아두이노의 아날로그 A0 핀에 입력으로 들어오는 전압값을 아두이노 IDE 시리얼 모니터로 출력해 보겠습니다. 필요한 항목은 아두이노 우노 보드와 10KΩ 가변저항입니다. 사용하는 가변저항에 맞게 배선을 합니다. 가변저항에 인가된 아두이노의 5V전압은 가변저항의 출력핀을 통해 0~5V의 전압이 출력됩니다. 가변저항을 거쳐 A0핀을 통해 인가된 5V전압은 아두이노 내부 ADC(analog-digital-converter) 회로에 의해 0~1023 사이의 정수값으로 변환됩니다. 이 값은 analogRead() 함수를 통해 접근할 수 있으며, 적절한 수식을 통해 다시 전압값으로 변환해서 시리얼 모니터로 출력하려 합니다.  사용된 전체 코드는 아래와 같습니다. void setup() { // 시리얼 통신 설정 Serial.begin(9600); } void loop() { // A0를 핀을 통한 아날로그 값 받기 (0~1023 사이 정수) int sensorValue = analogRead(A0); // 0~1023 사이 정수 값을 (0~5V의 전압 값으로 다시 변환 float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0); // 아두이노 IDE 시리얼 모니터로 출력 Serial.println(voltage); } 코드해석우선 아래 코드로 시리얼 통신을 위한 설정을 합니다. 통신 속도는 9600bps입니다. Serial.begin(9600); 그 다음, 메인 루프에서 아날로그 입력핀 A0를 통해 가변저항의 값을 변수로 저장합니다. int sensorValue = analogRead(A0); 전압값을 저장할 변수, 가변저항의 값을 다시 변환할 약간의 수식이 필요합니다. float voltage= sensorValue * (5.0 / 1023.0); 이렇게 구해진 전압값을 아두이노 IDE 시리얼 모니터(단축키 Ctrl+Shift+M)로 확인할 수 있도록 시리얼 출력을 합니다. Serial.println(voltage) 가변저항을 돌리면 변화하는 전압값을 시리얼 모니터로 볼 수 있게 되었습니다. 끝. 이 블로그의 인기 게시물
Difference Between an NPN and a PNP Transistor 위 그림에서 기호는 아래 의미입니다. B: BASE C: COLLECTOR E: EMITTER NPN, PNP 둘다 BJT(bipolar junction transistor: 접합형 트랜지스터)입니다. 전류를 이용하여 제어가 되며, 전류를 증폭하는 기능이 있습니다. base에 전류가 흐르면, emitter와 collector 사이에는 더 많은 전류가 흐르게 됩니다. 즉, base는 emitter-collector 간 전류를 흐르게 하는 스위치 역할과 더불어 전류 증폭기 역할을 하게 됩니다. 이는 NPN, PNP 구분에 상관없이 동일한 특성입니다. NPN, PNP 트랜지스터의 차이는, 트랜지스터 핀에 전원이 인가되는 방법의 차이에 기인합니다. NPN 트랜지스터는 collector와 base에 양전압을 연결합니다. NPN 트랜지스터의 base에 양전압이 인가되면 emitter 방향으로 전류가 공급(sourcing, 소스)가 되면서 collector-emitter간 연결이 만들어지고, 전류도 흐르게 됩니다. 다시 정리하자면, base에 임계전압인 0.7V이상의 전압이 인가되면 전류는 base에서 emitter로 흐르게 되고, 덩달아 collector-emitter간에 흐르는 전류도 점차 증가하게 되는 형태입니다. PNP 트랜지스터는 emitter에 양전압을 연결하고, base에 음전압(또는, emitter에 인가된 전압보다 낮은 전압)을 연결합니다. PNP 트랜지스터는 base에 음전압이 인가되면 base에서 ground 방향으로 전류가 빠지면서(sink, 싱크) emitter-collector간 연결이 만들어지고 전류가 흐르게 됩니다. NPN, PNP 트랜지스터는 emitter-collector간 전류의 방향이 다르기 때문에, 위 그림에서 확인할 수 있듯이 부하(load)가 연결되는 위치 또한 다르게 됩니다. 