깜지로 쓰려는 블로그

모터 개요

- DC 모터 : 소형 가전에 사용. 브러쉬에 의한 수명문제 -> BLDC 모터

- RC(remote control) 서보모터 : 완구용.  PWM으로 제어 용이. Encoder 사용하기도

- 스텝 모터 : 산업용, 프린터 등 사무용 기기에 많이 사용. 홀딩 토크가 큼. 잘못 제어시 탈조

- AC 모터 : 산업용, 드라이어기, 에어컨 등 가전에 많이. 속도 제어를 위해 인버터 사용

- 서보 모터 : 산업용, 정밀 장치, 로봇 등 에 많이 씀. 

디지털 출력

- MCU 입출력 단자를 이용한 ON, OFF.

- MCU 포트는 80mA 아주 작은 전류를 내보내 TR이나 릴레이 연결해 높은 전력 장치를 ON/OFF 연결해 사용

아날로그 출력

- DAC로 아날로그 출력으로 변환 -> 연산증폭기로 증폭.

 <-> 아날로그 출력 회로는 비용이 크다.  

=> PWM 제어 사용

PWM

- 듀티비를 이용해 모터, 온도, 조명 등 제어

RC 서보모터

- DC 모터에 감속기어를 추가해 적절한 속도와 큰 토크를 얻음

- 토크 암의 각도를 내부 POT 센서로 제어.

 HOW? 명령 각도 V와 비교해 내부적으로 feedback 제어로 위치 제어 수행

 * POT 센서 : 포텐쇼미터 = 가변저항, 오디오 볼륨으로도 사용

- RC 서보모터 제어규정 : 제어 PWM 주기. 20ms 주기 내 On-duty를 0.6 ~ 2.4ms 사이로 회전각도 결정

H 브리지 회로를 이용한 DC 모터 제어

- H 브리지 회로 : DC 모터의 정역 회전 제어에 사용

 + PWM 신호로 방향 뿐만 아니라 속도도 제어

3D 장면에서 컴퓨터까지

이미지 샘플링, 이산화

- 이미지를 픽셀별로 분리. 해상도가 320 x 240 일 시 가로 320픽셀, 세로 240 픽셀

이미지 히스토그램

- 이미지 픽셀별 강도값을 히스토그램으로 표현

- 히스토그램 평활화 : 히스토그램을 평활하게 분포시켜 강도 범위를 펼쳐 이미지 선명도를 높임

이진화

- 경계값(Thresold)에 따라 픽셀 값을 0, 1로

스무딩(블러링, 저주파 통과 필터 효과)

- 영상 노이즈 제거. 특정 픽셀이 지나치게 크거나 작은경우 제거하거나 이웃과 비슷하게 -> 이미지가 선명해짐

이미지의 기하학적변환

크기변환 scalining

직선이동

회전 행렬

에지 검출

- 이미지 경계, 물체 정보 취득에 사용

- 이미지 강도 변화율로 검출 -> 1차 미분의 극점 에지 존재

이미지 그라디언트, 자코비안, 헤시안

- 그라디언트 : 다변수 스칼라 함수 1차 미분 -> 이미지 에지검출에 사용

- 자코비안 : 다변수 벡터 함수에 대한 1차 미분 ->  그라디언트나 마찬가지로 1차 미분이므로 지역적 변화 파악에사용

- 헤시안 : 다변수 벡터 함수에 대한 이차미분 -> 곡률 특성 나타냄. 최적화 문제에 사용

- 라플라시안 : 다변수 스칼라 함수의 2차 미분 -> 모든 방향으로 변화가 심할때 최대값가짐 ->코너 검출

ref  :https://darkpgmr.tistory.com/132

마스크를 이용한 에지검출

- 소벨 마스크를 이용. 

