홍익대학교 기계공학실험 PSD센서 실험보고서

소개글

홍익대학교 기계공학실험 PSD센서 실험보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 장치
4. 실험 과정 및 순서
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

-백금로듐 열전쌍이 쓰이고 있다.
③ 습도 센서
공기 속의 수증기 양을 측정하는 센서이다. 대기중의 습도를 검출하기 위한 화학센서의 일종으로 주로 공기 중의 화학반응에 의한 색 변화, 이온량 변화, 기전력, 전류변화 등으로 검출하는 센서이다.
④ 가속도 센서
이동하는 물체의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 센서. 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 감지하여 관성력, 전기변형, 자이로의 응용원리 등을 이용한 것으로 자동차나 항공기, 공장 자동화, 휴대폰과 로보틱스 등 첨단 제품에 사용되는 기술이다. 움직이는 물체의 가속도나 방향을 측정할 수 있는 점 때문에 로봇이 자신의 위치나 동작을 인식하는데 주로 쓰이며 모바일 기기 등에도 수요가 급증하고 있다.
⑤ 바이오 센서
생물이 가지고 있는 기능을 이용하여 물질의 성질 등을 조사 하는 장치이다. 측정 대상물로부터 정보를 얻을 때 생물학적인 요소를 이용하거나 모방하여 생화학 반응에 의한 신호를 색, 형광,전기적 신호등과 같이 인식 가능한 유용한 신호로 변환시켜 주는 화학센서의 일종이다. 변이원에 민감한 고초균을 사용하여 돌연변이 변성물질이나 발암성 물질의 검정에 사용되고, 임신하였을 때 나타나는 특징 호르몬 측정 대상물을 소변에서 검지하기 위하여 항체를 이용하여 인식 가능한 유용한 신호로 바꿔주는 임신진단 키드 등을 예로 들 수 있다.
⑥ 적외선 센서
적외선을 이용하여 온도, 압력, 방사선의 세기 등의 물리량과 화학량을 감지, 신호처리가 가능한 전기로 변환하는 장치로 기계가 적외선을 발산하여 차단하는 것을 감지 하는 것과 주변의 적외선을 검출 하는 것이 있는데 주로 방범이나 화재감지 등에 사용된다. 흔히 사용되는 인체감지 센서는 인체가 방출하는 적외선 파장을 검출하는 초전적외선 센서를 이용한다.
3) 일상생활에서의 센서 활용
① 가스 센서
가스센서는 주로 산업 환경에서 안전을 위해 사용 되고 있는 가스검지기로 사용되고 있다. 또한 환경 일산화탄소, 오존, 악취와 관련된 농도가 표시되는 제품에도 가스센서가 이용된다. 최근에는 흡연측정기에도 가스센서가 이용되어 호기 내 일산화탄소를 측정하여 흡연여부를 확인하는데 사용되고 있다. 대학교 실험실, 가스보관시설, 선박 등 가스누출위험이 존재하는 곳 또한 가스 센서가 작용하고 있다.
② 온도 센서
휴대폰에도 온도센서가 들어간다. 온도에 따라서, PAM의 캘 값을 적정선에서 만들어주기 위해서이다. 또한 무전기에도 들어간다. “RF POWER AMP” 가 있는 경우 대부분 온도센서가 들어간다. 그리고 PDA와 컴퓨터에서도 발열 관련해서도 온도센서 들어간다.
③ 터치 센서
우리가 자주 쓰는 핸드폰에는 터치 센서가 있다. 스마트폰 터치를 할 때 센서가 사용된다. 터치 센서는 주로 정전기나 미세전류를 이용하여 작동을 하게 된다. 핸드폰 액정화면의 모니터를 확인해주는 것과 이런한 부품들을 감지하여 손이나 신체 부위를 대면 감지가 돼서 화면에 터치가 되어 작동하게 된다.
④ 적외선 센서
적외선센서는 아주 폭넓게 사용되고 잇다. 로봇청소기, 화장실의 자동 수도꼭지에도 적외선 기능이 숨어있다. 로봇청소기는 직접 적외선을 쏴서 사물을 감지하고, 로봇청소기는 인체에서 나오는 적외선을 감지하여 사용한다. 이처럼 적외선을 이용하는 방법은 다양하다. 이외에도 적외선 카메라, 적외선 온도계, 적외선 투사기 등 많은 부분에 사용되고 있다. 원리는 적외선의 파장이나 속도가 어떤 목적물에 부딪히면 그 파장이 달라지는데, 이 차이를 이용하게 된다.
6. 고찰
이번 실험은 PSD센서를 이용하여 RoboCar의 장애물 인식 및 회피에 관한 실험이었다. 이런 작업을 하기 위해 코딩을 RoboCar에 넣어야 했다. 이 작업을 위해 AVR Studio프로그램을 사용했다. 미리 짜진 코드를 AVR Studio에 넣고, 이를 프로그램하면 코드가 RoboCar에 입력되어 움직이는 것이 원리이다. 직접 코드를 짜지 않을 뿐만 아니라 실험 순서가 강의록에 자세하게 나와 있어 실험을 하는데 큰 어려움은 없었다.
첫 번째 실험은 RoboCar 앞의 장애물의 위치에 따라 센서를 통해 LED와 버저음을 조정해보는 실험이었다. 코드를 수정함으로써 LED와 버저음이 작동하는 거리 조절이 가능했다. AVR에 숫자를 바꿈으로써 거리 조절을 쉽게 변화할 수 있다는 것이 신기했다.
RoboCar에는 발광부와 수광부가 존재하기 때문에, 센서를 통해 발광부에서 나온 빛이 다시 수광부로 들어가는 원리이다. 장애물의 종류에 상관없이 반응을 하지만 유리와 같은 투명한 물질은 빛이 수광부로 들어갈 수 없기 때문에 이와 같은 장애물은 반응하지 않았다.
장애물과의 거리를 구하기 위해서 이번 실험에서는 하이퍼텍스트를 사용했다. 하지만 직접 계산 할 수 있다. RoboCar의 b, d, x의 길이를 알 수 있기 때문에 a값을 구할 수 있다.
두 번째 실험은 이를 응용하여 RoboCar가 움직이는 상태에서 실험을 해보았다. 바퀴를 먼저 움직이게 한 뒤, 코딩을 하여 LED가 정상적으로 켜지는지, 버저음이 잘 울리는지 확인해 보는 실험이었다. 이번 또한 미리 짜져있는 코드를 수정하여 실험하였다. 앞선 실험과 비슷하게 진행되었고, 바퀴가 돌아가는 것 이외에는 큰 차이가 없었다. 함수를 정의하고 적절한 위치에 정의한 함수코드를 입력하였다. RoboCar가 움직이다가 장애물을 만나면 멈추고 다시 진행하고 하는데, 아마 코드가 더 복잡해지면 장애물을 피해서 갈 수도있을 것 같다. 이러한 복잡한 코드도 다음에 공부해 보고 싶다.
이번 실험으로 AVR Studio에 이용되는 C코드에 대해 공부해 보았다. 코드를 작성하는 구체적인 방법은 알 수 없었지만, 코드를 보면 이게 어떤 것을 의미하는지는 알 수 있었다.
7. 참고문헌
(1) 기계시스템공학실험/강의록
(2) 계측및신호처리/강의록
(3) 기계시스템공학실험/Handout
(4) 센서의 종류/네이버 백과사전
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