디지털 오디오를 직접 제작한다(7) 이번 달 연재에서는 아날로그 음성 신호의 주파수 특성을 바꾸는 이퀄라이저 회로, 레코드, 플레이어의 출력 신호를 증폭할 수 있는 포노 이퀄라이저, MOSFET에 의한 스피커 보호 회로, 오디오 소스의 셀렉터 회로를 소개한다. 또한 마이컴을 사용하는 셀렉터 회로나 전자 볼륨도 소개한다. 트랜지스터나 IC 등의 반도체를 사용한 이퀄라이저를 액티브 이퀄라이저라고 한다. 이것은 저항의 상수에 따라 저역, 고역의 주파수 차단, 부스트 양을 조절할 수 있다. 또한 3밴드 그래픽 이퀄라이저(GEQ : Graphic Equalizer) 회로는 100Hz, 1kHz, 10kHz로 저역, 중역, 고역을 조절할 수 있다. 그리고 마이컴을 사용하지 않고 만들 수 있는 입력 셀렉터 회로도 살펴본다. 셀렉터 전환은 1회로 12접점 로터리 스위치 RS-2688-0112-38N(COSLAND)이다. 전환 시 접점 사이가 쇼트되지 않으므로 릴레이 여러 개를 동시에 동작시키지 않고도 전환할 수 있다. 스토퍼의 위치를 변경하면 셀렉터 입력 수를 임의로 변경할 수 있다. 제작할 때에는 릴레이의 동작 파형을 오실로스코프로 확인하고 로터리 스위치의 동작 파형을
자동차 네트워크를 위한 POF 백본 및 카메라 링크 이더넷 인포테인먼트 네트워크 및 ADAS에 대한 요구가 증가함에 따라, 새로운 백본 토폴로지로의 전환에 대한 필요성이 커지고 있다. 이더넷의 장점과 KDPOF 1Gbps POF ASSP의 혜택, 아바고(Avago)의 광 트랜시버, 그리고 Yazaki Small Form Factor 광 커넥터 결합 등으로 인해 자동차 네트워크의 요건 변화를 충족시킬 수 있는 확장성과 유연성을 가진 솔루션이 제공되고 있다. Thomas Lichtenegger Avago Technologies Óscar Ciordia KDPOF Naoshi Serizawa Yazaki ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)의 확산과 함께 자동차 인포테인먼트(인포메이션+엔터테인먼트) 기기가 기하급수적으로 성장함에 따라 자동차 내 기기의 효율적인 연결 방법에 대한 요구가 증가하고 있다. 다른 기술보다 장점을 많이 갖고 있는 이더넷은 자동차 네트워크를 위한 이상적인 기술이라고 할 수 있다. 자동차 공간 내의 유력 전송 매체인 플라스틱 광섬유(POF : Plastic Optical Fiber)는 현재 기가
유지 보수가 필요 없는 무선 태양전지 발전량 모니터 태양전지와 축전지를 조합한 전원이 있다면 케이블 없이 아무렇게나 방치해도 측정 데이터를 계속 보고해 주는, 유지 보수가 필요 없는 계측 기판을 만들 수 있다. 이와 관련, 본지에서는 원칩 센서, 전부 들어 있는 무선 모듈 XBee, 그리고 태양전지를 조합한 무선 태양전지 발전량 모니터를 만들어 보았다. 자택의 입지 조건에 따라 기대한 만큼의 발전량을 얻을 수 없는 경우가 있어 목돈을 들여 태양광 발전 시스템을 도입해도 쓸모가 없어질 수 있다. 그래서 무선 태양전지 발전량 모니터를 만들게 되었다. 이 장치를 옥상 위에 설치하여 몇 개월 운용하면 태양광 발전 시스템을 도입했을 경우의 발전량을 알 수 있으므로, 고가의 제품을 구입한 후 후회하는 사태를 피할 수 있을 것이라고 생각했다. 이 기기는 PC 디스플레이에 태양광 패널 발전량의 시간 변화가 표시되도록 했으며, 모니터는 옥상에 설치할 수 있도록 XBee를 사용하여 무선으로 했다. 그리고 모니터 기판은 옥상 위에 양면 테이프로 붙였다. 태양전지와 니켈수소 축전지는 솔라 LED 키 체인 라이트에 내장되어 있는 것을, 태양전지는 전원용과 전력 측정용으로 2장 이용
