부 기간 예상된 최대 파형 진폭을 추정한다. 예를 들어 조절장치 또는 탱크 칸막이에서 최대 출렁거림 부하를 추정하는 것이 이에 관한 사례이다. 상대적으로 이들 추정을 얻는 간단한 방법이 존재한다. 표면 장력을 무시할 때 자유 표면에서 액체 입자 위에 소모한 최대 하방 가속은 식 (1)과 같이 표시한다. (1) 여기서 는 유효 중력 가속, 는 파형 진폭, 는 출렁거림 자연주파수이다. 언제나 최대 높이에서 최대 가속이 남아있는 양의 값을 가지기 때문에 최대 파형 높이는 식 (2)보다 더 크지는 않으며 일반적으로 탱크벽에서 최대가 발생한다. (2) 예를 들어 탱크 지름보다 현저하게 큰 액체 깊이를 가진 원통형 탱크에 대하여 출렁거림 자연 주파수는 표시되므로
고객의 니즈를 반영한 STEPPING MOTOR STEPPING MOTOR는 1920년에 개발되어 현재까지 자동화 산업 장비에 꾸준히 사용됐다. 그리고 시대가 바뀌면서 STEPPING에 대한 고객의 니즈도 높아졌고 이에 대해 STEPPING MOTOR도 고객의 니즈 맞게 발전해 왔다. 이 글에서는 현재 STEPPING MOTOR가 어느 단계까지 발전됐으며, 어떠한 형태로 유저의 요구사항에 대응해 왔는지를 소개한다. 2相 STEPPING MOTOR 2相 STEPPING MOTOR는 STEPPING MOTOR의 기본이라 할 수 있는 제품으로 ROTOR에 100의 소치와 8개의 STATOR로 구성되어 있다. 가격이 저렴하고 손쉽게 누구나 위치제어를 할 수 있는 제품이기 때문에 광범위하게 사용된다. 2相 STEPPING MOTOR의 기본 분해능은 1.8도 제어용 모터 중에서는 다소 큰 분해능을 가지고 있다. 위치에 대한 각도 전달오차는 ±0.083도(5분)로 일반적인 위치제어용의 오차범위를 가지고 있다. 그래서 2相 STEPPING MOTOR는 고정도 위치제어 장치보다는 ROUGH한 위치결정 용도에 사용된다. 특히 2相 STEPPING MOTOR는 저속에서 진동이
초고속 서보시스템을 위한 방진고무 커플링 신개발 방진고무 커플링은 각종 시뮬레이션을 통한 최적 설계로 방진고무와의 접착력 및 동력전달 특성 극대화, 구동축과 종동축에서 발생하는 진동의 절연 및 흡수, 제로 백래시 및 경량화로 초고속 서보 시스템의 이상적인 동력전달을 실현한다. 또한, 기존 금속재질의 유연체를 적용한 커플링이 낮은 주파수에서 공명을 일으키는 것과 달리 1000Hz 이상의 높은 1차 고유진동수를 가지고 있어 고속회전에 부합되는 특성을 나타낸다. 초고속 서보시스템 모터를 동력원으로 하는 서보 시스템은 일반기계, 반도체 장비, 공작기계, 산업용 로봇, 정밀측정기 등의 산업 분야는 물론 의료기기, 생활가전, 홈오토메이션 등의 실생활에까지 광범위하게 사용된다. 서보 시스템은 동력원인 모터로부터 시작해서 커플링, 볼나사, LM 가이드, 서포트 베어링 및 각종 센서 등으로 구성되어 있으며, 최근의 서보 시스템 개발은 초고속 서보 시스템 또는 초정밀 서보 시스템과 같이 적용 시스템의 성능을 최적화하는 방향으로 설계되고 있다. 특히, 초고속 서보 시스템은 글로벌 경제 위기 이후 생산성 향상을 통한 가격 경쟁력 확보가 관건인 산업계의 주요 트렌드로 자리잡고 있다
모터 고효율 규제와 제품 개발 동향 세계적으로 에너지 절약 요구가 강화되는 가운데 일본 국내의 인덕션 모터 보급 대수 중 64%가 펌프, 압축기에 사용되고 있다. 따라서 그 효율을 높이면 소비 에너지 절감의 성과는 크다. 그렇지만 펌프, 압축기, 송풍기 등의 유체기기에서는 부하 특성에서 기대되는 에너지 절약 효과가 못 미치는 경우가 있어 이에 관해 말하고자 한다. 세계적인 환경보호 관점의 영향으로 각국 공장의 에너지 절약, 이산화탄소 삭감 목표달성에 모터의 고효율화가 중요 과제의 한 가지가 되고 있다. 2009년에 실시한 자원 에너지청의 조사결과에 따르면, 삼상유도전동기는 산업 부문에서 펌프, 송풍기, 압축기 등 다양한 용도로 사용되고 있으며, 보급 대수는 약 1억대에 이른다. 또한, 소비전력량은 일본 산업 부문 소비전력량의 75%, 전체 소비전력량의 약 55%를 차지할 정도로 상당량의 에너지를 소비하는 기기이다. 판매 실적을 보면, 닛세이가 속한 동력전달 기기 시장은 전체의 9%, 펌프·압축기 시장은 63%나 점유하고 있다. 용도 비율을 그림1에 나타낸다. 이것으로 Fluid Power 기기에의 고효율화는 에너지 절약에 크게 기여하고 있다고 말할 수 있다.
