[첨단 헬로티] IoT(Internet of Things)가 시험 구축 단계를 지나 새로운 데이터 수집 네트워크를 대규모로 도입하는 단계로 접어들면서 점점 속도를 내고 있다. 이러한 네트워크는 디지털 혁신의 선봉에 선 기업들을 위해 유용한 통찰을 제공하고 경쟁력을 높일 것이다. 한편, 빠르게 진화가 일어나는 동시에 여전히 해결해야 할 많은 과제들이 놓여 있다. 어떻게 데이터를 신뢰할 수 있게 수집하고, 칩에서부터 클라우드에 이르기까지 데이터를 안전하게 보호하고, 제공되는 통찰을 어떻게 상업적인 가치로 창출해야 할 것인가 고민할 필요성이 있다. 이 기고에서는 IoT에 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 살펴보겠다. 이 글은 Arm이 컨설팅 회사 포레스터(Forreste)r에 의뢰해서 실시한 조사 내용을 참고하고 있다. 이를 위해서 제조 및 소재, 교통 및 물류, 컨슈머 제품 분야 기업들의 150명의 임원들을 대상으로 설문조사를 실시했다. 이를 통해서 기업들이 어떤 과제에 직면해 있고 또 IoT 기술 및 서비스와 관련해서 어떤 점들을 기회로 보고 있는지 알 수 있었다. 높은 잠재력, 그만큼 어려운 과제 에너지 관리, 공급 사슬 관리, 스마트 빌딩, 인력 최적화,
[첨단 헬로티] 전세계 전력 인프라는 발전, 송전, 배전 등 시스템들의 상호 연결로, 흔히 ‘파워 그리드’라 한다. 전체의 신뢰성과 이용률 및 효율을 늘리기 위해 통신과 추가 센서들이 더해지면서 파워 그리드가 이른바 스마트 그리드로 더욱 똑똑해지고 있다. 변전소는 스마트 그리드 인프라의 핵심 구성요소이며, 주거 및 상업지에 서비스를 제공하는 저전압 피더 등 송전 및 배전을 따라 위치한다. 변전소는 송전을 위해 전압 레벨을 변환하고 피더 스위칭, 로드 스위치 부하, 차단기 보호 및 자산에 대한 지속적인 모니터링 등과 같은 중요한 기능을 수행해, 이용률과 효율을 높여 중단시간을 줄인다. 그리드에 사용되는 주요 핵심 장치 중 하나가 오작동 보호 계전기(Protection relay)다. 오작동 보호 계전기는 보호 및 제어 기능을 구현하고, 발전기, 송전선, 모터, BUSBAR, 기타 그리드 장비를 보호하도록 구성 가능하다. 오작동 보호 계전기는 스마트 그리드에서 다음과 같은 역할을 한다: • 그리드의 비정상적인 파워 시스템 동작을 감지해 경고를 보내고 필요한 조치를 취한다. • 아날로그 입력을 샘플링하고
[첨단 헬로티] 합리적 가격대의 스마트한 디자인 제품 및 다양한 콘텐츠 개발 필요 혼합현실(Mixed Reality)이란? 혼합현실(ML)은 현실 세계를 배경으로 현실과 가상의 정보를 혼합해 기존보다 더욱 진화된 가상 세계를 구현하는 기술이다. 사용자는 가상 세계가 마치 실제인 것처럼 풍부한 체험이 가능한 것이 특징이다. 1992년 보잉사에 근무하던 토머스 코델 박사가 처음 용어를 사용했으며 비행기 전선 조립을 돕기 위해 실제 화면에 가상 이미지를 겹쳐 썼는데 이를 ‘혼합현실(MR)’이라고 부르기 시작했다. 또 1994년 토론토 대학교 폴 밀그램(Paul Milgram)이 논문에서 ‘밀 그램의 현실가상 연속성 스펙트럼’을 통해 구체적으로 설명했다. 이는 총 네 단계로 구성돼 있으며 혼합현실은 가상연속성의 양 극단 중간지점에 존재한다고 주장했다. 가상현실 VS 증강현실 가상현실(VR: Virtual Reality)이란 현실에 가상의 정보나 이미지를 겹쳐 보여주는 기술로 몰입감을 필요로 하는 교육, 의료, 영상, 방송, 제조 산업 분야 등에서 응용이 가능하다. 특히 엔터테인먼트 시장에서 각광받고 있다. VR의 단점은 고