일렉트릭 수식 모음집 - 저항, 콘덴서, 코일 조합 회로 전자회로의 기본적인 소자라고 하면 저항, 콘덴서, 코일을 말한다. 본지 3월호 기술 특집에서는 저항, 콘덴서, 코일에 의한 조합 회로의 실용적인 사용법을 소개한다. T형/π형 감쇠 회로는 임피던스가 규정되어 있다. T형 감쇠 회로는 고주파용에서 50Ω, 저주파용에서 600Ω의 임피던스로 하여 널리 이용되고 있으며, π형 감쇠 회로는 100MHz 이상의 고주파에서 사용되는데, 이것은 입출력 단자의 부유용량이 병렬 저항으로 션트되어 주파수 특성의 폭주가 적어지기 때문이다. 콘덴서 충방전 전압의 시간 변화를 살펴볼 때에는 효율도 반드시 체크한다. 또한 코일의 충방전 효율에서 정전압 충전인 경우, 코일을 전압원으로 충전하면 직접적으로 전류가 증가한다. 이론적으로 전류는 맨 나중에 무한대가 되지만, 현실적으로는 코일을 감고 있는 코어(철심)가 포화자속밀도에 도달하여 전류가 급증한다. 전류가 급증하기 전에 충전을 멈춰야 한다. 그리고 정전류 충전인 경우, 코일을 전류원에 접속하여 급격히 ON/OFF할 경우 이론적으로는 무한대의 고압이 발생하고, 현실적으로는 스위치 접점 사이에서 방전하거나 반도체 스위치인 경우 브
일렉트릭 수식 모음집 - 전기의 기본식 및 정리 전기 공식 중 이 정도는 기억해 두고 사용하는 것이 편리한 공식은 옴의 법칙과 중합의 정리, 테브난의 정리 3가지라고 할 수 있다. 다른 공식은 기억하지 못하더라도 3가지 공식에서 간단하게 유도할 수 있다. 그 외에 이해해 둘 필요가 있는 것은 전압원과 전류원, 임피던스의 의미이므로 본지에서 소개한다. 전기회로의 법칙 중 옴의 법칙은 가장 기본적인 법칙으로 응용 범위도 넓다. 이 옴의 법칙을 응용하면 직렬 접속했을 때의 합성 임피던스와 병렬 접속했을 때의 합성 어드미턴스를 구할 수 있다. 또한 중합의 정리란, 다수의 전압원(또는 전류원)을 가진 선형 회로에서 하나의 기로에 발생하는 전압은, 전압원이 각각에 하나씩 존재하는(다른 전압원은 단락되어 0V로 한다) 것으로 하여 구한 전압을 전체 전압원에 대해 더한 전압과 같다는 것을 말한다. 이것은 정리가 아니라 원리이며, 선형 회로의 성질이다. 마지막으로 테브난의 정리는 전압원과 저항의 회로가 테브난 등가로 변환할 수 있음을 나타내며, 단순하지만 실제 회로 해석이나 회로 설계에서 매우 유용한 정리로 사용된다. - CQ출판사 『트랜지스터기술』 기사 전문은 월간 전자기
대인 추종 로봇의 모퉁이 놓침 회복 기능 도쿄이과대학 대학원에서 콘테스트에 출품한 작품은 대인 추종 로봇이다. 이 로봇은 2개의 컴포넌트로 구성되어 있으며, 모퉁이에서 추종 대상을 놓친 경우 회복 기능이 있다. 바로 인물 발견 및 이동 로봇 컴포넌트 그룹에서 대상과 로봇의 위치를 추출해 기록하는 WorldConvert0과 기록한 위치에서 대상 궤도를 결정해 위치를 예측하는 PredictPosition0이다. RT 미들웨어화에서 이 기능의 최대 이점은 인물 발견 컴포넌트 그룹에서의 입력 포트와 경로 계획 컴포넌트 그룹에 대한 출력 포트에 동일한 데이터 형태를 이용하고 있다는 점이다. 이로써 기존 대인 추종 컴포넌트 그룹에 이 기능을 부가함으로써 다른 컴포넌트 그룹을 변경하지 않고 이용할 수 있다. 또한, 놓침 회복에 이용하는 정보는 추종 대상과 로봇 위치뿐이므로 다양한 컴포넌트 그룹과 연계할 수 있다는 것도 이 기능의 특징이다.
RT 컴포넌트 개발환경 ATDE for OpenRTM-aist ATDE for OpenRTM-aist(http://openrtm.org/openrtm/node/5116)는 임베디드 기기용 RT 컴포넌트(RTC) 개발을 쉽게 하는 다양한 툴을 포함하는 개발환경이다. 임베디드 기기용 소프트웨어 개발에는 특유의 프로세서가 있어 PC 상에서 개발하는 것에 비해 절차가 복잡하다. 이 툴은 그 순서를 간략하게 하여 PC 상에서 RTC를 개발하는 데 익숙한 사용자가 손쉽게 임베디드 기기를 대상으로 한 개발로 이행할 수 있는 환경 제공을 지향하고 있다. 현재 Linux를 내장한 소형 디바이스나 RaspberryPi와 같은 매우 저렴한 디바이스가 출현함으로써 임베디드 기기, 임베디드 Linux의 이용이 활발해지고 있다.
