月: 2023年10月

리모트 IO란?

리모트 I/O는 공장 등의 계측장치나 입력장치, 제어기기 등을 원격으로 조작하기 위한 장치입니다.

네트워크를 통해 사용하기 때문에 복잡한 배선 설정이 필요 없고, 장거리 데이터 전송에 따른 노이즈 감소 효과가 있습니다. 인건비 절감과 생산 효율성 향상을 위해 IoT 등을 활용한 공장 자동화가 진행되고 있는 요즘, 다양한 공장에서 많이 사용되고 있는 제품입니다.

리모트 IO의 사용 용도

리모트 I/O는 다양한 공장 자동화를 도입하고 있는 공장 현장에서 사용되고 있습니다. 공장 내에서 측정 및 제어가 필요한 온도, 압력, 습도, 전류, 전압 등의 측정기기가 네트워크 통신을 지원하는 경우, 제어실 등에서 일괄적으로 관리하는 데 유용합니다.

다양한 계측기기의 네트워크 회선을 지원하는 제품도 많이 출시되어 있으며, 사용 중인 계측기기의 네트워크에 따라 적절히 선택해야 합니다.

리모트 IO의 원리

리모트 IO는 분산형 IO라고도 하며, 공장에서 PC나 PLC 등의 마스터 장비에 통신으로 입력 신호를 전달합니다.

1. PLC

리모트 IO가 신호를 전달하는 PLC는 ‘Programmable Logic Controller’의 약자로, 기기나 설비를 제어하기 위해 사용하는 컨트롤러입니다. 제조업 공장에서 벨트 컨베이어, 센서 등 다양한 장비의 작동을 제어하는 역할을 합니다.

2. 네트워크

리모트 IO가 사용하는 네트워크는 PLC를 출시하는 제조사에서 제공하는 다양한 산업용 네트워크에 대응하는 제품들이 많이 출시되어 있습니다. 대표적인 산업용 네트워크는 EtherNet/IP, EtherCAT, PROFINET, CC-Link, HLS 등이 있습니다.

처리장치에서는 많은 통신을 처리하고 있으며, CPU를 사용하여 고속으로 처리할 수 있는 제품부터 CPU 등을 사용하지 않고 저렴하게 제공하는 제품까지 다양합니다.

리모트 IO의 구성

리모트 I/O는 네트워크 통신부, 처리장치, 하나의 케이블로 연결된 연결부로 구성됩니다. 연결부에는 다양한 연결용 단자가 제공되는 경우가 많아 센서, 스위치, LED 등의 제어 배선을 연결할 수 있습니다.

제품에 따라서는 60개 이상의 연결부를 지원하는 제품도 있습니다. 또한, 리모트 I/O를 병렬로 연결하는 것도 가능하여 필요한 연결 개수가 하나의 원격 I/O로는 부족하거나 새롭게 배선이 필요한 전자부품을 도입할 때 추가로 리모트 I/O를 병렬로 추가하여 비교적 쉽게 확장할 수 있습니다. 네트워크 통신부에서는 네트워크를 통해 제어반의 PLC나 DCS 또는 기타 리모트 I/O와 연결합니다.

리모트 IO의 기타 정보

1. 리모트 IO 무선

리모트 IO 무선에 대한 정보로, 원격, 즉 원격 조작에 의한 기기의 IO라는 입출력(Input/Output) 통신 방식에는 기기끼리 직접 통신선으로 결선하는 유선 방식 외에 송수신기를 기기에 내장하여 무선으로 통신하는 무선 방식이 있습니다. 여기서 리모트 IO무선이란 무선을 이용한 무선방식으로 장비를 원격으로 원격 조작하는 것을 말합니다.

무선 무선에 의한 통신 방식에도 몇 가지 종류가 있는데, 가장 많이 사용되는 통신 방식이 WiFi이며, 특히 최근 가전제품에 많이 채택되고 있습니다. 하지만 실제로 리모트 IO를 무선화하여 사용하는 경우는 공장이나 빌딩, 특수건물 등 산업용이 많습니다.

그 고신뢰성 요구사항에 대응하기 위해 제조사마다 독자적으로 1G 부근의 주파수 대역을 사용하는 경우가 많습니다. 또한, 적재적소에 따른 통신방식의 신뢰성은 각사의 노하우에 따라 달라질 수 있습니다.

2. 리모트 IO 이더넷

리모트 IO 이더넷은 리모트 IO라고 불리는 전기전자기기를 원격으로 입출력을 할 때 이더넷이라는 통신 규격을 채택한 것입니다. 이더넷은 정보기기 간 통신 시 필요한 기능을 정리한 OSI 모델에서 그 물리 계층에서 데이터 링크 계층에 대한 통신 프로토콜 표준입니다.

데이터 링크 계층의 프로토콜이기 때문에 같은 네트워크 안에 있는 데이터를 안정적으로 전송하는 것이 주된 역할입니다. 구체적으로 이더넷의 역할은 같은 네트워크 내 이더넷의 인터페이스에서 다른 이더넷의 인터페이스로 데이터를 전송하는 것입니다.

그리고 이더넷의 인터페이스에서 데이터를 내보내려면 ‘0’, ‘1’의 각 비트를 전기적 신호에서 물리적 신호로 변환하고, 이더넷의 인터페이스를 통해 수신한 물리적 신호를 다시 전기적 ‘0’, ‘1’ 신호로 되돌려 보내기도 합니다. 이더넷 표준은 물리적 프로토콜로서 그 물리적 신호 변환과 케이블 매체의 이용에 대해서도 표준화하고 있습니다.

3. HLS

HLS는 디지털 IO를 고속으로 일괄 제어할 수 있는 ‘1 마스터 대 다중 슬레이브’ 네트워크로, 하나의 마스터 IC에 최대 63개의 슬레이브 IC를 연결할 수 있으며, 최대 2016개의 IO를 제어할 수 있습니다.

HLS의 마스터 IC에는 각 슬레이브 IC에 대응하는 IO 제어용 레지스터와 통신 제어 레지스터용 메모리가 내장되어 있습니다.

낙하시험기란?

낙하 시험기는 대상물을 떨어뜨렸을 때의 충격과 영향을 알기 위해 정해진 높이 등의 조건을 반복적으로 유지하면서 시험품을 자연 낙하시킬 수 있는 장치입니다.

특히 휴대가 간편하고 크기가 작은 스마트폰이나 모바일 기기는 사용 환경에서의 낙하 충격에 대한 대책이 요구되고 있습니다. 사용 환경에서 상대적으로 발생하기 쉬운 낙하로 인한 기기의 내충격성을 높이기 위해서는 재현성 높은 낙하 시험의 수행이 매우 중요합니다.