시스템 임무분석 개요 시스템의 일차적인 목적은 예측 또는 예측하지 못했던 기업이나 개인의 투자 회수(ROI) 목표를 충족함에 있다. 이러한 목표로서는 행복, 오락, 교육, 건강과 같은 인생의 기본 욕구와 기업의 생존, 적응, 식품 및 주거와 같은 삶의 질에 걸쳐 다양하다. 이러한 목표를 달성하기 위한 투쟁을 하나의 운용 항목으로 나타낸다면 임무(mission)라고 할 수 있다. 이는 개인이나 기업의 임무를 달성하기 위해 사람의 능력으로 전환할 수 있는 시스템, 제품, 서비스로 구성된다. 이러한 시스템을 선정하고 획득하는 일은 주어진 임무를 달성하기 위해 누가, 언제, 무엇을, 어떻게 시스템을 사용할 것인지에 대한 계획을 수립함으로써 시작된다. 이러한 사항을 충족시키기 위한 활동을 가리켜 임무분석이라고 한다. 이 글은 임무분석의 주요 요소를 소개하고 시스템 능력과 요구사항을 도출하기 위한 기초를 제공해 준다. 우리의 논의 대상은 임무의 속성에 초점을 두고 있다. 1. 얻고자 하는 내용 · 시스템 임무를 정의하는 데 필요한 주요 활동은 무엇 인가? · 임무 이벤트 타임라인(MET)은 무엇인가? · 임무활동 분석이란 무엇인가?
카오스 제어 96회 기계공학에서의 비선형 특성 Ⅹ 이 글에서는 지난 호에 이어 측면 출렁거림의 제동에 대하여 Franklin T. Dodge이 발표한 “The New Dynamic behavior of liquids in moving containers(이동 컨테이너에서의 액체의 새로운 동적 거동)”에서 출렁거림의 기계적 모델을 중심으로 설명한다. 소개 측면 출렁거림에 관해서 지난 호에 해석적, 실험적으로 설명했다. 출렁거림 힘과 토크는 피드백 루프를 통하여 제어 시스템과 상호작용하기 때문에 출렁거림은 우주선의 안정도에 큰 영향을 줄 수 있다. 우주선 제어와 안정도 해석에 있어서 출렁거림의 동적 효과를 다루는 목적에 있어서 출렁거림은 등가 선형 기계적 시스템에 의해 개념적으로 액체로 대치하는 것이 편리하다. 발진하는 점의 질량과 강체의 운동 방정식들은 슈퍼컴퓨터를 이용하여 유체 동력학 방정식보다 해석이 더욱 쉽다는 것을 포함한다. 연속 액체 운동 방식에서 유연 우주선의 운동 방정식의 결합은 일반적으로 설계한 해석에 대하여 또한 계산적으로 요구한다. 액체가 완전히 컨테이너에 채워져 있을 때 액체는 등가 강체 모델에 의해 동력학적으로 대치될 수 있음을 이론은 보
클라우드와 모바일로업무 효율을 높인다 IT와 관련해서 클라우드와 모바일이라는 단어가 자주 등장하고 있는데 공사 현장에서도 예외는 아니다. 앞으로 IT를 업무에 효율적으로 이용하기 위해서는 클라우드나 모바일이 필수라고들 하는데 구체적으로 어떤 것인지에 대해 살펴본다. 취재 협력 전국설비업 IT 추진회 IT에서 ICT로 다양한 업종에서 업무상 개인용 컴퓨터를 비롯한 IT 기기의 활용이 필수로 자리 잡았다. 워드프로세서의 소프트웨어와 같은 문서 작성 소프트웨어나 전자메일을 비롯해 시공 시의 CAD(컴퓨터 지원설계 시스템) 활용은 필수이다. 또 디지털카메라로 공사 현장을 찍어 관리하고 제출하는 것 또한 당연시 되고 있다. 회사에 따라서는 경리 소프트웨어를 사용하여 업무의 효율화를 도모하는 곳도 있을 것이다. 여기에 클라우드나 모바일이라는 단어가 들어가면 어렵다고 느끼는 사람도 있는 것 같은데, 사실 우리들이 이미 당연하게 사용하고 있는 것이기도 하다. 클라우드·모바일에 대해 알아보기 전에 최근 IT를 대신해 사용되고 있는 ICT라는 단어를 이해하면 그 의미를 보다 쉽게 이해할 수 있다. IT는 인포메이션 테크놀로지, 즉 정보기술의 약칭이다. 이에 대해 ICT는 인포
