공대남의 정보수용소

안녕하세요? 이번 글에서는 리모컨의 원리에 대하여 간단히 알아보도록 하겠습니다.

다들 리모컨의 원리를 궁금해본적 한번쯤은 있지않으신가요?

아마 지금 이 글을 읽는것도 그러한 호기심에 이끌려 온 것 일지도 모르겠습니다.

리모컨의 이름 'Remote Controller' 입니다.

직역하자면 원격조종기 정도가 되겠습니다.

저희는 리모컨으로 기기를 조절할 수 있는데 이것은 전자기파를 이용한 것 입니다.

전자기파

빛의 파장은 크게 적외선, 자외선, 가시광선 영역으로 나뉩니다.

가시광선은 저희가 볼 수 있는 빛이고 자외선이나 적외선은 그렇지 않습니다.

리모컨이 이용하는 전자기파 영역은 적외선 영역입니다.

리모컨을 누르면 리모컨의 머리(?)에서 빛이 나오는걸 보신적이 있나요?

리모컨의 원리

리모컨의 아무 버튼을 누르게되면 이렇게 빛이 발광하는 것을 볼 수 있습니다.

리모컨을 누르면 이 '발광 다이오드'에서 빛이 나오게 됩니다.

그러면 TV(또는 기기)의 수광다이오드에서 이 전자기파를 받아서 신호를 수용하고 파악하게되는 것 입니다.

그러면 누르는 버튼마다 다른 동작을 할 수 있는데 이는 어떻게 된 것 일까요?

이는 전자기파의 고유 주파수를 이용한 것 입니다.

파장마다 진동수가 다르므로 그것을 이용하여 받은신호가 어떤 것인지 파악하여 신호를 파악합니다.

그래서 TV본체의 신호를 수신하는 부분을 가리게되면 기기 조정이 안되는 것 입니다.

리모컨의 조절 또한 무선통신의 일종으로 생각할 수 있습니다.

모든 무선통신은 전자기파를 활용한 것 입니다.

안녕하세요. 오늘은 태양전지의 원리에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

태양은 지구에 엄청난 양의 에너지를 방출하고 있습니다.

하지만 인류를 이러한 엄청난의 양의 에너지를 제대로 활용하지 못하고 있습니다.

석유와 석탄과 같은 지하자원이 고갈되어 가며 21세기에 들어서며 신재생에너지 개발에 관심이 높아졌습니다.

여기서 태양을 이용한 신재생에너지의 발전 방식은 태양열 발전과 태양광 발전이 있습니다.

태양전지를 이용한 발전 방식은 태양광 발전을 이용합니다.

그러면 태양열 발전과 태양광 발전의 차이점을 알아보고 태양전지의 원리를 알아보겠습니다.

1. 태양열 발전

태양열 발전은 말 그대로 태양의 열에너지를 이용한 방식입니다.

위 그림을 보시면, 태양의 열을 이용하여 물을 끓여 수증기를 발생시킵니다.

그런다음 수증기가 이동하여 증기터빈을 돌리게되고 전기에너지가 발생하게 됩니다.

태양 열 에너지 -> 증기의 역학적 에너지 -> 전기 에너지

2. 태양광 발전과 태양전지

태양광 발전의 태양전지의 경우는 다이오드(반도체)를 사용합니다.

pn다이오드를 사용하는데 이를 간단하게 먼저 알아보겠습니다.

pn다이오드의 경우 p형은 원자가전자수가 3개의 원자가 첨가되어있고, n형은 원자가전자수가 5개인 원자가 첨가되어있습니다.

이를 접합시키면 접합면 부분에서 n형의 자유전자 1개가 p형으로 넘어가게 되어 접합면에서는 정공과 자유전자가 없게됩니다.

이로인해 전위차가 형성되게되고 이보다 높은 전압을 걸어주지 않으면 전류가 흐르지 않습니다.

근데 여기서 태양 빛을 받으면 상황이 달라지게 됩니다.

pn다이오드가 태양 광을 받게되면 전자와 양공(정공)이 생성되어 전위차가 생기게됩니다.

이로인해 공핍층의 전위차를 극복하게되고 전류가 흐르게 됩니다.

이러한 방식으로 태양빛을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있게됩니다.