이 외에도 중량물이나 포장재의 내충격성을 조사할 때에도 낙하 시험기가 사용됩니다.

낙하시험기의 사용 용도

낙하 시험기는 다양한 제품 개발에 사용됩니다. 주요 용도는 산업용 제품입니다. 또한 낙하 실험은 크게 두 가지 상황을 가정하여 이루어지며, 물류 과정을 가정한 것과 제품 사용 환경을 가정한 것이 있습니다.

1. 물류 과정을 가정한 낙하 시험

주로 특정 장소에 고정되어 사용되는 제품 개발에 사용됩니다. 예를 들어, TV나 냉장고와 같은 대형 가전제품입니다. 이러한 제품들은 우리가 일상생활에서 사용할 때 낙하를 동반할 가능성은 매우 적다고 볼 수 있습니다.

대형 가전제품의 경우 제품 출하부터 유통, 매장이나 구매자의 설치 장소로 이동하는 과정에서 실수로 떨어질 수 있습니다.

2. 제품 사용 환경을 가정한 낙하 시험

사용 환경에 따라 낙하 가능성이 있는 제품으로는 모바일 기기 등을 들 수 있습니다. 스마트폰, 디지털 카메라 등 소형 전자기기는 휴대하여 사용하기 때문에 낙하를 경험할 가능성이 적지 않습니다. 이러한 낙하로 인한 제품의 내구성 신뢰성을 확인하기 위해 낙하시험기가 사용되고 있습니다.

낙하시험기의 원리

낙하 시험기의 원리는 크게 유지 낙하형, 회전 드럼형, 회전 암형, 전자기 후크형으로 나뉩니다.

1. 유지 낙하형

유지낙하형은 간단한 구조로 대상물을 공압식 펜 실린더를 이용하여 수평방향에서 끼워 고정하는 방식입니다. 설정한 높이에서 자연 낙하시키면 낙하 도중에 실린더가 대상물에서 떨어져서 대상물만 낙하시킬 수 있습니다. 동일한 각도로 낙하시키고자 할 때 효과적인 방법입니다.

2. 회전 드럼형

회전 드럼형은 드럼 안에 대상물을 넣고 드럼을 일정한 속도로 회전시키는 방식입니다. 반복적으로 드럼 안에서 무작위로 낙하시킬 수 있습니다.

3. 회전 암형

회전 암형은 에어 구동 실린더와 스프링을 이용한 낙하 시험 기구를 가지고 있습니다. 에어 실린더에 의해 대상물을 올려놓은 테이블을 고속으로 이동시킨 후, 강력한 스프링의 장력으로 테이블을 회전시켜 대상물을 수직방향으로 자연 낙하시킵니다.

4. 전자기 후크형

전자기 후크형은 전자기 후크에 매달린 화물이 후크가 풀리면서 자연 낙하하는 장치입니다.

모두 낙하 높이를 자유롭게 설정할 수 있습니다. 또한, 낙하 동작 설정은 리모컨으로 하는 경우와 제어판에서 하는 경우가 있다. 또한, 고속 카메라를 탑재하여 낙하 모습을 분석할 수 있는 제품도 있습니다.

낙하시험기의 기타 정보

1. 낙하 시험의 규격

낙하 시험에 적용되는 JIS 규격에는 제품 충격 강도 시험 방법인 JIS Z 0119와 포장 화물의 성능 시험인 JIS Z 0200 등이 있습니다. 낙하시험의 종류는 다양하며, 대상 제품에 따라 필요한 규격으로 평가해야 합니다.

그 외에도 낙하 시험에 적용되는 규격으로는 포장화물의 낙하시험 방법인 JIS Z 0202, 충격시험 방법인 JIS C 60068-2-31 Ea, 낙하시험 및 전복시험 방법인 JIS C 60068-2-31 Ec 등이 있습니다.

2. 낙하 시험의 응용

낙하충격시험은 실제 낙하가 발생하는 상황을 가정하여 시험을 진행합니다. 이용되는 제품이 중형 및 대형 가전제품인 경우에는 고정된 상태에서의 사용을 상정하지만, 휴대폰 등에서는 키의 절반 정도 높이에서 낙하하는 것을 가정한 시험이 바람직합니다.

고정식 사용이 예상되는 경우에는 물류 과정에서의 낙하를 고려하기 위해 화물을 적재하는 트럭 높이에서 낙하시험을 실시합니다. 또한, 단순한 높이뿐만 아니라 인력으로 적재하는 방법이나 지게차를 이용한 적재, 중량물 등 특수한 조건이 아니면 적재할 수 없는 경우에는 크레인 등을 이용하여 와이어 로프로 고정하여 적재하는 것을 가정한 시험이 필요합니다.

예를 들어, 선회하면서 낙하하는 것도 필요합니다. 휴대폰 등에서는 단순히 낙하하는 것뿐만 아니라 물체에 가속도가 붙는 것을 가정할 수 있기 때문에 물리적으로 속도를 부여하는 충격 시험도 실시합니다.

3. 낙하시험기의 활용 사례

도쿄도립산업기술연구센터에 낙하 충격 시험기 소개 동영상이 있습니다.

기판 검사 장비란?

기판 검사 장치는 표면 실장된 전자 기판의 제조 공정에서 불량을 검사하는 장치입니다.

기판 검사 장치로는 외관 검사를 하는 것 외에 크림 솔더 인쇄에 대응하는 솔더 인쇄 검사 장치도 있습니다. 또한, 솔더 내부의 정보까지 얻을 수 있는 3D-CT 검사 장치 등도 있습니다.

기판 검사 장치의 사용 용도

기판 검사 장비는 표면 실장되는 대부분의 전자 기판의 검사에 이용되고 있습니다. 기존에는 작업자가 전체에서 일정 개수를 뽑아 육안으로 검사하는 방식이었다.

하지만 이 방법으로는 모든 제품을 검사할 수 없고, 검사 결과에 작업자마다 편차가 발생하는 문제가 있었습니다. 기판 검사 장비를 도입하면 전체 제품의 검사가 가능해짐과 동시에 검사 결과의 편차를 줄일 수 있다는 장점이 있습니다.

기판 검사 장비의 원리

기판 검사 장비는 기판 검사 중 각 전자부품이 올바른 위치에 결함 없이 장착되어 있는지를 검사하는 외관 검사를 주로 수행합니다. 구체적으로는 부품의 위치 오차 및 결함, 납땜 불량 등을 검사합니다.

이러한 검사는 광학적인 방법으로 이루어지며, 장비 구성으로는 고성능 카메라와 영상처리 시스템이 필요합니다. “부품 결함은 고성능 카메라로 촬영한 이미지를 처리하여 부품의 위치가 어긋나지 않았는지, 결함이 있는지를 판단하는 구조로 되어 있습니다. 납땜 불량은 고성능 카메라로 촬영한 이미지의 납땜 부분의 길이, 두께 및 두께가 임계치를 초과하는지 여부를 검사합니다.

