月: 2023年12月

회전계란?

회전계(영어: revolution indicator, tachometer)는 회전운동을 하는 물체의 회전수나 회전속도를 측정하는 계측기이다. 회전 속도는 본래 각속도로 표현되는 양이지만, 산업적으로는 일정 시간 내 회전수, 예를 들어 분당 회전수(rpm) 등으로 표현하는 경우가 많기 때문에 회전 속도를 측정하는 계기를 일반적으로 회전계라고 부릅니다.

회전계에는 회전체에 접촉하여 측정하는 방식과 비접촉식으로 측정하는 방식이 있습니다. 접촉식은 회전체에 접촉자를 직접 눌러서 측정하기 때문에 빠르게 측정할 수 있습니다. 비접촉식은 회전체에 반사마크를 부착하거나 센서류를 부착하여 측정합니다. 고속 회전체나 고온의 물체도 측정할 수 있습니다.

회전계는 주로 회전기기의 유지보수, 엔진, 전동기, 발전기, 터빈 등의 회전속도를 측정하는 데 사용됩니다.

회전계 사용 용도

회전계는 회전물의 회전수나 회전속도를 접촉식 혹은 비접촉식으로 측정하는 경우에 사용됩니다. 구체적으로는 엔진 등 내연기관, 모터, 터빈 발전기, 냉동기 등 광범위한 산업용 제품입니다. 가까운 예로는 자동차 계기판에 엔진 회전수가 표시되는 것을 들 수 있습니다.

회전계의 원리

회전계는 크게 기계식과 전자식으로 나뉜다. 기계식은 오래전부터 사용되어 왔으며, 회전수를 세는 십진기어기구와 이를 일정 시간 동안 작동시키기 위한 계측기구를 결합한 것으로, 허슬러식 회전계가 대표적입니다. 일정 시간 동안 회전한 횟수를 측정합니다.

접촉식 회전계는 주로 영구 자석, 감지 코일, 자기 회로로 구성됩니다. 회전으로 인한 자속 변화에 비례하는 유도 전압을 코일로 감지합니다. 이 전압을 변환하여 회전의 출력 신호로 사용합니다. 회전 속도의 순간 값, 즉 각속도를 연속적으로 측정하고 지시하는 계측기에는 각속도를 이에 비례하는 다른 다루기 쉬운 물리량, 예를 들어 원심력, 유체의 점성력, 전자기 유도에 의한 기전력 등으로 변환하여 측정합니다.

비접촉식 회전계는 여러 가지 방식이 있습니다. 반사 마크 방식은 회전체 반사 테이프의 반사광을 세고, 자력 방식은 회전체 자석의 자기장 변화를 감지하는 방식입니다. 그리고 센서 방식은 회전체에 부착한 센서의 신호를 카운트하는 방식입니다. 센서에는 광학식, 자기식, 전자기 유도식 등의 종류가 있습니다.

회전계의 종류와 측정법

회전계는 접촉식, 비접촉식, 겸용식, 센서식 등으로 분류됩니다.

1. 접촉식 회전계

기계식은 회전축의 중심에 밀착하여 사용합니다. 기어를 사용하여 특정 시간 동안 회전한 횟수를 계산합니다. 버튼을 누르면 보통 3초 동안 회전수가 rpm으로 표시됩니다. 전자식에는 다양한 종류가 있다. 핸디형 회전계를 회전축 중앙에 대고 누르면 rpm을 바로 읽을 수 있습니다.

회전계에 주속 링을 부착하여 회전축의 원주 방향 표면에 밀면 주속을 측정할 수 있습니다. 접촉식 회전계로 고속으로 회전하는 기기를 측정하는 것은 위험합니다. 저속용으로 사용하는 것이 더 안전합니다.

2. 비접촉식 회전계

비접촉식 회전계에는 반사마크 방식, 자기력 방식, 센서 방식 등 다양한 방식이 있습니다. 표시 방식은 아날로그 방식과 디지털 방식이 있습니다. 일반적으로 아날로그 출력과 디지털 출력을 모두 갖추고 있습니다. 두 방식 모두 감지한 회전 신호를 증폭 후 직류 전압으로 변환하여 회전의 출력 신호로 사용합니다.