모션 캡처 디바이스를 지원하는 RSNP Gateway RTC RSNP Gateway RTC는 RSi(Robot Service initiative) 책정 RSNP(Robot Service Net_work Protocol)를 이용해 인터넷에 접속하는 RTC이다. RSNP Gateway RTC의 세일즈 포인트는 RTC를 인터넷상에 공개할 수 있는 것이다. RSNP Gateway RTC는 RSNP의 마이크로 서비스를 이용함으로써 방화벽 안쪽에 서버 기능을 배치할 수 있으며, 보안 리스크 없이 쌍방향 통신을 할 수 있다. 또한 RSNP Gateway RTC를 사용한 서비스로서 NUI 디바이스를 이용한 온라인 도큐먼트 서비스를 개발했다. 이 서비스는 모션을 이용해 인터넷 상의 네트워크도 등을 작성, 편집하는 온라인 서비스이다.
보행과 정지 구분 기능을 가진 Open-RTM 모듈화 Open-RTM은 화상 특징량의 일종인 CHLAC에 기초해 시야 내 인물의 보행과 정지를 구분할 수 있는 모듈이다. 이 모듈은 카메라 화상 취득 컴포넌트에서 보내오는 카메라 화상열에 대해 보행과 정지 구분 컴포넌트 ‘CHLAC0’이 CHLAC를 산출하는 원리이다. 세일즈 포인트는 2가지이다. 첫 번째는 사용할 수 있는 카메라가 특정 규격에 얽매이지 않는 점이다. 카메라 화상 취득 컴포넌트를 그때그때 상황에 따라 바꿈으로써 IEEE1394 규격의 카메라나 Microsoft사의 Kinect 카메라 등 여러 종류의 카메라에 적합하도록 할 수 있다. 두 번째는 미리 등록해 둔 CHLAC 학습 데이터를 변경, 추가함으로써 구분할 수 있는 동작을 확장시킬 수 있는 점이다. 이로써 보행, 정지와 함께 그때그때 상황에 따른 움직임을 구분할 수 있게 된다. 또한, 인물 검출에도 전용할 수 있다.
명령식 서보 모터를 이용한 로봇 암 RTC 명령식 서보모터는 연구나 취미용으로 널리 이용되는 소형 액추에이터 모듈이다. 이 모듈은 시리얼 형식의 명령을 송신함으로써 쉽게 제어할 수 있다. 이 작품에서는 후타바전자공업의 RS 시리즈 서보모터를 제어하는 RTC를 개발했다. 이 RTC는 3개의 명령식 데이터 포트를 갖추고 있다. 이 RTC의 응용 사례로서 소형 로봇 암 시스템을 구축했다. RS 시리즈의 서보를 4개 사용해 병행 그리퍼를 가지는 3자유도의 시리얼 링크 매니퓰레이터를 제작했다. 제작한 로봇 암을 이용해 2가지 시스템을 구축했다. RTC의 이점은 재이용성이 높다는 점이다. 데이터 포트는 명령식 서보모터의 필요한 최저 기능을 사용하는 데이터 형식으로 되어 있어 다른 방식의 명령식 서보모터도 이 형식으로 RTC화 할 수 있게 설계했다. 데이터 포트로 표현할 수 없는 기능에 대해서는 설정 파일에서 설정할 수 있도록 실장했다.
MORSE 로봇 시뮬레이터를 위한 RT 컴포넌트 도요하시이과대학은 리얼한 시뮬레이션과 영상화를 가능케 하는 MORSE(Modular Open Robot Simulation Engine) 시뮬레이터를 RT 컴포넌트에서 이용하는 환경을 개발, 이동 로봇의 지구 생성, 인물 발견과 추종 혹은 지킴이 로봇을 위한 시점 플래닝 등에 이용하고 있다. MORSE가 제공하는 각종 로봇(Pinoeer 3DX, PR2, Segway 등)이나 센서(레이저 거리 센서, 카메라, 관성 센서 등)를 RT 컴포넌트(RTC)로서 간주함으로써 그것들을 다른 RTC로부터 간단하게 이용할 수 있다. 새로운 로봇이나 센서 추종도 쉽다. 현재, 2가지 방법의 실장을 실현했다. 하나는 socket 혹은 YARP에 의한 통신을 이용해 사용자가 RTC를 만드는 방법, 또 하나는 MORSE에 추가한 Python 스크립트에 의해 자동적으로 RTC를 만드는 방법이다.