끝. 3상 모터 전력에서 전류 계산하기 (How to Convert Three-Phase Power to Amps)3상 모터의 전력값에서 전류값을 계산하기 위해서는 모터의 정격전압(voltage)과 역률(power factor)을 알고 있어야 합니다. 역률은 실제 전압과 그 전압으로 인해 흐르는 전류 사이의 지연정도를 의미합니다. 이런 정보는 모터의 명판에 대부분 기재되어 있습니다. 3상 모터의 정격전압값과 전류값이 주어진 경우 전력을 계산하는 공식은 아래와 같습니다. W (watts) = V (volts) x I (amps) x 1.732 x power factor 위 식에서 전류값을 구하는 공식을 유도하면 아래와 같습니다. I = W / (V x 1.732 x power factor) 전력에는 3가지 타입이 있습니다. 유효전력 (Active Power)는 와트 (Watt) 단위이며 전기소자에 의해 실제로 소비된 전력을 의미합니다. 무효전력 (Reactive Power)는 VAR (Volt-ampers reactive) 단위이며, 유도형 모터 (inductive motor)나 변압기 (transformer), 솔레노이드가 무료전력을 저장 또는 방출합니다. 피상전력 (Apparent Power)는 인가되는 AC 전압과 총 전류의 곱이며, 유효전력과 무효전력의 합이기도 합니다. 유효전력과 피상전력의 관계는 다음과 같습니다. 1kVA = 1kW / power factor 또는, 1kW = 1kVA x power factor 즉, 전기소자가 실질적으로 소비하는 유효전력은 전기소자에 인가되는 피상전력과 전기소자의 역률의 곱으로 해석할 수 있습니다. 전력(kW) 계산하기 (직류, 교류 단상, 교류 삼상)전력(kW) 계산하기 (직류, 교류 단상, 교류 삼상) 전류(A)와 전압(V)를 알고 있는 경우, 전압원이 종류에 따라 전력(kW)을 어떻게 계산하는지 보겠습니다. DC amps to kilowatts calculation (직류) 직류는 단순히 전류와 전압을 곱하고 1000으로 나누면 kW 단위의 전력을 구할 수 있습니다. P (kW) = I (A) × V (V) / 1000 AC single phase amps to kilowatts calculation (교류 단상) 교류 단상의 경우 역률(Power Factor)를 곱한 뒤, 전류와 RMS 전압을 곱하고, 1000으로 나누면 kW 단위의 전력을 구할 수 있습니다. P (kW) = PF × I (A) × V (V) / 1000 AC three phase amps to kilowatts calculation (교류 삼상) Calculation with line to line voltage (상간 전압 이용시) 교류 삼상의 상간 전압을 이용하여 전력을 구하는 경우, √3과 역률(Power Factor)을 곱하고, 위상 전류(phase current)와 두 활선 사이의 RMS 전압을 곱합니다. 그리고 1000으로 나누어 kW 단위의 전력을 구합니다. P (kW) = √3 × PF × I (A) × V L-L(V) / 1000 Calculation with line to neutral voltage (활선-중립선 이용시) 교류 삼상의 활선-중립선 전압을 이용하여 전력을 구하는 경우, 3과 역률(Power Factor)을 곱하고, 위상 전류(phase current)와 두 활선 사이의 RMS 전압을 곱합니다. 그리고 1000으로 나누어 kW 단위의 전력을 구합니다. P (kW) = 3 × PF × I (A) × V L-N(V) / 1000 끝. [PLC] PLC 아날로그 입출력 기본