- 소벨 마스크 : 픽셀간 1차 미분 근사화한 마스크, 수직 수평 경계에 민감

모폴로지(형태학적) 연산

- 픽셀간 통합 분리

- 침식, 팽창, 열림, 닫힘 4가지 프로세스, 노이즈 제거 지문인식 등 사용

- 침식 erode :  이미지 줄임 -> 노이즈 제거

- 팽창 dilation : 경계가 부드러워짐, 구멍 매꿈

- 열림 연산 : 침식 후 팽창 적용 -> 작은 객체 제거에 적합

- 닫힘 연산 : 팽창 후 침식 적용  -> 전체적인 윤곽 파악에 좋음

ref : https://opencv-python.readthedocs.io/en/latest/doc/12.imageMorphological/imageMorphological.html

침식

팽창

이미지 변환 종류

- 평행이동, 회전, 크기조절, 원근변환 등

종류

1. ultrasonic sensor

2. PSD Position Sensitive Device

3. Encoder

4. Hall effect sensor

5. Capacitance sensor

6. Eddy current sensor

7. IMU

8. UWB Communication

1. 초음파 센서

1. 트리거 펄스 입력 : DSP IO포트로부터 트리거 신호를 트리거 펄스 인풋에 10us 보내주면 초음파(8사이클) 보낸다.

2. 초음파 에코 단자(에코펄스 출력)에서 로에서 하이로 바뀐다.

 - 이 신호의 라이징 에지를 잡고, 초음파가 물체에 갔다 돌아오는 시간을 재야하므로 타이머 시작.

3. 초음파가 돌아오면 에코 단자의 신호가 다시 Low로 바뀌고 타이머 정지

-> 초음파가 돌아올때까지의 시간과 음포 속도로 거리 측정. 거리 = 시간 x 음속 / 2

인식 범위 https://www.microsonic.de/kr/support/ultrasonic-technology/detection-zones.htm

SRF04 http://www.datasheetcafe.com/srf04-datasheet-pdf/

2. PSD 센서

- 저가, 신뢰성 있음.

- 대상물이 위치에 따라 센서와 거리, 빛이 반사되는 각도가 다름

- 측정 거리 L은 L_o : L_b = f : x 즉, L_o =  L_b * f/ x

-  송신부 : 적외선 발광 다이오드

- 수광부 : 렌즈의 배열로 있음

- 특징(GPY0A21YK)

  측정 거리 : 10 ~ 80cm

  패키징 크기 : 29.5 x 13 x 13.5

  공급전압 : 4.5 ~ 5.5v

  소비전류 : 30mA

https://m.blog.naver.com/iotsensor/221907920725

3. 엔코더

- 증분 엔코더 : 회전식 펄스 카운팅

- A상은 펄스 속도, B상은 방향 확인을 위함

- 앱솔루트 엔코더 : 회전각에 따라 다른 출력신호

 * 그레이 코드 표기 : 1비트씩 바뀐다. 경계점에서 완전히 다른 코드로 바뀌는 문제 개선

https://www.freego2.de/index.php/technical-info/encoders

4. 홀 이펙트 센서

- 홀전압은 자기장과 입력 절뉴에 비례

- 회전체의 각도 방위 측정에 활용

5. IMU(가속도계 + 각속도계)

- 이동관성(가속도) + 회전관성(각속도) + 지자기계 측정

- 센서내 마이크로프로세서로 계산. 데이터를 I2C, SPI로 가져와 사용.

센서의 신호처리 - 필터 종류.

- Low Pass Filter : 저역통과(저주파) 필터. 고주파 노이즈 제거(ex. 가속도 센서)

- High Pass Filter : 고역통과필터. 저주파 노이즈 제거하는 경우(ex. 센서 적분 데이터)

- Band Pass Filter : 특정 주파수 대역만 통과.

- Band Stop Filter : 대역 제거 필터. 특정 대역 신호만 제거.

1차 저주파 통과 필터 구현 1st Low Pass Filter

- 아날로그 필터와 디지털 필터. 디지털 필터(코딩해서 신호 처리)를 주로 구현

* 실험해보기 : IMU 센서 데이터를 저주파 통과 필터로 필터링