공머생의 공부노트

OP AMP 란? OP AMP는 현재 회로에서 가장 자주 쓰이는 증폭 회로로서 매우 다양한 역할을 수행하는 IC 칩이다. OP AMP는 말 그대로 Operation(연산) 과 amplification(증폭)의 합성어로 숫자를 더하거나 빼고 심지어 미분 적분하는 역할부터 매우 작은 신호를 트렌지스터 같이 증폭시키는 역할을 수행한다. 연산증폭기는 다양한 종류의 전자 회로에서 중요한 구성 요소(building block)이다. 연산증폭기는 그 기원이 선형, 비선형, 주파수 의존 회로에 쓰이던 아날로그 컴퓨터에 있다. 이득과 같은 최종 요소의 특성이, 온도 변화와 op-amp 자체의 불균일한 제조상태에 거의 의존하지 않고, 외부 부품(component)에 의해서 설정되기 때문에 회로 설계에서 인기가 있다. 연산..

우리가 회로를 만들고 테스트 할려면 회로 내에서 발생하는 전압이나 전류의 방향과 그 양을 판단해야 하는 경우가 많다. 주로 멀티미터를 활용하여 이를 간단히 수행할 수 있지만 데이터를 불러오거나 가공하기 어렵고, 그래프로 확인해야 하는 경우 하이엔드 장비가 없다면 매우 불편하다. 좋은 전자실험을 위해서는 오차가 적은 멀티미터나 반응속도가 0에 매우 가까운 전문 오실리스코프를 사용하는 것이 맞지만 공부를 하는 입장에서 회로의 거동을 지켜볼 때 조금의 오차는 허용할 만 하다. 그래서 내가 실험에 자주 사용했던 아두이노를 멀티미터로 활용하는 방법을 제시해볼까 한다. 아두이노의 해상도 아래 보이는 것은 우리가 많이 사용하는 아두이노 R3의 설계도인데, 가운데 가장 큰 소자가 바로 아두이노의 핵심인 CPU이다. 아..

회로 오류와 플로팅의 정체 아두이노에서 회로를 테스트 하기 위해 다음과 같은 식으로 회로를 연결해본적이 있을 것이다. 아주 매우 단순한 회로로서 어쩌면 가장 직관적이다. 하지만 이 회로를 실제로 연결해보면 스위치를 누를 때 작동하지 않고 엉뚱할 때 작동하게 될 것이다. 특히 코드에서 digital 신호로서 이를 받아내면 스위치가 완전히 먹통이 된다. 이는 회로가 잘못 구성되거나 아두이노가 망가진 것 때문이 아닌 floting 현상에 의한 것이다. 이를 잘 이해하지 못하고 회로에 문제가 있다고 생각하기 시작하면 회로 구성은 파국으로 빠진다...... 센서와 전선을 전부 납땜하여 테스트하는데 이러한 문제가 있다고 생각하면 소름이 돋는다.... 조금 자세히 신호를 받아서 분석해보면 그 원인을 자세히 알 수 있..

저항이란 ?? 저항은 전류의 흐름을 방해하는 소자로서 전류의 흐름에 따라 에너지가 열로 손실되는 특징을 가지고 있는 소자를 의미한다 일반적으로는 회로 내에서 전류, 전압을 변화시키는 역할을 한다. 저항이 전류를 방해하는 재료공학적인 관점은 아래 포스팅에서 확인할 수 있다. 저항의 이해 저항은 전류를 방해하고 전자의 충돌로서 전류의 에너지를 열로 변환하는 특징을 가진 소자이다. 저항은 가장 기본적인 소자로서 어떤 디바이스에서도 필수적으로 활용됨으로 그 특성을 이해 yumy.tistory.com 저항의 종류와 활용법 저항의 쓰임처는 매우 다양하고 이에 따라 소재의 종류와 형태도 매우 많다. 이 포스팅에서는 자주 사용하는 저항들의 사용법과 활용법에 대해 간단히 서술하겠다. 저항은 형태에 따라 일반적인 저항(R..