반사 마크 방식은 회전축 외주면에 반사 테이프를 붙이고 회전계에서 적색 가시광선이나 LED를 방출하여 반사 마크에서 반사되는 빛을 세는 방식입니다. 그리고 회전수로 환산하여 표시합니다. 반사 테이프의 개수에 따라 측정 범위가 달라집니다. 감지 거리는 20~300mm 정도입니다. 자력 방식은 회전축을 자화시켜 자속 변화를 감지하는 회전계입니다.

3. 접촉식 및 비접촉식 회전계

핸디형 비접촉식 회전계 헤드에 접촉 어댑터와 회전 접촉자를 장착하면 접촉식 회전계가 되는 타입입니다.

4. 센서식 회전계

회전축에 센서류를 부착하여 계수하는 방식입니다. 광학식, 자기식, 전자기 유도식 등이 있습니다. 대부분 비접촉식입니다.

• 광학식
  슬릿이 있는 원반을 회전체에 장착하고, 빛을 입사시켜 슬릿을 통과하는 수를 카운트하는 방식입니다. 응답이 빠른 특징이 있습니다.
• 자기식
  모터에 자석을 장착하여 회전으로 인한 자기장의 변화를 감지하는 방식입니다. 자기식은 물이나 기름 등 오염에 강한 특징이 있습니다. 산업용 재봉틀, 공작기계 등 오염되기 쉬운 환경에서도 사용할 수 있습니다.
• 전자기 유도식
  센서의 코일이 회전체에 설치된 돌기 등을 통과할 때 자기장의 변화를 감지하는 방식입니다. 고속 회전 측정에 적합합니다. 자동차의 ABS 시스템 등에 사용됩니다. 회전 센서 등을 특별히 장착하지 않고 진동이나 소음을 감지하여 회전수를 추정 측정하는 FFT 연산식 회전계가 등장하고 있습니다.

 

기판 외관 검사 장치란?

기판 외관 검사 장치란 인쇄 회로 기판 등의 기판에 장착된 부품의 양호 여부와 결함을 검사하는 장치입니다.

이 장치에서는 실장 부품의 위치 오차, 단선, 단락, 크랙, 부품의 부유, 납땜 등에 문제가 없는지 검사합니다. 전자기판 검사에는 올바르게 동작하는지를 검사하는 기능검사 외에 각 전자부품이 올바른 위치에 결함 없이 장착되어 있는지 검사하는 기판 외관검사(기판검사, 실장검사)가 있습니다.

전자기판 검사는 AOI(Automated Optical Inspection)라고 불리며, 기판 외관 검사에서 문제가 없다면 실제로 설계대로 동작하는지를 확인하는 기능 검사입니다. 이 기능 검사에는 기능 테스터가 사용됩니다.

기판 외관 검사 장비의 사용 용도

기판 외관 검사 장비는 다양한 장비에 탑재되는 기판의 검사에 사용되고 있습니다. 기판에 실장된 부품의 위치 오차, 단선, 부품의 부유 및 납땜 불량 등의 검사를 실시하여 다음과 같은 결함을 발견할 수 있습니다.

1. 부품 결함

• 부품 미실장
  부품의 실장 위치가 올바르지 않은 상태
• 부품의 위치 이탈
  부품이 패드에서 분리되어 잘못된 위치에 실장된 상태
• 부품이 떠 있는 상태
  부품의 한쪽만 납땜이 된 상태에서 다른 쪽이 떠 있는 상태

2. 납땜 결함

• 단선
  납땜이 되지 않은 상태
• 단락
  납땜량이 너무 많아 인접한 패드에까지 납땜이 부착되어 있는 상태
• 공극
  납땜 시 기포에 의해 발생하는 결함
• 습윤 불량
  납땜이 깨끗하게 부착되어 있으나 전기적 접촉이 불완전한 상태
• 솔더 볼
  땜납의 공 모양의 덩어리가 생긴 상태
• 브리지
  인접한 IC 핀 사이에 땜납이 연결된 상태
• 크랙
  솔더 표면에 균열이 있는 상태
• 이모 땜납
  납땜이 잘 접합되지 않아 납땜이 울퉁불퉁하게 된 상태

또한, 기판 외관 검사를 통해 문제가 없다면 실제로 설계대로 동작하는지 기능 검사를 하게 되는데, 기능 검사에는 기능 테스터가 사용됩니다.