즉, 납땜 부분이 임계치를 밑돌면 납땜이 연결된 부품 간의 연결이 충분하지 않다고 판단하여 불량으로 판정하는 구조입니다.

기판 검사 장비의 종류

1. AOI (광학식 자동 외관 검사 장비)

기판 검사 장비의 대부분은 AOI(광학식 자동 외관 검사 장비)입니다. AOI에는 2차원(이하 2D) 타입과 3차원(이하 3D) 타입이 있는데, 2D 타입의 AOI는 라인 센서 카메라를 이용한 라인 스캔 방식을 이용한 검사 방법 등이 주류를 이루고 있습니다.

라인 스캔 방식에서는 조명을 고속으로 전환하면서 기판 전체를 촬영하여 고속으로 검사할 수 있습니다. 또한, AOI에서는 UV 조명을 광원으로 사용하여 코팅제의 미도포 및 비산 검사, 예상치 못한 기판 내 잉여 부품, 이물질 등의 불량을 자동 검출할 수 있습니다.

3D 타입의 AOI는 3차원으로 촬영하기 때문에 기판 내 부품의 정량적인 높이 정보를 검출하여 부품의 기판 대비 높이 위치 검사가 가능합니다. 또한, 영상처리 시스템을 통해 3D로 시각화함으로써 2D 타입에서는 어려웠던 부품의 기울어짐이나 부풀어오름을 검사할 수 있어 납땜 부분의 검사 정밀도를 높일 수 있습니다.

2. 3D-CT 검사 장비

최근에는 기판 검사 장비로 X선을 이용한 3D-CT 검사 장비 등이 등장하고 있으며, 3D-CT 검사 장비는 기판을 세로 또는 가로 방향으로 슬라이스한 이미지를 획득하여 3D 이미지를 구축합니다. 따라서 단층뿐만 아니라 다층 기판(다층 인쇄회로기판)의 내부를 검사할 수 있습니다. 예를 들어, 다층 기판의 층간 이격이나 구멍 뚫림 확인 및 하부 전극 부품이나 적층 부품, 삽입 부품 등의 입체적인 부재를 검사할 수 있습니다.

기판 검사 장비의 기타 정보

1. 기판 검사 장치로서의 이물질 검사용 장치

기판 검사 장치로 이물질 검사 장치를 사용하는 경우도 있습니다. 이물질 검사 장치를 사용하면 기판상의 이물질을 검사할 수 있습니다. 최근 고밀도화가 진행되고 있는 반도체 제품이나 인쇄회로기판 실장 제품에서 전도성 이물질이 혼입될 경우, 제품의 기능을 저하시키는 원인이 됩니다. 이에 따라 이물질 검사 장비의 도입이 이루어지고 있습니다.

이물질 검사 장치로는 레이저 산란 방식과 결상 검출 광학계를 결합한 방식 등이 있으며, 기판 가공 전이나 최종 출하 전에 이물질 검사를 실시하고 있습니다.

2. 하이브리드 방식 기판 검사 장치

기판 검사 장치에서 납땜 부분의 접합 상태 검사에는 컬러 하이라이트 방식이 사용되고 있습니다. 이는 적색, 청색, 녹색의 빛을 납땜부 경사면 상부와 경사부 및 하부에 조사된 반사광을 이용하여 납땜부 표면의 3차원 형상을 2차원의 색상 정보로 표현하는 방식입니다.

반면 위상변환 방식은 패턴광을 물체 표면에 투사하여 반사광의 패턴 왜곡으로부터 납땜부 표면의 3차원 형상을 복원하는 방식입니다. 하이브리드 방식 기판 검사 장비는 이 두 가지 방식을 결합하여 검사 정밀도를 더욱 높입니다.

3. 납땜 인쇄 검사 장비에 대하여

전자 기판에서는 다양화, 고밀도 실장 및 납땜의 무연화가 요구되고 있으며, 최근에는 크림 솔더 인쇄에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이 크림 솔더 인쇄의 불량을 검사하는 것이 솔더 인쇄 검사 장비입니다. 이 장치에서는 크림 솔더 인쇄 패턴의 이미지를 분석하여 인쇄 부분의 위치 및 형상 결함을 검사하며, 형상에 대해서는 길이와 폭이 임계치를 초과하는지 여부를 검사합니다.

프로브 카드란

프로브 카드는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 레벨의 검사에 필요한 기계입니다.

웨이퍼 검사 장비에 장착하여 사용합니다. 반도체 비용의 대부분은 제조 설비에서 결정되지만, 제조 단계에서는 패키지 본체나 패키징 비용도 큰 영향을 미칩니다. 따라서 반도체 제조 공정을 마친 웨이퍼 수준에서 제품의 우열을 판별하고, 좋은 제품만 이후 공정으로 보내면 비용을 억제할 수 있습니다.

한 장의 웨이퍼 위에는 수백~수천 개의 칩이 줄지어 있는데, 이를 개별적으로 절단하여 패키징하기 전에 양품을 판별하고 선별하는 공정이 웨이퍼 검사이며, 여기에 필요한 것이 바로 프로브 카드입니다.

프로브 카드의 사용 용도

웨이퍼 검사는 칩에 테스트 패턴이라는 전기신호를 입력받아 출력 신호 패턴을 기대치와 비교하여 판단하는 LSI 테스터와 칩 하나하나의 전극 단자에 정확하게 신호가 연결될 수 있도록 칩 레벨의 위치 제어를 하는 웨이퍼 프로버, 그리고 칩 내의 수백~수만 개의 전극 단자에 정확히 닿도록 위치가 결정된 동일한 수의 바늘(프로브)을 가진 프로브 카드로 시행됩니다.

이 때문에 프로브 카드는 칩의 디자인마다 전용으로 제작해야 하고, 그 자체로 비용이 발생하며, 사용으로 인한 마모 등으로 인해 재제작이 필요하지만, 전체 제조비용을 고려하면 필수적입니다. 반도체 칩은 컴퓨터뿐만 아니라 생활 속 대부분의 제품에서 무수히 사용되고 있으며, 프로브 카드는 이를 뒷받침하는 부품 중 하나입니다.

프로브 카드의 원리

프로브 카드는 웨이퍼 프로버 위에 장착되어 웨이퍼 프로버를 통해 칩의 전극 단자와 LSI 테스터를 연결하는 커넥터 역할을 합니다.