[첨단 헬로티] 1. 실험 목적 ① 오실로스코프 사용법을 익힌다. ② 주기, 주파수 측정법을 익힌다. ③ 진폭과 위상차의 측정법을 익힌다. 2. 아날로그 오실로스코프(6506의 패널과 기능(2CH용)) ▲ 그림 1. 부귀환의 회로 ▲ 그림 2. 6506의 뒷면 패널 (1) 오실로스코프 구분 ① 화면(CRT) 조정 및 전원부 ▲ 그림 3. ② 수직축 조정부 ▲ 그림 4. ③ 수평축 조정부 ▲ 그림 5. ④ 소인 및 동기 조정부 ▲ 그림 6. (2) 각부 기능별 설명 1) 화면 조정 및 전원부 ① POWER SWITCH:전원을 끄거나 켜는 스위치(ON/OFF) ② POWER LAMP:전원 SW ON시 LED 점등 ③ INTENSITY ▶ 시계방향으로 돌리면 휘도가 밝아짐 ▶ 전원을 넣기 전에 반시계 방향으로 끝까지 돌려서 사용 ▲ 그림 7. ④ FOCUS:CRT상의 표시되는 선의 굵기 조정 ⑤ TRACE ROTATION ▶ 수평 휘선이 지자기의 영향으로 수평 눈금에서 기울어짐을 보정 ⑥ SCA
[첨단 헬로티] 일반적으로 임베디드 시스템 소프트웨어, 특히 마이크로컨트롤러(MCU)의 소프트웨어의 디버깅을 위해서는 코드 실행, 메모리 값, 스택 포인터, 인터럽트 타이밍 및 레지스터 값에 중점을 둔다. 이번 글에서는 IAR 임베디드 워크벤치(IAR Embedded Workbench)의 C-SPY 디버거에서 레지스트 값을 확인하고 수정하는 등의 다양한 기능을 소개하고, 레지스터의 정보를 어떻게 확인하고 활용하는지 설명하겠다. 레지스터 윈도우 레지스터와 관련되 가장 기본적인 기능은 Register Window이다. C-SPY 디버거에서 View > Register. Register 창에서 각 레지스터 별의 값 뿐 아니라 레지스터의 Read/Write 속성, 주소 등 다양한 정보를 볼 수 있다[그림 1]. ▲ 그림 1. IAR Embedded Workbench for Arm 7.50 버전 이상부터는 레지스터의 이름 검색의 기능이 추가돼 있다[그림 2]. 이로써 검색으로 필요한 레지스터의 정보를 빠르게 찾을 수 있어 편리하다. ▲ 그림 2. 또한 Register 창에서 마우스 오른쪽 버튼 클리 후 나타나는 컨텍스트 매뉴 중 View Group기능을 통한 레
[첨단 헬로티] 자동차의 배출가스 규제가 세계적으로 해마다 엄격해지고 있는 것은 알고 있는 사실이다. 배출가스 시험은 예를 들면 일본에서는 10·15 모드, JC08 모드, D13 모드, JE05 모드 등의 정해진 주행 속도 패턴, 엔진 운전 패턴을 이용해 실시되어 왔다. 최근에는 이러한 패턴도 엔진에서 보다 엄격한 운전 조건에 입각한 것으로 바뀌고 있으며, 또한 세계적으로 통일된 패턴을 이용하고 있다. WLTC(Worldwide harmonized Light-duty Transient Cycle), WHDC(Worldwide harmonized Heavy-duty Driving Cycle) 등이 이에 해당된다. 그러나 시험 패턴이 변해도 시험실 내에서 섀시 다이나모미터, 엔진 다이나모미터를 이용해 시험이 실시되는 것에는 변함이 없다. 최근 시험실 내의 주행 속도 패턴으로 계측되는 배출가스와 실제 도로를 주행했을 때의 배출가스에 괴리가 있는 것이 지적되고 있다. 기억에 새롭지만, 미국에서 발각된 Diesel Gate 문제일 것이다. 이것은 최신의 디젤 승용차에 차재형 배출가스 계측장치(Portable Emission Measurement Syst