이러한 기판 외관 검사 장비는 전자 기판의 회로 집적화가 진행되면서 소형화, 집적화된 기판에서는 사람의 육안으로 확인하기가 어려워짐에 따라 도입이 증가하고 있습니다. 또한, 노동력 절감, 인력 절감 등을 통한 비용 절감과 생산성 향상, 인적 오류를 줄여 품질 가치를 높일 수 있다는 장점도 있습니다.

기판 외관 검사 장비의 원리

1. 기판 외관 검사 장비의 구성

기판 외관 검사 장비는 사람과 마찬가지로 외관을 보는 ‘눈’의 기능을 하는 장비와, 양과 질을 판단하는 ‘뇌’의 기능을 하는 장비가 최소한으로 필요한 구성입니다. 이를 통해 사람이 육안으로 확인하던 검사를 대신 수행합니다.

따라서 기판 외관 검사 장비는 눈인 카메라와 두뇌인 영상처리 소프트웨어를 탑재한 컴퓨터로 구성됩니다.

2. 기판 외관 검사기의 판정 방법

기판 외관 검사 장비에서 가장 많이 검출되는 납땜 결함의 판정 방법을 설명합니다. 기판 외관 검사 장비에서 납땜의 좋고 나쁨은 기판 접착면 경계와 전자부품 접착면 경계를 연결하는 직선 거리를 임계값으로 하여 납땜 부분의 길이가 이를 초과하는지 여부로 판단합니다.

즉, 소프트웨어의 판단은 솔더 부분이 임계치 이상이면 솔더가 기판과 전자부품 사이를 전기가 통할 수 있는 상태로 연결한 양호한 상태이고, 임계치 미만이면 불량입니다. 부품의 형상 등 전자기판에 따라 임계값이 달라지기 때문에 영상처리 소프트웨어에 모든 임계값 데이터를 입력해 두어야 합니다.

최근에는 여러 대의 카메라를 이용해 3차원으로 촬영하거나, X선 카메라로 투과 영상을 촬영하거나, 레이저의 반사광 데이터를 얻는 등 2차원의 일반 카메라만으로는 검출할 수 없는 결함을 검출할 수 있도록 하고 있습니다. 예를 들어, 3차원 촬영을 하면 납땜 부분의 높이, 면적 및 부피 등을 측정할 수 있기 때문에 납땜량, 크기 및 필렛 형상 등을 측정할 수 있습니다.

이러한 자동화된 광학적인 수단에 의한 기판 외관 검사를 AOI라고 하는데, AOI는 ‘Automated Optical Inspection’의 약자로, 우리말로 번역하면 자동 광학 검사라고 할 수 있습니다.

기판 외관 검사 장비에 대한 기타 정보

인간에 의한 기판 외관 검사의 문제점

지금까지 기판 외관 검사는 사람의 육안으로 검사해 왔습니다. 하지만 사람에 의한 검사는 검사자의 경험이나 주관에 따라 합격과 불합격의 기준이 달라지는 경우가 있었습니다. 또한, 검사 항목이 늘어나면 그에 따라 인력을 늘려야 하기 때문에 인건비 증가로 이어지기도 했습니다.

또한, 공장에서 라인 생산되는 전자기판의 생산량은 방대해 육안 검사로는 처리 능력의 한계로 생산량을 따라잡을 수 없습니다. 이 때문에 생산 효율을 높이는 데 어려움을 겪고 있습니다. 이에 기판 외관 검사 장비를 도입하여 사람이 직접 하던 검사를 자동화하여 생산 효율 향상과 비용 절감을 달성하고 있습니다.