LSI 테스트 헤드에는 스피링 접점 핀이나 고밀도 핀이 연결용으로 구현되어 있지만, 반도체 칩의 전극 단자 배치 피치가 수십 마이크론으로 테스트 헤드의 핀 배치 밀도보다 좁기 때문에 프로브 카드를 통해 양자를 연결해야 합니다.

프로브 카드의 구조

프로브 카드의 윗면에는 테스트 헤드와의 연결 단자가, 아랫면에는 반도체 칩의 전극 단자와 연결하기 위한 바늘이 부착되어 있습니다.

테스트 헤드와 프로브 카드의 연결 단자를 연결하고, 반도체 칩의 전극 단자와 프로브 카드의 바늘을 연결하여 전기적 연결을 구성하고, LSI 테스터의 전기 신호로 양/불량 판정을 하여 실리콘 웨이퍼 상의 반도체 칩 하나하나에 대해 검사를 수행합니다.

프로브 카드에는 어드밴스드 타입과 캔틸레버 타입이 있으며, 어드밴스드 타입은 수직형 단자가 있는 블록이 기판에 부착되어 있어 프로브의 배열이 자유롭고 유지보수가 용이합니다. 캔틸레버형은 프로브가 블록을 거치지 않고 기판에 직접 장착되어 좁은 피치 단자에 대응하기 쉬운 특징이 있습니다.

프로브 카드에 대한 추가 정보

웨이퍼 검사에 있어서는 미세하고 높은 신뢰성이 요구되기 때문에 프로브 카드에는 세라믹 기판이 많이 사용되고 있습니다. 예를 들어, Kyocera의 경우, DRAM, 플래시 메모리, 로직 디바이스 등의 프로브 카드에 박막 단층 또는 박막 다층 메탈라이즈 세라믹 다층 기판을 사용하고 있습니다.

일반적으로 LSI 또는 시스템 LSI라고 불리는 대규모 집적 반도체 회로의 신호 연결 부분은 단자에 스프링 커넥터나 고밀도 커넥터가 사용됩니다. 프로브 카드는 이 테스트 헤드와 검사 대상 웨이퍼 사이의 중개자 역할을 하며, 고도의 연결 신뢰성과 전기적 검사 성능 기능이 요구되기 때문에 그 구조와 재료가 매우 섬세합니다. 세라믹과 같은 재료가 사용됩니다.

그러나 프로브 카드의 내구성에 한계가 있어 물리적 충격으로 인한 미세한 왜곡도 사용 목적을 달성할 수 없으며, 수리가 어려운 소모품이기 때문에 주기적으로 교체해야 합니다.

프로그래머블 컨트롤러란?

프로그래머블 컨트롤러는 마이크로프로세서를 내장한 제어 장치를 말합니다.

일반적으로 기기 내 센서나 스위치 등의 입력을 기계식 릴레이, 타이머 등의 제어기구를 통해 모터나 디스플레이 등에 출력합니다. 이에 반해 프로그래머블 컨트롤러는 기계식 릴레이 등의 제어기구를 사용하지 않고 프로그래머블 컨트롤러의 프로그램에 의해 기기의 동작을 제어합니다.

기계적인 접점 등이 줄어들기 때문에 전자부품 간 접점의 마모나 불량, 번거로운 입출력 장치, 제어용 기계식 릴레이 간 배선이 필요 없이 장비를 제어할 수 있습니다. 또한, 전기 배선을 간소화할 수 있어 기기의 소형화 및 대량 생산이 가능합니다.

그림 1은 기계식 릴레이, 타이머 등을 이용하여 램프 제어를 하는 제어반의 간단한 예시입니다.

프로그래머블 컨트롤러의 사용 용도

프로그래머블 컨트롤러는 공장 자동화 시스템, 자동차, 가전제품, 산업기기 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 주로 산업용 기기나 업무용 기기에 사용되는 경우가 많습니다.

업무용으로는 시퀀스 제어가 필요한 대형 세탁기나 건조기에 사용되는 경우가 있는데, PC를 사용하는 것보다 저렴하고 견고하기 때문입니다. 그래픽 보드가 없고, 마이크로프로세서의 발열이 적어 냉각장치도 필요 없는 경우가 많은 것도 한 요인입니다.

프로그래머블 컨트롤러는 작동에 필요한 전자부품이 모두 내장된 패키지형과 기능 부품 하나하나를 직접 선택하는 빌드형 두 가지가 있습니다.

메모리와 프로세서, 출력-입력 단자의 사양 등을 사용하는 전자기기에 따라 선택하는 것이 중요합니다.

프로그래머블 컨트롤러의 원리

프로그래머블 컨트롤러는 입력부, 출력부, 연산부, 메모리로 구성되어 있습니다. 입력부에서는 센서나 스위치 등과 연결되어 입력된 정보를 바탕으로 메모리 내부의 프로그램 코드에 따라 연산부에서 처리하여 모터나 디스플레이, 통신 장치 등에 출력합니다.

프로그래머블 컨트롤러로 제어하는 전자기기 장비의 동작을 변경하고 싶다면 배선 등의 변경이 필요 없습니다. 프로그램 코드만 변경하면 되므로 시간 및 인건비 절감으로 이어집니다.

프로그래머블 컨트롤러에서 사용하는 프로그램은 래더 방식, SFC 방식, 플로우차트 방식, 스텝 래더 방식이 있는데, 래더 방식이 가장 일반적입니다. 래더 방식은 컴퓨터에서 두 개의 평행한 직선 사이에 릴레이, 스위치, 타이머 등의 심볼을 사다리처럼 연결하여 프로그램을 작성하는 방식입니다.

시각적 조작을 통해 프로그램 코드를 작성할 수 있기 때문에 쉽게 익힐 수 있는 것이 특징입니다. 그림 3은 기계식 릴레이, 타이머로 구축했던 램프 제어를 사다리 프로그램으로 표현한 예시입니다.

프로그래머블 컨트롤러의 기타 정보

1. 프로그래머블 컨트롤러와 시퀀서의 차이점

생산 현장에서 일하다 보면 ‘시퀀서’라는 말을 들어본 적이 있을 것입니다. 결론부터 말하자면, 프로그래머블 컨트롤러와 시퀀서에는 차이가 없습니다.

시퀀서는 미쓰비시전기의 프로그래머블 컨트롤러의 상품명을 가리킵니다. 시퀀스 제어를 가능하게 하는 기계 장치로 시퀀서라는 이름으로 판매되었습니다.

기능을 나타내는 명칭으로 완전히 정착되어 현재는 프로그래머블 컨트롤러의 별칭으로 시퀀서라는 명칭이 사용되고 있습니다.

2. 프로그래머블 컨트롤러와 PC의 연결

프로그래머블 컨트롤러에 프로그램을 저장할 때는 일반적으로 PC를 사용합니다. 컨트롤러를 판매하는 각 회사에서 프로그램 편집용 PC 소프트웨어를 판매하고 있으며, 이를 사용하여 프로그램을 저장합니다.