대인 추종 기능 탑재에 의한 Roomba의 고기능화 대인 추종 기능이 탑재된 Roomba는 ROS 노드 그룹과 RT 컴포넌트 그룹을 연계하는 모듈이다. 이로써 RT 컴포넌트 그룹의 뛰어난 기능을 Roomba에서 이용할 수 있게 된다. 이 연구에서는 고기능화의 일례로서 필자들이 RT 컴포넌트화한 대인 추종 기능을 Roomba에 탑재했다. 이를 통해 이 연구에서 개발된 모듈에 의해 자율 청소 기능뿐이었던 Roomba의 고기능화를 기대할 수 있다. 세일즈 포인트는 이 제품을 사용함으로써 RT 미들웨어 상에서 개발된 기능을 로봇으로서는 매우 저렴한 Roomba로 실현하는 것이다. 이로써 Roomba에 자율 청소 기능뿐 아니라 서비스 기능을 기대할 수 있다. 또한, ROS를 사용함으로써 RT 미들웨어 상에 없는 툴을 이용한 모듈을 사용할 수 있게 된다.
RTC 빌더 On the Web : 베스트 콘셉트상 RTC 빌더 on the Web(이하, RTCBoW)은 OpenRTMaist의 공식 개발환경인 Eclipsevks RTC 빌더와 동일한 기능을 Web 브라우저상에서 실현하기 위한 Web 애플리케이션이다. RTCBoW는 그 응용성과 도입을 쉽게 하려고 Apache+PHP를 이용한 서버 사이드 스크립트와 Java 스크립트를 이용한 사용자 인터페이스를 실장했다. 또한, 서버 사이드 스크립트 부분에서는 XAMPP 등의 프리웨어로 제공되고 있는 표준적인 라이브러리만을 이용해 실장함으로써 매우 쉽게 도입할 수 있도록 했다. RTCBoW는 RTC 빌더와 동일한 대화 인터페이스를 이용한 작은 모형의 소스 코드 자동 생성 기능 외에 웹 브라우저 에디터를 이용한 코드 개발, 서버 측 컴파일러를 이용한 실행 형식 작성과 패키지화 기능을 실장하고 있다. 앞으로는 RTCBoW 조작성 향상, 서비스 포트에 대한 대응, 개발자 간 액세스권 컨트롤 기능, 독자적인 템플릿 작성 간소화, 크로스 컴파일러에 대한 대응 등을 실장해 나갈 것이다.
휴머노이드용 RTM 이용한 공통 플랫폼 개발 전기통신대학은 최근 RT 미들웨어(이하, RTM)를 이용해 소형 휴머노이드용 공통 플랫폼을 개발했다. 이 플랫폼은 통신 방식이 다른 서보모터를 3개 이용했으며, Command 타입과 PWM 타입은 간이적인 휴머노이드를 이용했다. 이들은 각 휴머노이드에서 모션 에디터를 이용하여 보행 모션을 작성하고 조작했다. 정성적이기는 하지만 시판 취미용 휴머노이드와 거의 같은 느낌으로 모션을 작성할 수 있으며, 또한 안드로이드 단말기를 이용해 로봇을 조작할 수 있었다. 이 시스템을 이용하면 서보 매니저를 지원하는 것으로 바꾸기만 하면 어떤 소형 휴머노이드라도 같은 개발환경에서 개발, 운용할 수 있다. 이로써 소스의 낭비가 없어지고 이용자는 휴머노이드별로 개발환경을 구축할 필요가 없어진다. 지금까지 작성된 RT 컴포넌트가 설명 자료와 함께 공개되어 있어 초보자인 필자도 저항 없이 할 수 있었다. 이 작품은 초보자도 사용할 수 있도록 시스템 구축과 설명서 작성에 주력한 결과 높은 평가를 받는 영광을 누렸다.
RTM으로 사람 트래킹하는 카메라 모듈 개발 사람 트래킹 카메라 모듈은 주위에 존재하는 사람의 위치를 영역 측정 센서에 의해 센싱하고, 상부 카메라가 트래킹할 대상이 된 사람의 얼굴 주변을 자동으로 트래킹해 촬영할 수 있도록 모터를 위치 제어할 수 있다. 이로써 환경에 설치함으로써 방범, 접수와 같은 용도에 응용할 수 있을 뿐 아니라 로봇에 탑재하면 사람을 찾는 동작이 가능해 화상처리와 함께 이용함으로써 사람과의 커뮤니케이션에도 도움을 줄 수 있다. 시부야공업대학은 모듈을 제어하는 RTC를 개발, 기존 RTC를 재이용함으로써 취득 화상에 대해 얼굴을 검출하는 기능을 부가했다. 또한, 카메라가 트래킹하는 동작을 함으로써 얼굴 검출이 광범위하게 가능함을 확인했다. RT 미들웨어를 처음 이용하는 일반 사람이라도 제작할 수 있는 로봇을 지향했기 때문에 시판 제품과 함께 세트로 시스템을 구성했다.