[첨단 헬로티] 자동차 배출가스는 1973년에 시작된 자동차 배출가스 규제에 의해, 그 배출량이 규제되어 왔다. 가스상 물질로 한정하면 규제 대상 가스 종류는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC, 현재는 메탄을 제외한 탄화수소에 규제가 걸려 있다. Non-Methane Hy-drocarbon, NMHC)와 질소산화물(NOx)이며, 자동차 배출가스 규제에 의해 엄격히 배출량이 제한되어 있다. 현재는 예를 들어, 가솔린·LPG(Liquefied Petroleum Gas, 액화 석유가스) 승용차의 경우 2005년에 시행된 규제에 의해 CO, HC, NOx의 배출량은 각각 1.15g/km, 0.05g/km, 0.05g/km으로 되어 있으며, 규제 개시 시부터 비교하면 그 배출량의 규제값은 5% 이하까지 떨어져 있다. 가솔린·LPG 승용차의 경우, 섀시 다이나모미터 상으로 차량을 고정하고 정해진 주행 모드를 주행할 때의 배출량으로서 규제값이 정해져 있기 때문에 주행 모드가 다른 경우, 그 규제값을 단순히 비교할 수는 없지만, 배출량의 규제값은 엄격하게 변천해 왔다. 가솔린·LPG 승용차는 2018년에 세계에서 통일된 새로운 주행 모
[첨단 헬로티] 내연기관을 베이스로 한 자동차의 배기에는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx=NO+NO2)이나 비메탄탄화수소(NMHC) 등의 규제 대상 가스 이외에도 다양한 가스 성분이 포함되어 있으며, 오늘날의 도시 대기 환경 문제를 생각하는데 있어 이러한 가스 종류를 보다 고감도·고정도로 계측하는 기술이 요구되고 있다. 규제 대상 가스에 대해서는 시험 모드 주행에서 단위거리당 배출량(g/km)에 의해 규제가 되고 있다. NMHC는 배기 중의 메탄 이외의 탄화수소(주로 휘발성 유기화합물; Volatile Organic Compound(VOC))을 말하며, 그 총배출량이 규제 대상이 된다. 2018년부터 적용된 WLTC 시험 모드에 의한 가솔린 승용차의 NMHC와 NOx의 규제값은 각각 0.16g/km, 0.08g/km이다. 자동차 배기 중의 NMHC나 NOx가 규제 대상이 된 배경에는 이들 물질이 광화학 반응에 의해 광화학 옥시던트(Ox)를 생성하는 원인 물질이기 때문이다. 광화학 옥시던트는 오존이나 질산페르옥시아세틸 등 대기 화학 반응으로 생성되는 산화성 물질(옥시던트)의 총칭이며, 대기 중에서는 그 대부분이 오존이다. 광화학 옥시던트는 매
[첨단 헬로티] 자동차 배출 입자는 디젤 트럭을 중심으로, 자동차로 인한 대기 오염의 대표로 여겨져 왔다. 그러나 2000년경에 등장한 Diesel Particulate Filter(DPF)의 등장으로 상황은 크게 변화했다. DPF는 다공질 필터로 이루어져 있으며, 그 포집 효율은 일반적으로 90%를 넘고 포집된 입자는 재생 제어라고 불리는 고온 운전으로 연소 제거되기 때문에 지속적으로 사용하는 것이 가능하다. 이 DPF의 보급으로 디젤차의 입자 배출은 격감했다. 일반적으로 자동차 배출 입자의 평가에는 필터를 이용해 입자를 포집해 그 무게를 측정하는데, DPF 장착 엔진 배출 입자는 이 필터법으로 측정이 곤란할 정도까지 급감했다. 그림 1에는 DPF 장착 차량(왼쪽)과 장착하지 않은 차량(오른쪽)에서 입자를 포집한 필터의 사진을 나타냈다. DPF를 장착하지 않은 차량에 이용한 필터는 검게 되어 있으며 입자를 육안으로 볼 수 있지만, DPF 장착 차량에서는 육안으로도 시험 전의 필터와 차이를 확인할 수 없다. 시험에 이용하는 필터의 무게는 100mg 정도가 일반적인데, DPF 장착 차량 입자는 경우에 따라 10μg 이하이다. 따라서 100mg 필터의 10