PC와의 연결은 오래전부터 시리얼 신호가 사용되어 왔습니다. 예전 PC는 시리얼 포트가 상설되어 있는 것도 많았으나, 최근에는 드물어지고 있습니다.

또한 시리얼 신호는 COM 포트를 맞추거나 전용 드라이버를 설치해야 했습니다. 최근에는 USB 포트를 사용하여 시퀀스 편집을 하는 경우가 많은데, COM 포트를 맞출 필요도 없고, 일반 사용자들에게도 친숙합니다.

이더넷으로 네트워크를 구축한 경우, 이더넷 포트를 통해 여러 대의 컨트롤러에 편집을 할 수 있게 되었습니다.

포토 인터럽터란?

포토 인터럽터란 한 쌍의 발광기와 수광기를 이용하여 빛에 의해 물체의 유무와 위치를 감지하는 기능을 가진 장치입니다.

포토 인터럽터는 투과형과 반사형으로 나뉩니다. 투과형 포토 인터럽터는 발광기와 수광기 사이를 물체가 통과할 때 빛을 차단하여 감지하는 방식입니다. 반면, 반사형 포토 인터럽터는 발광기가 발산하는 빛을 물체가 반사하고, 그 반사광을 수광기가 감지하여 감지하는 방식입니다.

일반적으로 투과형은 포토인터럽터, 반사형은 포토리플렉터라고 부르며 양자를 구분하고 있습니다. 이 글에서는 투과형을 중심으로 설명하겠습니다. 참고로, 투과형 포토센서는 발광소자와 수광소자를 마주보고 설치하여 하나의 패키지에 담은 제품이 반도체 업체에서 판매되고 있으며, 다양한 기기에 사용되는 제품(부품)이 바로 이러한 제품(부품)입니다.

투광기와 수광기가 분리된 제품은 생산라인의 제품 감지나 야외에서 사람 감지 등 비교적 큰 물체를 감지하는 데 사용됩니다. 전자를 일체형, 후자를 분리형으로 구분하기도 합니다.

포토 인터럽터의 사용 용도

포토 인터럽터는 물체의 통과를 감지하는 메커니즘의 센서로 사용됩니다.

구체적인 응용 사례는 다음과 같습니다.

• 디지털 카메라 등의 촬영 장비에서 렌즈의 연사량 검출 및 조리개 구경 검출 등
• 복사기에서의 감광 드럼의 타이밍 검출, 복사 용지의 통과 검출 등
• 프린터의 프린트 헤드의 위치 검출 및 타이밍 검출, 인쇄용지 통과 검출 등
• 자동 개찰기의 사람 흐름 감지
• 자판기에서의 지폐 통과 감지

위와 같이 많은 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있습니다.

포토 인터럽터의 원리

포토 인터럽터는 감지광을 발산하는 발광기와 그 빛을 받아들이는 수광기로 구성되어 있습니다.

• 발광기
  발광소자인 근적외선 LED를 이용하여 슬릿을 통해 특정 방향으로 근적외선을 투사하는 것입니다.
• 수광기
  광트랜지스터를 근적외선의 센서로 사용하여 광트랜지스터의 컬렉터 전류의 변화로 물체의 유무를 감지하는 것 입니다. 즉, 발광기로부터 투사된 근적외선을 감지하여 물체의 유무를 감지합니다.

즉, 발광기에서 투사된 근적외선은 항상 수광기에서 수신하고 있기 때문에, 그 광경로에 물체가 오면 빛이 차단되어 수광기 포토트랜지스터의 콜렉터 전류가 감소합니다. 수광기의 처리 회로는 컬렉터 전류의 크기 변화를 포착하여 신호를 출력하기 때문에 물체의 통과를 감지할 수 있게 됩니다.

일체형은 제조 시 발광기와 수광기의 광축이 일치하기 때문에 다시 위치를 조정할 필요가 없습니다. 반면 분리형은 설치 시 발광기의 광축과 수광기의 센서 위치를 정확하게 맞춰야 하며, 이 조정이 제대로 이루어지지 않으면 물체를 감지할 수 없게 됩니다.

포토 인터럽터에 대한 기타 정보

포토 인터럽터 사용 시 주의사항

투과형 포토 인터럽터를 사용할 때 다음 사항에 주의해야 합니다.

1. 투과율이 높은 물체 감지
투명도가 높고 빛이 투과되는 물체는 근적외선도 투과하기 때문에 수광기로 감지하지 못할 수 있습니다.

2. 작은 물체 감지
발광기의 슬릿보다 작은 물체는 근적외선을 충분히 차단할 수 없어 감지하지 못할 수 있습니다. 슬릿의 크기는 사양서에 명시되어 있으므로 설계 시 확인하는 것이 중요합니다.

3. 외란광이 들어오는 환경에서의 사용
수광기의 센서에 강한 빛이 들어오면 센서인 포토트랜지스터가 포화되어 물체 감지가 어려워집니다. 특히 백열전구와 같이 파장 1,000nm 부근의 큰 에너지를 가진 빛은 포토트랜지스터 전면에 설치된 가시광선 차단 필터를 통과하기 때문에 큰 영향을 미칩니다.

4. 시간 경과에 따른 발광기(근적외선) 출력 저하
연속적으로 통전 동작하는 기기에 사용될 경우, 발광기의 근적외선 LED의 광 출력이 점차 저하되어 정상적으로 동작하지 않게 됩니다. 감도 저하에 충분한 여유를 두고 설정하는 것이 권장됩니다.

슬러리 펌프란?

슬러리 펌프는 액체와 고체의 혼합물인 슬러리를 운반하는 데 사용되는 펌프입니다.

일반 펌프와 달리 특수한 설계가 적용된다. 슬러리는 매우 점성이 높아 펌프 내부 부품을 마모시키거나 막힐 수 있습니다. 따라서 내구성이 뛰어나도록 설계된 것이 특징입니다.

펌프의 이송 방식으로는 슬러리의 부피를 변화시켜 이송하는 용적식과 원심력을 이용해 슬러리를 이송하는 원심식이 있습니다.

슬러리 펌프의 사용 용도

슬러리 펌프는 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용되고 있습니다. 다음은 슬러리 펌프의 사용 용도의 일례입니다.

1. 광석 및 석유 채굴 산업

광산 산업에서는 광석과 광석을 운반하는 데 사용됩니다. 분말을 운반할 기회가 많은 광산 산업에서 슬러리 펌프는 매우 유용합니다.

석유 시추 산업에서도 널리 사용됩니다. 석유를 채굴할 때 유정 깊숙한 곳에 도달하기 위해 암석을 깎아내야 합니다. 이 암석 슬러리를 펌핑하여 배출하는 데 사용됩니다.