직류 전원이란?

직류 전원이란 직류 전원을 공급하는 전원 장치입니다.

전원에는 직류 전원과 교류 전원 두 가지가 있습니다. 직류전원은 전류와 전압의 방향이 항상 한 방향으로만 흐르는 전원입니다. 교류전원은 전류와 전압의 방향이 주기적으로 바뀌는 전원을 말한다.

전력회사에서 공급하는 상용전원은 전압 변경과 전원 차단이 용이한 교류전원이 일반적입니다. 반면, 반도체의 동작에는 직류 전원이 필요하기 때문에 전자제품에 공급하는 전원은 반드시 직류여야 합니다.

따라서 직류전원은 주로 전자제품의 작동에 사용됩니다.

직류전원의 사용 용도

직류전원은 생활용품부터 산업분야의 거대한 장치까지 다양한 용도로 사용됩니다. 다음은 사용 예시입니다.

• PC 및 스마트폰 충전용 AC 어댑터
• 트램용 전원 공급 장치
• LED 조명의 전원 공급 장치
• 공조기 및 냉장고의 제어 기반 내부
• 전해 공장, 도금 공장용 전원 공급 장치
• 직류를 이용한 전기로의 전원

가전제품도 대부분 직류전원을 내부에 가지고 있지만, 선풍기나 백열전구 등 일부 가전제품은 교류전원을 직접 사용하기 때문에 직류전원장치를 가지고 있지 않습니다.

직류 전원의 원리

직류 전원장치(AC-DC 전원)는 교류 전원을 정류, 안정화하여 직류 전원으로 만드는 장치입니다.

직류화 방식에 따라 크게 션트 레귤레이션 방식, 직렬 레귤레이션 방식, 스위칭 레귤레이션 방식의 세 가지로 나뉩니다.

1. 션트 레귤레이션 방식

• 션트 레귤레이션 방식은 입출력 사이에 다이오드와 저항을 직렬로 연결합니다.
• 교류전원이 다이오드를 일정한 방향으로만 통과할 수 있기 때문에 출력단에서는 직류전원이 출력됩니다.
• 구조가 간단한 대신 저항에 의한 열 손실이 커서 세 가지 방식 중 효율이 가장 낮습니다.

2. 직렬 레귤레이션 방식

직렬 레귤레이션 방식은 입출력 사이에 트랜지스터 등의 소자를 직렬로 연결합니다.
교류전원은 일정한 방향으로만 트랜지스터를 통과할 수 있기 때문에 출력단에서는 직류전원이 출력됩니다.

3. 스위칭 레귤레이션 방식

스위칭 레귤레이션 방식은 교류 전원을 스위칭 소자로 전류와 전압의 방향을 전환합니다. 그 결과, 일정한 방향과 평균화된 직류 전원이 출력됩니다.

직류 전원의 기타 정보

1. 직류 전원과 교류 전원의 차이점

앞서 언급했듯이 전원에는 직류 전원과 교류 전원이 있습니다. 직류 전원과 교류 전원의 특징은 다음과 같습니다.

직류 전원의 특징

• 건전지나 납축전지 등의 화학반응에서 뽑아낼 수 있다.
• 반도체의 동작에는 직류전원이 필요하다.
• 장거리 송전 시 리액턴스에 의한 손실이 없다.
• 유도 전자파가 발생하지 않는다.
• 변압-차단용 장치가 고가이다.

교류전원의 특징

• 동기발전기 등 회전기기에서 전원을 추출할 수 있다.
• 변압기에 의해 쉽게 변압 가능하다.
• 전류가 0이 되는 타이밍에 쉽게 차단 가능하다.
• 유도에 의한 전자파 대책이 필요하다.
• 역률 및 과도 안정도 고려해야한다.