PLC 아날로그 입출력 개념 및 결선 아날로그 신호가 PLC로 들어오면 우선 A/D 컨버터(Analog-Digital Converter)를 거치게 됩니다. A/D 컨버터는 아날로그 형태의 신호를 PLC에서 처리 가능하도록 디지털 형태로 변환시켜 줍니다. PLC에서 다루는 아날로그 신호는 아래와 같은 형태가 있습니다. - 전압(Voltage) - 전류(Current) - 저항(Resistance) 신호의 형태에 따라 신호가 취급되는 값의 범위가 있습니다. 가장 흔히 사용되는 형태는 전류 형태이며 4-20mA 값을 주로 사용합니다. A/D 컨버터가 아날로그 값을 디지털로 변환할 때 사용되는 bit수를 분해능이라 합니다. 일반적으로는 16bit 길이가 사용됩니다. 다시말해 4-20mA 사이의 16mA를 16bit로 쪼개어 표현한다는 의미입니다. 따라서 분해능에 사용된 bit수가 많을수록 더 세밀한 단위를 취급할 수 있습니다. 아래 그림은 4-20mA 출력을 가지는 온도 트랜스미터(temperature transmitter)의 예입니다. 온도 트랜스미터와 온도센서가 연결되어 있습니다. 온도 정보는 트랜스미터에서 섭씨 0~100도로 계량화(calibrated) 됩니다. 즉, 섭씨 0도는 4mA, 섭씨 100도는 20mA가 되는 것입니다. 위 그림에서 온도 정보는 PLC로 바로 들어오지 않고 트랜스미터를 거쳤습니다. 온도 정보를 PLC가 바로 해석하기 보다는 트랜스미터에서 해석하여 전압이나 전류 형태로 변환하여 PLC의 전압/전류 아날로그 카드로 연결됩니다. 만약 트랜스미터가 없다면, 온도센서의 정보를 해석하기 위해 PLC에는 온도입력 모듈이 별도로 필요하게 됩니다. 전압/전류 아날로그 입력카드를 사용하면, 온도센서가 아니더라도 다양한 형태의 아날로그 데이터를 트랜스미터 전압/전류 형태로 취급할 수 있으므로, 좀 더 유현한 구조가 됩니다. 아날로그 입력 모듈의 결선법은 입력 신호가 전압인지, 전류인지에 따라 다릅니다. 전압/전류은 저항과 연관되어 있습니다. 저항은 [PLC] PLC 입출력 타입 - 싱크 & 소스 (Sink & Source)
싱크(sink) 입력 입력신호가 On 될 때 스위치로 부터 PLC 입력단자로 전류가 유입 되는 방식 소스(source) 입력 입력신호가 On 될 때 PLC 입력단자로 부터 스위치로 전류가 유입되는 방식 싱크 출력 PLC출력 접점이 On될 때 부하에서 출력단자로 전류가 유입되는 방식 소스 출력 PLC출력접점이 On될 때 출력단자로 부터 전류가 유입되는 방식 끝. 3선 결선식 센서의 타입 PNP, NPN
원문: https://www.schneider-electric.co.uk/en/faqs/FA142566/ 산업용 근접센서는 대부분 반도체 부품으로 만들어집니다. 근접센서에서, 트랜지스터와 같은 반도체 부품은 물체의 근접을 감지하게 되면 출력을 스위칭(출력을 내보내거나 차단) 하는데 사용됩니다. 3선 결선 방식의 센서는 회로와 트랜지스터 구성방식에 따라 PNP 타입과 NPN 타입으로 나눌 수 있습니다. 한가지 중요한 점은 PNP, NPN 타입의 구분은 센서가 NO(normally open) 타입인지, NC(normally closed) 타입인지와는 상관이 없다는 것입니다. PNP, NPN 타입 센서 모두 NO, NC 접점을 가질 수 있습니다. PNP, NPN 타입 중 무엇을 선택해야 하나? PNP, NPN 센서 타입 중 어떤 것을 사용할 지는 센서가 사용될 회로의 환경에 달려 있습니다. 