2. 수력발전소

수력발전소에서도 슬러리 펌프가 자주 사용됩니다. 수력발전소에서는 터빈을 돌리기 위해 물을 공급하는데, 강물에는 고체 미립자가 포함되어 있다. 스크린 등으로 여과한 후 토사 등이 섞인 물을 슬러리 펌프로 배출합니다.

3. 건축 산업

건설현장에서 사용되는 쇄석이나 쇄토를 운반하는 데 사용된다. 또한 댐 건설 현장에서 대량의 토사를 운반하는 데도 사용됩니다.

슬러리 펌프의 원리

슬러리는 밀도가 높고 다양한 고체 미립자를 포함하고 있기 때문에 슬러리 펌프는 특별한 설계가 필요합니다. 슬러리를 받아들이는 흡입구, 펌프 내부에서 슬러리를 가속시키는 임펠러, 슬러리를 배출하는 토출구로 구성됩니다.

흡입구에서 슬러리를 흡입하고 임펠러의 회전을 통해 슬러리를 가속합니다. 임펠러에 의해 가속된 슬러리는 일련의 흐름으로 토출구로 보내집니다.

슬러리 펌프는 고밀도 유체에 대응하기 위해 펌프 내부에 여러 개의 보조 베인이 있습니다. 이를 통해 높은 압력을 생성할 수 있습니다.

슬러리 펌프의 종류

슬러리 펌프에는 다양한 종류의 펌프가 사용됩니다. 다음은 슬러리 펌프의 종류에 대한 예시입니다.

1. 원심

원심 슬러리 펌프는 슬러리 이송을 위한 기본 펌프이며, 1단 임펠러로 구성된 펌프로 구조가 간단하고 가격이 저렴한 것이 특징입니다. 단, 임펠러가 1단이기 때문에 대응 양정(揚程)이 낮은 경우가 많습니다.

2. 다단식

다단식 슬러리 펌프는 다단식 임펠러를 가진 펌프입니다. 다단식 설계로 높은 양정 대응이 가능하며, 슬러리를 효율적으로 이송할 수 있습니다. 그러나 단일 스테이지에 비해 고가인 경우가 많습니다. 부품 수가 많기 때문에 고장이나 막힘의 가능성이 단일 스테이지보다 높습니다.

3. 내마모성 슬러리 펌프

내마모성이 높은 슬러리 펌프입니다. 펌프에 사용되는 재료가 마모와 부식에 대한 저항력을 가지고 있습니다. 내부 부품에는 특수 합금강, 고무, 세라믹 등의 재료가 사용되어 내구성과 수명을 향상시킬 수 있습니다.

슬러리 펌프 선택 방법

설계 단계에서 슬러리 펌프를 선정할 때 이송 목적, 대상물의 형상 및 경도, 화학적 부식성 유무, 사용 온도 등을 종합적으로 고려하여 펌프의 방식을 선정합니다.

이송하는 슬러리의 성질을 파악하는 것이 가장 중요합니다. 슬러리의 비중, 고체 농도 등을 조사하면 선택에 도움이 되는 정보를 얻을 수 있습니다. 슬러리의 성질을 파악한 후, 유량은 압력을 필요한 용량에 따라 선정합니다.

유지 보수 및 수리 용이성도 고려해야 합니다. 슬러리 펌프는 종종 열악한 환경에서 사용되기 때문에 유지 보수 및 수리가 어려울 수 있습니다. 유지 보수가 쉬운 펌프를 선택하는 것이 바람직합니다.

비용을 고려하는 것도 중요합니다. 슬러리 펌프는 그 특성상 다른 펌프보다 비싼 경우가 많습니다. 그러나 초기 비용이 높더라도 장기적으로 적절한 슬러리 펌프를 선택하면 비용을 절감할 수 있는 경우도 있습니다.

스펙트럼 분석기란?

스펙트럼 분석기는 전기 계측기 중 하나입니다.. 스펙트럼 분석기 화면에서는 주파수를 성분으로 분포시켜 가로축에 주파수, 세로축에 진폭을 표시합니다.

고주파용과 저주파용이 존재하며, 각각 용도가 다릅니다. 주로 고주파용은 전파의 고주파 신호의 ‘주파수 성분의 분포 표시’, ‘AC 전원의 성분 분석’을 하고 있으며, 저주파용은 ‘노이즈 분석’ 등에 사용되고 있습니다.

정전기나 과전력 신호 등으로 인해 부정확한 결과가 나올 수 있으므로 사용방법과 조건을 잘 확인한 후 사용하는 것이 좋습니다.

스펙트럼 분석기의 사용 용도

고주파의 스펙트럼 분석기는 ‘무선기’, ‘송신기’, ‘수신기 검사’, ‘측정’, ‘설계’, ‘수리’, ‘송신파’, ‘스프리스 측정’ 등에 사용되고 있습니다. 각종 설정 항목이 중요하므로 용도에 따라 적절한 값을 입력해야 합니다.

저주파수용은 소형으로 휴대할 수 있는 제품도 있으며, 현장 시험에서 ‘전계 강도 측정’, ‘주파수 특정’, ‘소음 측정’, ‘기계 진단’, ‘구조 해석’, ‘진동 시험’ 등 폭넓게 사용되고 있습니다. 가까운 예로, 무선랜 설치 작업에도 활용되고 있습니다.

스펙트럼 분석기는 종종 오실로스코프와 비교하여 설명되기도 합니다. 일반적으로 오실로스코프는 낮은 주파수 대역의 시간축을 관찰하는 경우가 많기 때문에 신호를 주파수로 포착하여 관찰할 수 있는 스펙트럼 분석기와 함께 사용됩니다. 하지만 오실로스코프와 스펙트럼 분석기는 서로 다른 각도에서 신호를 관찰하고 있고, 잘하는 영역이 다르기 때문에 필요한 정보를 고려하여 사용해야 합니다.

스펙트럼 분석기의 원리

대부분의 스펙트럼 분석기는 슈퍼 헤테로다인 방식입니다. 헤테로다인은 신호 처리 기술을 의미하며, 수신된 전파에 다른 주파수를 섞거나 결합하여 발생하는 주파수 차이를 파동으로 변환하여 생성되는 신호 주파수를 말합니다.

일반적으로 슈퍼헤테로다인은 수신된 신호를 원래의 반송파보다 처리하기 쉬운 고정된 중간주파수(IF)로 변환하는 수신방식을 말합니다. 하지만 슈퍼헤테로다인은 수신기를 지칭하는 경우도 있으며, 수신 방식을 채택한 수신기를 통틀어 슈퍼헤테로다인이라고 부르기도 합니다. 아날로그 시대부터 있는 방식이며, 라디오나 수신기와 같은 구조입니다.