이상의 특성으로 인해 대형 전원화에 적합하기 때문에 전력회사의 상용전원은 교류전원입니다.
그러나 최근에는 과도 안정성을 고려할 필요가 없고 손실이 적은 직류에 의한 대용량 송전도 검토되고 있습니다.

2. 직류전원 사용법

직류전원은 종류도 규모도 다양하지만, 모두 정전압 또는 정전류 모드로 작동합니다.

정전압 모드
정전압 모드는 일정한 전압으로 작동하도록 만들어진 모드입니다. 정전압으로 사용하는 전자회로의 제품 확인 등에 사용됩니다. 정전압 모드 정전압 제품으로서 파워 서플라이는 산업에서 널리 사용됩니다.

정전류 모드
정전류 모드는 일정한 전류로 작동하도록 만들어진 모드입니다. 아날로그 신호의 전송 및 LED 조명의 조광 장치에 사용됩니다.

제품에 내장된 직류 전원장치에는 두 가지 모드 중 한 가지 모드만으로 동작하는 경우가 많습니다. 시험용 직류 전원장치 등은 각 모드를 수동으로 전환할 수 있는 장치가 많기 때문에 용도에 따라 모드를 변경할 수 있습니다.

온습도 센서란?

온습도 센서는 온도와 습도를 측정하는 기기입니다.

온도 센서와 습도 센서로 구성되어 있으며, 하나의 장치로 온도와 습도 두 가지 항목을 측정할 수 있어 설치가 간편하고 설치 공간도 필요하지 않습니다.

온습도 센서의 사용 용도

온습도 센서는 온도 및 습도를 측정하기 위해 사용되는 것으로, 예를 들어 다음과 같은 분야에서 사용됩니다.

• 외부 온도 및 습도 측정
• 에어컨, 히터 등 공조기기의 센서
• 자동차의 엔진을 관리하는 센서
• 스마트폰, 컴퓨터 등의 센서
• 산업용 검사

온습도 센서의 원리

온습도 센서는 온도 센서와 습도 센서로 구성되어 있습니다. 온도 센서는 크게 온도계 저항체(RTD), 선형 저항기, 서미스터의 세 가지로 구분되며, 습도 센서는 저항 변화형과 정전 용량 변화형의 두 가지로 나뉩니다. 아래에 순서대로 설명하겠습니다.

1. 온도 센서

온도 저항체(RTD)
온도 센서의 일종인 RTD는 전기 저항값을 측정하여 온도를 알 수 있는 방식입니다. 백금, 니켈, 구리 등의 금속이나 금속 산화물, 반도체의 전기저항이 온도 상승에 따라 올라가는 성질을 이용하여 전기저항 값을 측정함으로써 온도를 측정합니다.

선형 저항기
선형저항체는 니켈 니켈이나 팔라듐 합금을 사용한 온도계 저항체로, 온도와 저항이 거의 일직선으로 증가하는 특성을 이용합니다. 백금 등을 이용한 온도 측정 저항체만큼 정확도는 높지 않습니다.

서미스터
서미스터는 온도에 따라 저항값이 변화하는 소자입니다. 이를 이용한 온도 센서에서는 소자의 온도와 저항의 상관관계를 이용하여 온도를 측정합니다. 서미스터는 온도 상승에 따라 저항이 높아지는 PTC 서미스터(양특성)와 온도 상승에 따라 저항이 낮아지는 NTC 서미스터(음특성)의 두 가지 종류가 있습니다.

PCT 서미스터는 특정 온도에서 저항이 급상승하는 것이 특징이며, 반도체가 열폭주할 때 과전류 보호용 등에 적합합니다. 반면 NCT 서미스터는 상온에서의 저항값이 높고, 온도 상승에 따른 저항값 변화가 큰 특성을 가지고 있습니다. 따라서 온도에서의 회로 보호 등이 일반적인 사용 방법입니다. 참고로 보통 서미스터라고 하면 NCT 서미스터를 말합니다.