릴레이를 사용하는 전통적인 회로 구성방식에서는 아래와 같이 PNP, NPN 센서를 사용할 수 있습니다. PNP 방식은 센서의 출력선을 릴레이 코일의 +단자에 결선합니다. NPN 방식의 센서는 출력선을 릴레이 코일의 -단자에 결선합니다. NPN 방식보다는 PNP 방식이 많이 사용되고 있습니다. PLC를 이용하는 환경에서 센서의 타입을 선택하는 경우에는 PLC 입력카드의 타입에 유의해야 합니다. PLC 입력카드에는 입력카드의 입력단자로 전류가 흐르는 sink타입과, 입력카드 입력단자에서 전류가 나가는 source타입 두가지가 있습니다. PNP 타입의 센서를 사용하는 경우 sink 타입의 입력카드를 사용하고, COM단자에 -전원을 인가합니다. 그리고 센서의 출력부를 입력카드의 입력단자에 연결합니다. NPN 타입의 센서를 사용하는 source 타입의 입력카드를 사용하고, COM단자에 +전원을 인가합니다. 그리고 센서의 출력부를 입력카드의 입력단자에 연결합니다. PNP 타입의 센서가 많이 사용되므로 덩달아 sink 타입 [PLC] PLC 센서 결선방법: NPN, PNP, SOURCING, SINK
Sensor Connections: PNP versus NPN and Sourcing versus Sinking 산업자동화에는 24V용 센서가 주로 사용되며, NPN, PNP 두가지 타입이 있습니다. 두가지 타입의 센서는 PLC의 DI(Discrete Input) 모듈의 두가지 타입인 소스방식과 싱크방식에 맞춰서 사용해야 합니다. Transistor Effects ON-OFF 형태의 신호를 다루는 전자장치(예를 들어, 입력센서)는 트랜지스터를 내장하고 있습니다. 트랜지스터는 반도체 재질의 소형 릴레이이며, 전류를 흐르거나 차단하는 스위치와 같은 역할을 합니다. 트랜지스터는 약한 신호를 감지후 신호를 증폭하는 역할도 하게 됩니다. 증폭된 신호는 PLC의 입력모듈 또는 기타 장치들로 전달될 수 있습니다. 트랜지스터는 NPN(sourcing), PNP(sinking) 두가지 타입이 있습니다. "P", "N"은 반도체 물질의 종류를 의미하며, "PNP", "NPN"은 이 물질들의 배열순서를 의미합니다. 트랜지스터는 base, collector, emitter로 구성된 3개의 핀을 가지고 있습니다. PNP versus NPN Switching 산업용 3선식 센서는 대부분 아래와 같은 선으로 구성되어 있습니다. * +24 Vdc * 0 Vdc * 신호선 +24 Vdc, 0 Vdc 선은 센서의 구동에 필요한 전원공급용이며, NPN, PNP타입은 신호선이 어떻게 구동될 것인지 결정하게 됩니다. PNP 타입의 센서는 emitter에 +24 Vdc가 인가되고, collector에 sinking 타입 PLC 모듈과 연결됩니다. 센서가 특정한 물체를 감지하면 base에 전류를 흐르게 하여 emitter-collector간 전류가 흐르게 됩니다. 즉, 신호선쪽으로 +24 Vdc가 인가되고, PLC의 sink 타입 입력모듈 단자를 통해 포토커플러(빛을 이용하여 전류를 흐르게 하는 스위치. 입력모듈이 입력을 확인 [공압밸브] 5포트 2웨이 & 4포트 2웨이, 단동 VS 복동 차이점
5/2 & 4/2-Way Pneumatic Valve 5-port 2-way 공압밸브는 5개의 포트와 2개의 상태를 가지고 있습니다. 아래는 5-port 2-way 공압밸브의 기호입니다. 아래는 다른 표기방법입니다. (P,1) 포트를 통해 압축공기가 공급됩니다. (A,2), (B,4) 포트는 실린더와 같은 제어용 액츄에이터가 연결됩니다. (EA,3), (EB, 5) 포트를 통해 압축공기가 배출됩니다. 공압밸브의 두가지 상태는 아래와 같습니다. * (P,1) 포트로 공급된 압축공기가 (A,2) 포트로 나가는 동시에 (B,4)에 있던 압축공기가 (EB,5) 포트로 배출되는 상태 * (P,1) 포트로 공급된 압축공기가 (B,4) 포트로 나가는 동시에 (A,2)에 있던 압축공기가 (EA,3)포트로 배출되는 상태 4-port 2-way 공압밸브는 4개의 연결포트와 2개의 상태를 가집니다. 5-port 2-way 공압밸브와 다르게 배출용 포트가 한개입니다. 