슈퍼 헤테로다인 동조 스위프 방식에서는 입력 신호를 감쇠기와 저역 통과 필터로 제한하면서 통과시킵니다. 그리고 믹서와 국부 발진기(로컬 오실레이터)가 입력 신호를 주파수 변환합니다. 그리고 밴드패스 필터에 의해 설정된 주파수 분해능으로 대역제한된 주파수를 스윕하여 측정합니다. 원하는 주파수 범위만 측정할 수 있기 때문에 노이즈 레벨을 낮출 수 있습니다.

최근에는 FFT 방식이 개발되어 인기를 끌고 있습니다. 입력 신호가 주파수 변환되는 부분까지는 슈퍼헤테로다인 동조 스윕 방식과 동일합니다. 대역 통과 필터의 출력을 AD 컨버터로 디지털 신호로 변환한 후 고속 푸리에 변환으로 주파수를 표시하는 경우도 있습니다. 측정까지의 시간을 단축할 수 있기 때문에 스펙트럼이 단시간에 변화하는 경우의 측정에 적합합니다.

스펙트럼 분석기의 응용 분야

스펙트럼 분석기에는 크게 두 가지 종류가 있습니다. 먼저, 오디오 신호를 취급하는 것을 들 수 있습니다. 둘째, 전파의 강도를 시각화하는 유형이 있습니다.

스펙트럼 분석기는 입력된 신호를 주파수 성분으로 분해하여 각각의 신호 강도를 그래프로 표시하는 계측기입니다. 측정 신호를 애플리케이션의 디지털 분석을 통해 연산 처리를 합니다.

오디오 신호를 다루는 것은 수십~22kHz 정도의 음성 신호를 PC의 사운드 보드에 입력합니다. 그리고 ‘FFT 연산’과 ‘그래프 표시’를 통해 어떤 주파수 신호가 강하게 나오는지 어플리케이션으로 시각화하여 확인할 수 있습니다. 이러한 과정을 통해 방의 음향 확인이나 악기 튜닝 등을 할 수 있습니다.

전파 강도용 계측기에 부속된 어플리케이션은 Wi-Fi 신호의 검출 및 강도 확인을 위한 시각화 도구로 사용되며, Wi-Fi 장치 등에서 수신한 신호를 연산 처리하여 ‘2.4GHz 대역’, ‘5GHz 대역’의 신호 강도를 그래프로 표시할 수 있습니다.

스펙트럼 분석기 가격

오디오 신호용 스펙트럼 분석기는 PC의 사운드 보드로 대체할 수 있기 때문에 몇 천 엔으로 구입할 수 있습니다.

사실상 Wi-Fi 신호의 가시화만을 목적으로 하는 스펙트럼 분석기라면 스마트폰이나 PC의 Wi-Fi 수신기로도 구현이 가능하기 때문에 추가 구매 비용의 절감을 기대할 수 있습니다.

10GHz까지 측정할 수 있는 전자기기 전파 분석용 스펙트럼 분석기의 경우 200만~1000만 원이 시세입니다.

스펙트럼 분석기의 통과 대역폭(RBW)

스펙트럼 분석기에서 관찰하고자 하는 신호 성분만을 검출하고 불필요한 노이즈를 제거하기 위해 중요한 것이 RBW(Resolution Band Width: 해상도 대역폭) 설정입니다.

필요한 신호에 대해 기준이 되는 알려진 주파수의 신호를 믹싱하면 중간 주파수라는 신호가 생성됩니다. 이 중간 주파수의 통과 대역을 좁히면 불필요한 신호를 제거할 수 있기 때문에 관찰하고자 하는 신호만 추출할 수 있습니다.

이때 좁히는 통과 대역에 따라 신호의 해상도가 결정되기 때문에 ‘RBW’라고 부릅니다.

RBM을 좁게 설정하면 측정에 시간이 걸리지만 정확도를 높일 수 있고, RBM을 넓게 설정하면 측정하는 시간이 단축됩니다. 하지만 노이즈가 포함되기 때문에 분해능은 떨어집니다.

마이크로 스위치란?

마이크로 스위치는 물체의 위치를 감지하여 접점 출력을 하는 부품입니다. 주로 감지용 스위치로 사용되지만, 조작용으로 사용되기도 합니다.

마이크로 스위치의 접점 출력을 제어 회로에 내장하여 기계를 작동 정지시켜 사용됩니다. 마이크로 스위치의 접점 자체는 수A 정도의 허용 전류가 일반적입니다. 물체와 접촉하는 부분에는 액추에이터가 부착되어 있으며, 모양은 버튼, 롤러, 레버형 등이 있습니다.

마이크로 스위치의 사용 용도

마이크로 스위치는 스냅 액션 메커니즘을 가지고 있기 때문에 위치 검출의 정확도가 높은 것이 특징입니다.

도어 인터록이나 자판기, 전자렌지, 엘리베이터의 안전 스위치 및 산업기기에 사용됩니다. 프린터 등의 개폐를 감지하는 센서에도 활용됩니다.

크기는 일반형부터 초소형까지 4종류로 분류되며, 진동이나 충격이 심한 곳에는 역동형, 직류회로의 안정적인 동작이 필요한 경우 자기소호형, 밀폐성이 높은 침수방지형 등이 판매되고 있습니다. 산업기기부터 가전제품까지 다양한 용도로 사용됩니다.

마이크로 스위치의 원리

마이크로 스위치는 5개의 부분으로 나뉘며, 액추에이터의 움직임이 접점까지 이어집니다.

1. 액추에이터부

외부의 힘이나 움직임을 내부 기구에 전달합니다. 액추에이터가 스냅 동작 메커니즘으로 연결되어 있으며, 형태는 버튼, 롤러, 레버형 등이 있습니다.

2. 스냅 동작 기구

스프링, 가동편, 공통단자, 수금 등의 부품으로 구성되어 있습니다. 액추에이터에서 가해지는 힘이 증가하면 가동편과 스프링에 의해 접점을 움직입니다.

3. 접점

종류로는 상시 개방 접점, 상시 폐쇄 접점이 있습니다. 일반적으로 하나의 마이크로 스위치에 1개씩 붙어 있지만, 한쪽만 있는 것도 있습니다. 접점에는 크로스바형과 리벳형이 있으며, 회로의 전압과 전류에 따라 구분하여 사용합니다. 재질은 금, 은, 도금 등이 사용됩니다.

4. 단자

스위치와 회로를 연결합니다. 단자의 형태는 납땜형, 커넥터형, 나사 조임형, 프린트 기판형 등이 있으며 용도에 따라 연결 방법을 선택합니다.