지능형 파워 스위치 ST마이크로일렉트로닉스는 하이 사이드와 로우 사이드 구성을 위한 지능형 파워 스위치 제품군을 제공한다. 지능형 하이 사이드 스위치는 인덕티브, 캐패시티브, 레지스티브 부하 구동에 사용되는 일체형 파워 스위치이다. 이와 같은 디바이스는 제어(로직 인터페이스, 드라이버, 진단 및 보호 기능)와 파워 스테이지를 동일한 칩에 통합함으로써 소형화, 시스템 신뢰성 개선 및 비용 효과 등을 구현할 수 있게 된다. ST 마이크로일렉트로닉스의 지능형 파워 스위치(Intelligent Power Switches : IPS)는 마이크로컨트롤러 피드백을 진단하고 전기 보호 기능을 광범위하게 사용하므로 손상되지 않으며, 따라서 높은 신뢰성을 필요로 하는 산업용 애플리케이션에 적합하다. 프로세스 자동화, 자동 판매기, 엘리베이터, 경보장치, 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)를 램프, 밸브, 계전기의 액추에이터로서 제조하는 데 사용되며, PLC 국제 표준 IEC61131-2를 준수하고 있다. IPS 기술은 우수한 바이폴라, 멀티파워 BCD, VIPower 기술에 기초하고 있다. VIPower 기술은 아주 낮은 RDS를 가능하게 하는 일종의 수직 기술로서 다이 면적
NCV8871을 이용한 Sepic 회로 설계 최근에는 자동차 시스템에서 점점 더 많은 전자 장치들이 사용되고 있는데, 이것은 파워서플라이에 더 많은 요구사항, 예를 들면 더 높은 출력 전류나 다양한 출력 전압 등이 요구된다는 것을 의미한다. 자동차 시스템에서 가장 인기있는 파워 서플라이는 선형 레귤레이터와 스텝다운 스위칭 레귤레이터(벅), 스텝업 스위칭 레귤레이터(부스트)이다. 자동차의 배터리 전압은 보통 9V에서 18V까지, 또는 심지어 6V 이하에 이르기까지 넓은 범위를 지닌다. 일부 애플리케이션에서는 모든 배터리 전압 범위에서 연속 12V가 필요하며 스타트 스톱 기능을 위해서도 파워 서플라이가 5V 출력을 일정하게 유지할 필요가 있다. 이러한 애플리케이션에서는 선형 레귤레이터, 벅(buck) 회로 및 부스트(boost) 회로가 사용될 수 없으며, 스텝업/스텝다운 파워 서플라이가 필요하다. 자동차 시스템에서 가장 인기있는 스텝 업/스텝 다운 회로는 Sepic(Single Ended Primary Inductor Converter)이다. Sepic은 그림 1과 같이 공통 파워 스위치를 가진 부스트 및 벅 부스트로 구성되어 있다. Sepic의 동작 S1이 O
보정 실리콘 압력 센서와 정밀 델타-시그마 ADC를 이용한 액체 수위 제어 및 공급 시스템 델타-시그마 ADC를 이용한 데이터 포착 시스템은 보정 실리콘 압력 센서를 이용하여 대부분의 산업용 액체를 측정 및 분배할 수 있다. 여기서는 고정밀 델타-시그마 ADC 기반 DAS를 방해하지 않으며 고전류 솔레노이드 밸브 및 펌프 제어를 달성하는 방법에 대해 알아보고 시스템 알고리즘, 잡음 문제, 시스템 성능은 향상시키면서 복잡성과 비용은 낮추는 보정 방법에 대해서도 살펴본다. 압력 센서는 온도에 민감한데, 다수의 첨단 산업용 프로세스와 상업용 및 의료용 애플리케이션은 확장된 온도 범위를 필요로 하지 않는다. 뿐만 아니라 일부 애플리케이션은 실제로 에어 컨디셔닝이 가동되는 환경에서 동작하며 온도 범위를 상당히 엄격하게 제한한다. 온도 보정 실리콘 압력 센서는 바로 이와 같은 애플리케이션에 적합하다. 주변 온도가 변화해도 사양을 유지하는 능력이 뛰어나기 때문이다. 여기서는 보정 실리콘 압력 센서와 고정밀 델타-시그마 ADC를 이용한 데이터 포착 시스템(Data Acquisition System : DAS)을 기반으로 한 경제적인 저전력 액체 수위 제어 및 공급 시스템에