[첨단 헬로티] 제조용과 협동로봇으로 대표되는 로봇사업 부분 기술개발은 기존의 주력산업인 산업용 전동기 부분의 성장 둔화 예측과 염가형 수입제품 확대 동향 그리고 당시 새로운 전략 상품으로 개발자원을 집중한 서보모터와 드라이브 부분조차도 실질적으로 접근 가능한 시장에 한계가 있다는 판단 등에 따라 시작되었다. 기존 주력제품의 경쟁력 확보는 별도로 하고, 로봇사업 부분은 작은 규모지만 독자적인 기술 능력을 보유한 서보드라이브와 모터를 중심으로 기술 변화에 순응한 제품개발을 통해 시장 확대를 도모하기 위한 방법론 도출 과정에서 자연스럽게 중장기 기술개발 방향이 도출되었다(그림 1). 이 글의 구성은 로봇 시장의 기술동향과 로봇 분류, 제조용 로봇과 협동로봇의 차별성 등에 대해 설명한다. 그리고 로봇구동용 부품단위의 요소기술과 실증 사례를 소개한다. 또한, 시장 요구와 로봇사업 추진 방향에 대해서도 언급한다. ▲ 그림 1 현재 주요 생산품 로봇 시장 및 기술 동향 대체로 주지하는 바와 같이 제조현장 인력 1만 명당 로봇 보급 대수는 독일과 일본이 각각 301대, 305대이고, 한국은 세계 최고 수준인 531대로 보고되었다(그림 2). 또한, 로봇산업은 제조업을 중
[첨단 헬로티] 세계의 항공여객 수는 오늘날의 관광 수요 확대, 항공자유화, 신규 노선의 증가와 신흥국 경제 성장을 배경으로 해마다 증가하는 경향이며, 2017년에는 전년 대비 7.6% 증가한 40억 명을 돌파하는 등 가파른 성장세를 보이고 있다. 이에 동반해 민간항공기의 수요는 앞으로도 증가해 갈 것으로 예측되며, 항공기 산업은 향후 20년 동안 시장이 2배로 증가할 성장 산업으로 자리매김하고 있다. 항공기 부품은 그 강도와 경량성을 확보하기 위해 복잡한 형상을 소재 덩어리에서 잘라내는 경우가 많고, 여러 가지 방향에서 가공이 가능한 5축 가공기가 반드시 필요하다. 오쿠마에서는 이와 같이 항공기 부품을 포함하는 복잡한 가공을 고정도로 하기 위해 5축 제어 수직형 머시닝센터 MU-V 시리즈를 개발했다(그림 1). ▲ 그림 1 MU-6300V 외관 이하에 그 특징과 복잡한 형상의 부품을 고정도·고능률로 가공하기 위해 유효한 기능화 기술에 대해 소개한다. 5축 제어 수직형 머시닝센터 ‘MU-6300V’ ‘고강성으로 사용하기 쉬운 5축 수직형 머시닝센터’를 콘셉트로 해서 개발된, 테이블에 회전축 2축을 가진
[첨단 헬로티] 오늘날 소비자들은 모바일, 휴대용, 가정용 기기에서 더욱 밝고 큰 화면을 원한다. 그런데 높은 밝기와 해상도를 달성하도록 설계하기 위해서는 기기의 크기가 커지고 전력을 많이 소비하게 된다. 텍사스인스트루먼트(TI)는 새로운 DLP Pico 0.23인치 칩셋을 사용하면 휴대용 기기의 크기와 전력을 줄이면서 HD의 고해상도 디스플레이를 설계할 수 있다고 설명한다. DLP Pico 0.23인치 칩셋을 사용해 스마트 홈 디스플레이, 모바일 액세서리 피코 프로젝터, 디스플레이 기능이 있는 스마트 스피커, 증강 현실 및 가상 현실 웨어러블 디스플레이 및 모바일 스마트 TV와 같은 다양한 차세대 휴대형 디스플레이 기기를 개발할 수 있다. 가장 작은 칩셋으로 높은 밝기 달성하기 소형 기기라 하더라도 디스플레이의 해상도나 밝기가 떨어지는 것은 원치 않을 것이다. 밝기가 높으면 더 선명한 HD 영상이 가능하고, 프로젝터 화면을 더 크게 할 수 있으며, 주변 빛이 밝은 경우처럼 다양한 조명 상황에서도 더 우수한 가시성을 달성할 수 있다. DLP Pico 0.23인치 제품군에는 현재로서 크기가 가장 작은 HD 디스플레이 칩셋이 포함되어 있으므로, 셔츠 주머니에 들