3. 태양전지의 현재

태양전지는 다양한 곳에 활용이 되고 있습니다.

가장 대표적인 곳이 인공위성입니다. 그 외에도 태양광 발전을 이용한 가로등 등 많은 곳에서 활용되고 있습니다.

또 태양전지를 이용한 대량발전소도 있습니다.

태양전지가 다양해지고 가격도 저렴해지고 있지만, 발전효율이 국가, 지역마다 차이가 커서 모든곳에서 이용하지는 않습니다.

그리고 발전소에서 생성된 전기에너지를 수송하면서 손실되는 에너지도 많기때문에 무조건 좋다고는 볼 수 없습니다.

하지만 계속적인 발전시켜 고효율로 만든다면 더 이상 지하자원 때문에 경쟁도 사라지고 활용 가능한 에너지도 많아지게 될 것입니다.

안녕하세요? 이번 글에서는 RGB LED 모듈을 알아보고 아두이노 함께 활용해보도록 하겠습니다.

RGB 모듈과 아두이노를 활용해보기 전에 RGB에 대하여 알아볼 것 입니다. 

RGB, 빛의 3원색과 같이 다들 한번씩 들어보셨을 것 입니다.

색이 표현되는 원리와 모듈이 어떻게 작동하는지에 대하여도 알아보도록 하겠습니다.

1. RGB

RGB는 각각 빛의 3원색 빨강, 파랑, 초록을 말합니다.

즉, RGB는 빨강과 파랑, 초록을 사용하여 색을 나타내는 방식을 의미합니다.

RGB 색 표현방식은 컴퓨터 모니터, TV, 컬러프린터와 같은 것에서 주로 사용됩니다.

'~만 화소' 라는 표현을 들어보셨을 것 입니다. RGB를 값으로 나타날 때 다음과 같은 표현을 쓰는데,

화소는 아주 작은 사각형으로써 빨강, 파랑, 초록의 조합으로 이루어집니다.

화소의 단위는 Byte(바이트)입니다. 빨강, 파랑, 초록 각각 1바이트가 조합되는 방식입니다.

1byte = 8bit 이기때문에 0~255의 값을 가질 수 있습니다.

정리하자면 RGB의 색은 R(0~255), G(0~255), B(0~255)의 값이 조합되어 표현됩니다.

그래서 RGB(123,53,0)와 같이 값이 표현되는 것 입니다.

결과적으로 사람은 빨강,파랑,초록을 뇌에서 각각 받아들여 조합하여 색을 인식합니다.

2. RGB LED 모듈

위 그림과 같은 LED 모듈을 사용합니다.

앞서 알아봤듯이 RGB는 각각 0~255의 값을 가지고 그것이 조합되어 색이 표현됩니다.

그러므로 RGB가 각각 출력값을 가질 때 디지털출력이 아닌 아날로그 출력값을 받아야 합니다.

아두이노에는 아날로그 출력을 할 수는 없지만 디지털핀 PMW를 이용하여 출력가능합니다.

그래서 RGB는 각각 9,10,11 핀에 연결합니다.

남은 I핀은 GND에 연결하여 주시면 됩니다.

그러면 9,10,11 출력값을 조절하여 빛의 색을 제어할 수 있게됩니다.

3. 아두이노와 RGB LED

회로는 다음과 같이 구성하여 주시면 됩니다.

그러면 random() 함수를 이용하여 빛의 색을 임의로 바꾸는 예제를 만들어보겠습니다.

코드를 보겠습니다.

정수형 변수를 선언하면 R,G,B 연결한 핀에 맞게 값을 초기화 시켜줍니다.

그리고 각각 OUTPUT 모드로 초기화 시켜줍니다.

random() 함수는 다음과 같습니다.

random(n) => 0 ~ n 까지 임의의 자연수 값

각각 핀에 아날로그 출력 값을 랜덤으로 설정하였습니다.

그러면 다음과 같이 빛의 색이 무작위하게 변화하게 됩니다.

오늘은 RGB의 정의와 빛의 색 구현의 원리, 그리고 RGB 모듈과 아두이노를 활용해보았습니다.

다음 글에서는 좀 더 유익한 정보를 찾아뵙겠습니다. 감사합니다.