2. 습도 센서

저항 변화형
저항 변화형 온도 센서는 저항값의 변화로 습도를 유도하는 센서입니다. 센서에 내장된 빗살형 회로의 빗살 사이를 고분자로 이루어진 감습막으로 연결한 구조를 가지고 있는 것이 특징입니다.

습도가 상승하여 감습막이 흡습하면 감습막 내의 이동이온이 증가하여 감습막의 저항값이 낮아지고, 반대로 습도가 낮아지면 저항값이 높아지는 것을 이용하고 있습니다. 즉, 저항변화형 온도센서에서는 저항값의 변화로부터 습도를 도출합니다.

정전 용량형
정전 용량형 온도 센서는 정전 용량의 변화를 습도로 환산하는 방식의 센서로, 두 개의 전극으로 고분자로 이루어진 감습막을 끼워 넣은 구조가 특징입니다. 습도가 높아지면 감습막 내 이동이온이 증가해 전극 사이의 정전 용량이 증가합니다.

반면, 습도가 낮아지면 감습막의 이동이온이 줄어들기 때문에 전극 간 정전 용량이 감소한다. 즉, 정전 용량형 온도 센서는 정전 용량의 변화를 습도로 환산하는 방식입니다.

온습도 센서의 종류

온습도 센서는 형태에 따라 분류하기도 하는데, IC칩에 내장된 IC형 온습도 센서와 IoT(Internet of Things)에 활용되는 무선형 온습도 센서 등이 있습니다.

1. IC형 온습도 센서

IC형 온습도 센서는 센서 소자와 A/D 변환 등의 계측 회로가 집적되어 하나의 칩으로 구성된 구성입니다. 센서 소자 단품을 각각 사용할 경우 용도에 따라 주변 회로 설계가 필요하여 시간과 비용이 많이 소요됩니다.

하지만 일체형 IC 타입 온습도 센서는 이러한 번거로움이 없어 간편하게 사용할 수 있습니다. 또한, 기판에 실장할 때 필요한 실장 면적을 줄일 수 있어 소형화, 저소비전력, 저비용을 실현할 수 있습니다.

2. 무선 온습도 센서

최근 들어 컴퓨터나 스마트폰뿐만 아니라 다양한 기기들이 인터넷에 접속하여 연동할 수 있게 되었다. 이른바 IoT(Internet of Things)라고 불리는 기술로 사물 간 정보 교환, 원격 조작, 데이터 수집 등이 가능해지면서 다양한 서비스에 활용되고 있습니다.

특히 원격으로 물건의 상태를 모니터링하고, 이상 징후를 감지하는 등의 서비스나 시스템에서 센서의 역할은 매우 중요하다. 그래서 IoT 센서라고 불리는 와이파이, 블루투스 등 무선 통신 수단으로 데이터를 전송하는 센서가 등장하고 있습니다.

무선 온습도 센서도 그 중 하나로, 무선 온습도 센서를 활용하면 원격지의 온습도 확인 및 모니터링 시스템을 구축할 수 있다. 구체적으로 데이터센터, 제조라인, 냉방설비, 창고, 비닐하우스 등 상시 사람이 없는 곳이나 보이지 않는 곳의 온습도 관리 및 이상 감지 등에 활용되고 있습니다.

또한, 응용 사례로 창문이나 문 개폐 감지, 사람이나 동물의 움직임을 감지하는 센서, 가전제품과 연계한 홈 보안 서비스, 노약자 돌봄 서비스 등 다양한 용도와 장면에서 활용되고 있습니다.

자기 센서란?

자기 센서는 자기를 감지하는 센서를 말합니다.

영구자석, 전자석에서 발생하는 자기나 지자기를 감지할 때 사용됩니다. 마그네틱 센서에서는 자기의 벡터(크기와 방향)를 감지할 수 있습니다.

자기 센서의 사용 용도

최근 자기 센서는 생활용품부터 산업기기까지 폭넓게 사용되고 있습니다. 대표적인 예가 스마트폰입니다. 지도 앱이나 방향 앱의 방향 감지 등에 사용됩니다.