저항은 전류를 방해하고 전자의 충돌로서 전류의 에너지를 열로 변환하는 특징을 가진 소자이다. 저항은 가장 기본적인 소자로서 어떤 디바이스에서도 필수적으로 활용됨으로 그 특성을 이해하는 것이 매우 중요하다. 저항의 원리 저항은 말 그래도 전자의 흐름에 "저항"하는 것을 의미한다. 이러한 특징 덕분에 저항 소자는 전류의 흐름을 조절하거나 열을 의도적으로 발생시키는데 활용된다. 가장 기본적인 저항의 원리는 위에서 설명한대로 전자의 흐름을 방해하는 것이다. 이를 자세히 이해하기 위해서는 "전도성"이라는 개념까지 확장되어 이해해야 한다. 전자는 음의 전하를 가지는 물질로서 현대 전자공학에서는 하나의 입자처럼 간주해도 무관하다.(불확정성의 양자역학적 범위 내에서). 만일 자유전자와 금속원자핵이 모여서 균형을 이루는..

앞선 포스팅에서 기본적인 UV-VIS 분석법의 원리와 정의에 대해 다루었다. 이번 포스팅에서는 DIY UV-VIS의 설계에 대해 고민해보자 https://yumy.tistory.com/34 실제 분광분석기의 구조 실험, 연구용으로 사용되는 분광분석기들은 100만원부터 2억까지 그 가격이 천차만별이다. 단순히 화학종의 정량, 정성분석 뿐만이 아닌 FTIR, DRS 같은 특수한 기능이 들어간 장비들도 요즘에는 적절한 가격으로 보급되고 있다. 하지만 드렇다고 해서 일반 고등학교나 영재학급에서 장비를 사용하기는 쉽지 않은 것이 현실이다. 분광분석기는 다양한 파장에서 연속적인 스펙트럼을 방출하는 광원을 가지고 포토 다이오드나 CCD등을 통해 빛의 In tensity를 분석한다. 그렇기에 내부에는 빛을 내는 광원과..

분광분석법이란? 일반적으로 빛과 물질의 상호작용을 통한 분석을 하는 분석법중 하나로, 이전에는 가시광선(VIS), 자외선(UV)영역에서의 연구가 이루어졌지만 최근에는 빛의 범위를 늘려 방사선이나 X-ray등의 파장을 활용하는 분광법도 나오고 있다. 분광분석을 통한 시료의 분석은 가장 강력한 Tool중 하나로 시료의 손상 없이 타겟 물질의 정령, 정성적인 분석을 가능하게 한다는 장점이 있다. 이번 실험 설계에서는 UV-VIS Spectrophotometry를 중점으로 전개해 나가고자 한다. 분광분석법의 기본 원리 분광분석은 크게 정량분석과 정성분석으로 나뉘는데, 정량분석은 시료의 양을 파악하고 정성분석은 시료의 종류를 파악하게 된다. 특정 파장의 빛이 시료를 통과하게 된다면 시료는 그 빛을 흡수하게 된다...

세상에는 전기를 활용하는 것이 너무나 많다. 당장 우리 옆에 있는 컴퓨터와 휴대폰만 보더라도 우리가 상상하지 못하는 수준으로 많은 전기회로들이 복잡하게 얽혀있다. 만일 우리가 어떤걸 만들어내고 싶다면 그게 어떤 것이든지 전자공학을 피해가진 못할 것이다. 이를 위해서는 전자공학을 이루는 기본적인 요소를 이해할 필요가 있다. 물질의 전하(charge)에 대하여 전자공학을 하기 위해서는 만유인력 만큼 당연한 것이 있다. 바로 전기의 가장 기본적인 법칙에 대한 이해이다! 본격적으로 전압, 전류, 저항에 대해 다루기 전에 전하(charge)에 대해 짚고 넘어가자. 전자기력은 (+)와 (-)로 구성되어 있는데 전하q가 양수이냐 음수이냐에 따라 거의 모든 작용 방향이 결정된다. 이때 물체가 가지는 특성이 +이냐 -이..