5. 케이스부

케이스는 회로와 기구를 보호하는 역할을 하며, 필요한 기계적 강도와 내열성에 따라 수지를 선택합니다.

마이크로 스위치의 사용 용도

1. 도어 및 프린터 개폐 커버

도어나 커버의 위치를 마이크로 스위치로 감지합니다. 모양에 폭이 있는 액추에이터를 가진 마이크로 스위치를 사용합니다. 마이크로 스위치라면 좁은 공간에도 설치가 가능합니다.

2. 식기 세척기 커버나 세탁기 뚜껑의 개폐 감지

커버나 뚜껑의 위치를 마이크로 스위치로 감지합니다. 이러한 기기에서는 마이크로 스위치에 물이 닿을 수 있기 때문에 방수 대책이 되어 있습니다.

3. 마우스 조작 입력

위치 감지 스위치의 역할이 아닌 조작 스위치로 마우스에 사용되고 있습니다. 마우스의 클릭을 마이크로 스위치가 감지하여 컴퓨터로 출력합니다.

마이크로 스위치의 기타 정보

1. 마이크로 스위치와 리미트 스위치의 차이점

마이크로 스위치와 리미트 스위치는 종종 혼동되는 부품입니다. 리미트 스위치는 마이크로 스위치와 마찬가지로 감지 스위치로 사용되지만, 구조와 사용 부위에 차이가 있습니다. 리미트 스위치는 내장된 마이크로 스위치를 수지나 금속 케이스에 내장한 구조로 되어 있습니다.

빗물의 영향을 받는 경우 등 내구성을 높이기 위해 리미트 스위치가 사용됩니다. 산업 설비에 따라서는 분진이나 유분 대책으로 리미트 스위치를 사용하는 경우도 있습니다.

2. 마이크로 스위치의 스냅 액션 메커니즘

스냅 액션 메커니즘은 스위치를 조작하는 속도와 무관하게 가동 접점을 빠르게 전환하는 메커니즘입니다. 반면, 조작 속도가 이동 접점의 이동 속도가 되는 메커니즘을 슬로우 액션 메커니즘이라고 합니다.

스냅액션 메커니즘을 가진 마이크로 스위치는 접점이 전환되는 속도가 빠르기 때문에 접점 간의 아크를 최소화할 수 있다는 특징이 있습니다. 소형 마이크로 스위치에서도 접점 수명이 길어지고 내구성이 뛰어납니다.

슬라이드 가변저항이란

슬라이드 가변저항은 노브를 수평으로 밀어 접촉자를 이동시키는 구조로 되어 있습니다.

컨택터를 물리적으로 움직여 저항값을 변화시키는 가변저항기 중 하나입니다. 가변저항기에는 로터리 볼륨이나 포텐쇼미터라고 불리는 회전식도 있습니다. 이들은 컨택터를 회전 방향으로 이동시키는 반면, 슬라이드 가변저항은 한 방향으로 수평으로 이동한다는 점이 큰 차이점입니다.

또한, 슬라이드 볼륨은 회전식보다 구조적으로 더 큰 전력을 처리할 수 있도록 설계를 변경할 수 있습니다.

슬라이드 가변저항의 사용 용도

슬라이드 가변저항의 대표적인 사용 예로는 PA(PublicAddress) 기기 등에 있는 오디오 믹서나 그래픽 이퀄라이저, 실내 조명을 조절하는 조광기 등이 있습니다. 슬라이딩 볼륨이든 회전식이든 가변저항기로서의 기능은 동일하지만, 외형이나 사용자의 조작감은 크게 다릅니다.

따라서 장치나 제품을 개발할 때 가정하는 용도와 의상(디자인)에 따라 선택됩니다. 특히 슬라이드 픽 옆에 메모리를 부착하여 시각적으로 설정량을 파악할 수 있기 때문에 볼륨이나 광량을 조절하는 용도 등에 활용되는 경우가 많습니다.

슬라이드 가변저항의 원리

슬라이드 가변저항의 피킹 위치를 이동하면 저항체의 한쪽 끝에 연결된 단자, 콘택터로 연결된 도체에 연결된 단자 사이의 저항값은 저항체 끝에서 콘택터까지의 거리에 따라 달라집니다. 이에 따라 픽킹의 위치에 따라 저항값으로 바꿀 수 있게 됩니다.

슬라이드 가변저항의 구조

슬라이드 가변저항에는 일정 길이의 저항체가 있고, 이를 본체 케이스가 덮고 있으며, 저항체의 양 끝에는 연결용 단자가 있습니다. 본체 케이스에는 픽이 슬라이딩할 수 있는 슬릿이 있고, 여기에 콘택터를 부수한 픽이 배치되어 있습니다.

또한, 저항체와 평행하게 통전용 도체가 본체 케이스 내에 구비되어 있으며, 콘택터는 저항체와 도체 모두에 접촉하고 있습니다. 도체에도 단자가 있어 저항의 양단 단자와 함께 3개의 단자가 나오는 구조로 되어 있습니다.

슬라이드 가변저항 기타 정보

1. 슬라이드 가변저항의 특성

슬라이드 가변저항은 따는 위치에 따라 저항값을 변화시키는데, 그 거리에 대한 저항값의 변화 정도를 나타내면 ABC의 3종류의 곡선 중 어느 하나의 변화를 나타냅니다. 저항체의 양단에 전압을 인가한 상태에서 콘택터의 위치를 변동시키면 저항체의 한쪽 단자와 콘택터로 연결된 도체에 연결된 단자 사이에 전압이 나타납니다.

• A커브의 경우
  위의 전압이 따기 거리에 대해 대수적으로 변화합니다.
• B커브의 경우
  위의 전압이 피킹 거리에 비례하여 변화합니다.
• C커브의 경우
  위의 전압이 따기 거리에 대해 역대수적으로 변화합니다.

따라서 어떤 특성의 것을 사용할 것인지 설계 단계에서 미리 결정하는 것이 중요합니다.

2. 슬라이드 가변저항의 저항

슬라이드 가변저항 중 작은 신호에 사용하는 것은 저항체가 탄소 피막이나 금속 피막인 경우가 많아 대전력 용도로는 적합하지 않습니다. 특히 회전식 저항은 저항체의 길이가 직경에 의해 제한되기 때문에 큰 저항체를 사용하기에는 구조적으로 불리합니다.

그러나 슬라이딩 가변저항의 경우 저항체 길이에 대한 제한이 적습니다. 일부 제품군 중에는 저항체에 호로 저항을 사용한 제품이나 저항선을 막대 모양으로 감은 권선 저항을 사용한 제품도 있는데, 이들은 수십W~수백W의 전력을 견딜 수 있는 제품들이 준비되어 있습니다.