마찰하면 「전기」가 생긴다 “「전기」란 무엇인지 알고 있습니까? 알 것 같기도 하고 모를 것 같기도 하다고요? 그럼 다음을 잘 알아두세요.” 전기 그 자체는 눈으로 볼 수 없다. 그러나 전기에는 플러스와 마이너스 두 가지 종류가 있다. 잠시 실험을 해보자. 건조한 유리막대를 <그림 1>과 같이 비단 헝겊으로 문지른다. 어떻게 될까? 유리 막대는 작은 종이 조각을 끌어당긴다. 이것은 유리 막대 자체의 성질이 변한 것이 아니다. 문질렀기 때문에 여기에 「전기」가 생긴 것이다. 이 전기를 「마찰 전기」라 한다. ▲ 그림 1. 유리 막대를 문지르면 마찰 전기 (플러스 전기)가 생긴다 이와 같이 마찰에 의해 생긴 전기가 유리 막대에 붙어 있는 상태를, 유리 막대가 「전기를 띠고 있다」 또는 「대전하고 있다」라고 한다. 그래서 유리 막대에 붙어 있는 것과 같은 전기를 「전하」라 한다. 유리 막대와 에보나이트 막대의 전기 <그림 2>와 같이 유리 막대의 전기 일부를 잘 마른 코르크로 만든 작은 공에 접촉시켜 옮긴다. 그리고 또 이 유리 막대를 가까이 대면 코르크 공은 자동적으로 튕겨나간다. 그러나 <그림3>과 같이 모
전기저항 R은 도체의 길이 I에 비례하고 그 단면적 S에 반비례하며 다음과 같은 식으로 표시된다. 여기서 ρ는 그리스문자로 로(ro)라고 읽고(기타 그리스문자는 9장을 참조한다) 저항률을 나타내며 단위 체적당 저항을 표시한다. 전선의 경우 길이 I[m], 단면적 S[mm²]라고 하면 ρ[Ω·mm²/m]가 되고 보통 경동(硬銅)선은 1/55, 연동(軟銅)선은 1/58, 경(硬)알루미늄선은 1/35이다. λ(람다)는 저항률의 역수이고 전도율이라고 한다. 어떤 도체의 전도율 λ와 만국표준 연동(20[℃]에서 1/58[Ω·mm²/m], 비중 8.89)의 전도율 λs와의 비를 %로 표시하여 $전도율이라고 한다. %전도율은 연동선 97~101[%], 경동선 96~98[%], 경알루미늄선 61[%]이다. 일반적으로 저항은 온도에 따라 변화한다. 온도가 상승하기 전의 저항을 Ro, 온도상승 후의 저항을 Rt이라고 하면 다음과 같은 관계식이 성립한다. 여기서 at를 t[℃]에서의 저항온도계수라고 하고 t는 상승온도[℃]이다. 표준 연동의 온도계수는 다
[첨단 헬로티] 반도체 핵심 기술 설계 자산(IP) 기업 Arm은 시장에 유통되는 스마트폰의 95% 이상에 설계 프로세서를 공급하고 있다. 이에 더 나아가 Arm은 IoT(사물인터넷), 엣지부터 클라우드, 인공지능, 머신러닝, 오토모티브, 5G 등으로 사업을 다각화하기 위한 기술 개발에 적극적인 움직임을 보이고 있다. 이와 관련해 Arm은 11월 14일 서울 삼성동 인터켄티넨탈 코엑스에서 테크 심포지아(Tech symposia) 행사와 기자 간담회를 통해 핵심 기술을 대거 소개했다. 난단 나얌팔리(Nandan Nayampally) Arm 클라이언트 컴퓨팅 사업부장은 “Arm의 관심은 컴퓨터의 제 5세대 물결을 통해 여러가지 기술의 통합이다. 컴퓨팅의 5세대 물결이란, 1단계는 IoT 기반으로 한 센서 등의 엔드포인트를 수집하는 단계다. 2단계는 수집된 데이터를 확장시키고, 3단계는 데이터를 AI를 통해 파악한다”고 설명했다. ▲난단 나얌팔리(Nandan Nayampally) 클라이언트 컴퓨팅 사업부장 이와 관련해 Arm은 최근 PC 사업 로드맵을 발표했다. 2018년 10월에 발표한 10나노와 7나노 기반의 ‘코어텍스(Cort