또한, 산업 및 연구 분야에서는 자기를 발생시키는 물질의 검사 및 검출에 사용되는 경우가 많습니다. 아래는 검출 대상 예시를 열거한 것입니다.

• 지구에서 발생하는 지자기 감지
• 암반 내 광물의 자기 검출
• 근육이나 뇌에서 발생하는 생체 자기 검출
• 지폐 위조 방지를 위한 자성 잉크 감지
• 구조물의 비파괴 검사에 사용되는 자기검출전류가 생성하는 자속 감지

위를 감지하여 다음과 같은 제품에 적용이 가능합니다.

• 나침반
• 회전-각도 센서
• 생체 자속을 이용한 MRI용 자속 센서
• 비접촉식 전류계

자기 센서의 원리

자기 센서는 자속으로 인한 로렌츠력을 전기적 신호로 변환하여 자기의 벡터(크기, 방향)를 감지합니다.
마그네틱 센서에도 여러 종류가 있지만, 크게 홀소자를 이용한 홀 센서와 자기저항소자(MR)를 이용한 자기저항소자 센서로 구분할 수 있습니다.

홀 센서

홀 센서는 홀 요소와 수직 자속 사이에서 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기 벡터를 감지합니다. 홀 효과란 자속과 직각인 전류가 발생했을 때, 자속과 전류에 대해 90도 방향으로 기전력이 발생하는 현상입니다.

MR 센서

MR 센서는 자기를 감지하면 저항이 변하는 자기 저항 소자를 이용하여 자기 벡터를 감지합니다.
자기저항소자에는 반도체 자기저항소자, 이성 자기저항소자, 거대 자기저항소자, 터널 자기저항소자의 종류가 있습니다.

자기 센서의 기타 정보

1. 자기 센서와 나침반

나침반은 방향을 알기 위한 도구입니다. 예로부터 영구자석이 사용되어 왔지만, 최근에는 영구자석 대신 자기 센서를 이용해 방위각을 계산하는 전자 나침반이 널리 보급되고 있습니다.

전자 나침반은 스마트폰에도 탑재되어 있다. 스마트폰 내에서의 역할은 방위 앱의 방향 감지, 지도 앱의 내비게이션 등입니다.

대부분의 지도 앱은 GPS를 이용하는데, GPS의 위치 탐지 정확도는 수 미터 단위입니다. 따라서 내비게이션으로 사용하기에는 충분하지 않습니다. 또한 전파 상태가 좋지 않은 지역에서는 GPS 신호를 수신하지 못하는 경우도 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 전자 나침반과 결합하여 방위와 진행 방향을 감지하여 GPS의 오차를 보정합니다. 또한, 항상 진행 방향이 위를 향하도록 지도 표시를 조정할 수도 있습니다.

또한, 전자 나침반은 미약한 지자기에서 방위를 계산하기 때문에 스피커 등 자성 부품의 영향을 보정하는 기술도 사용됩니다.

2. 자기 센서와 자동차

자동차의 안전성과 편의성을 높이는 제어 시스템을 구현하기 위해 다양한 센서가 탑재되고 있는데, 자기 센서는 신뢰성과 비용 면에서 유리합니다. 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다.

• 차량 속도 감지
• 엔진 회전 속도 제어
• ABS (Anti-lock Breaking System)
• 파워 스티어링
• 카 내비게이션

최근 자율주행 기술이 주목받고 있으며, AI 기술을 활용한 실현을 위한 기술 개발이 진행되고 있습니다. 아직 많은 과제가 남아있지만, 이를 해결하기 위한 방안으로 마그네틱 마커 시스템이 주목받고 있습니다.

마그네틱 마커 시스템은 완전 자율형 자율주행과 달리 유도형 시스템입니다. 도로에 설치한 마그네틱 마커를 차량의 자기 센서로 감지해 현재 위치를 파악하고 경로를 제어하는 운전 지원 시스템을 말합니다. 노선버스에서 자율주행 실현을 위한 실증 시험이 시작되고 있습니다.