즉, (A,2), (B,4) 포트를 통해 액츄에이터로 공급된 압축공기가, 배출시에는 (R,3) 포트를 통해 배출된다는 의미입니다. 공압밸브는 mono-stable(단동)과 bi-stable(복동) 타입이 있습니다. 단동밸브는 동작상태를 유지하기 위해서는 코일을 계속 구동해야 하며, 코일 구동을 중지하면 스프링에 의해 비동작 상태로 돌아갑니다. 반면에, 복동밸브는 코일을 구동시켜 동작상태로 변경된 후에는 코일 구동을 중지해도 동작상태를 그대로 유지하게 됩니다. 따라서 복동밸브는 비동작 상태용 코일을 구동시켜 비동작 상태로 복귀시켜 줘야 합니다. 아래는 5-port 2-way 공압밸브에 실린더를 연결한 예입니다. 끝. 공압회로 기호
공압제어에서 방향제어밸브는 핵심요소입니다. 공압회로에서 방향제어밸브를 의미하는 기호에는 밸브의 상세한 내용이 표현됩니다. 기호는 엑츄에이터의 종류, 위치(position)의 개수, 공기가 흐르는 경로(flow path) 그리고 포트(ports)들에 대한 정보를 포함합니다. 공압회로에서 방향제어밸브 기호를 읽는 방법에 대해서 간략히 정리합니다. 밸브(Valve) 기호 대다수의 밸브 기호는 아래 그림과 같이 기본적으로 3가지 항목은 포함하고 있습니다. 엑츄에이터는 밸브의 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는 역할을 합니다. position & flow box들은 밸브가 어떻게 동작하는지 묘사합니다. 모든 밸브는 최소한 두개의 position을 가지고, 한 position당 최소 하나 이상의 flow path를 가집니다. Position & Flow Boxes position & flow box는 밸브의 이동가능한 위치를 나타냅니다. box안의 화살표는 flow path를 의미합니다. 위 그림은 두개의 box를 가지고 있으며, 왼쪽 엑츄에이터가 동작하지 않는 상태에서는 오른쪽 box의 flow path가 적용됩니다. 왼쪽 엑츄에이터가 동작하면 엑츄에이터 가장 가까이 있는 왼쪽 box의 flow path가 적용됩니다. 밸브는 한 시점에 하나의 position 상태에만 머물러 있씁니다. 위 그림은 솔레노이드와 리턴스프링이 양쪽에 있는 형태의 밸브입니다. 양쪽에 있는 리턴스프링은 두 솔레노이드 모두 활성화되지 않는 경우 밸브를 가운데 position으로 위치시키는 역할을 하게 됩니다. 위 그림에서는 엑츄에이터가 동작하지 않으면 air flow가 없게 됩니다. 이런 형태의 밸브는 실린더를 점진적으로 제어하는데 흔히 사용됩니다. 포트(Ports) box내 end point 개수가 곧 포트 개수입니다. Figure 2C에서 5개의 포트가 확인됩니다. 배출용 포트는 간혹 소음기나 flow control va 커패시터에 저장된 에너지 계산
Calculate the Energy Stored in a Capacitor 특정 전압으로 커패시터를 충전한 경우, 커패시터에 저장된 에너지의 양을 계산해 봅시다. 커패시터에 저장된 에너지[J]를 구하는 공식은 아래와 같습니다. 470μF 35V 전해 커패시터가 있다고 가정합시다. 이 커패시터에 저장된 에너지[J]를 구하는 계산은 아래와 같습니다. 에너지의 양은 전압의 제곱에 비례하기 때문에 전압이 크면 저장된 에너지의 양은 급격히 커집니다. 아래는 동일용량에 전압이 200V인 경우입니다. 500F 2.7V 규격의 슈퍼커패시터의 경우는 어떨까요? 이 에너지가 어느정도인지 감이 안 잡히네요. 비교를 위해, Watt-Hour 단위의 에너지 2000mAH를 가진 1.5V AA 건전지의 에너지를 J단위로 표기해 보겠습니다. 위 공식을 응용하여 계산하면 아래와 같습니다. 끝. |
아두이노 전류 읽기 - adu-ino jeonlyu ilg-gi
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