RC CAR 주행_최종보고서

문서 내 토픽

1. Thermistor를 이용한 온도측정

Thermistor를 이용하여 RC CAR 주행 시 온도를 측정하였다. 온도 보정식을 통해 온도전압 값을 섭씨온도 값으로 변환하였고, 최대 온도 29.8℃, 최소 온도 26.1℃, 평균 온도 27.8℃를 측정하였다. 이를 기상청 날씨 정보와 비교하면 약 6%의 오차가 있었는데, 이는 대기에 의한 열 손실 때문인 것으로 분석되었다.
2. 차압센서를 이용한 속도측정

차압센서를 이용하여 RC CAR 주행 시 속도를 측정하였다. 차압 전압을 압력으로 변환하고 베르누이 방정식을 이용하여 속도를 계산하였다. 최대 속도 1.22 m/s, 최소 속도 0.89 m/s, 평균 속도 1.17 m/s를 측정하였다. 주행거리는 약 220m로 추정되었는데, 이는 바람의 영향으로 인한 오차로 분석되었다.
3. 변위센서를 이용한 각도측정

Potentiometer를 이용하여 RC CAR 바퀴의 각도를 측정하였다. 2차 보정식을 통해 각도전압과 실제 각도의 관계를 나타내었고, 주행 시 최대 각도 약 30도, 최소 각도 약 -20도를 측정하였다. 오차의 원인은 Potentiometer 장착 시 0도 기준이 맞지 않았거나 RC CAR 자체가 오른쪽으로 쏠려 있었기 때문으로 분석되었다.
4. 홀 센서를 이용한 회전수 측정

홀 센서를 이용하여 RC CAR 바퀴의 회전수를 측정하였다. 최대 RPM 1910 RPM, 최소 RPM 0 RPM, 평균 RPM 765 RPM을 측정하였다. 이를 통해 계산한 평균 속도는 2.08 m/s로, 사람 걸음걸이와 유사한 수준이었다. 하지만 일부 구간에서 오차가 크게 발생한 이유는 주변 전기제품의 자기장 간섭, 바퀴 헛돌림 등으로 인한 Edge 발생 오류 때문으로 분석되었다.
5. GPS를 이용한 위치 및 속도 측정

GPS를 이용하여 RC CAR의 위치와 속도를 측정하였다. 속도 측정 결과 최대 속도 6.95 m/s, 최소 속도 0 m/s, 평균 속도 0.98 m/s로 나타났다. 위치 측정 결과는 실제 주행 경로와 크게 다른 것으로 나타났는데, 이는 높은 습도로 인한 GPS 오작동 때문인 것으로 분석되었다. 보정 작업을 통해 실제 주행 경로를 추정할 수 있었다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. Thermistor를 이용한 온도측정

Thermistor는 온도에 따라 저항값이 변하는 특성을 이용하여 온도를 측정하는 센서입니다. 이 센서는 비교적 저렴하고 정확도가 높아 산업, 가전, 의료 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 온도 측정 범위가 넓고 반응속도가 빠르며 소형화가 가능하다는 장점이 있습니다. 하지만 온도 변화에 따른 저항 변화가 비선형적이므로 정확한 온도 측정을 위해서는 보정이 필요합니다. 또한 열적 안정성이 낮아 장기간 사용 시 특성이 변할 수 있다는 단점이 있습니다. 따라서 애플리케이션의 요구사항에 맞는 thermistor를 선택하고 적절한 보정 및 온도 보상 기술을 적용해야 합니다.
2. 차압센서를 이용한 속도측정

차압센서는 유체의 흐름에 따른 압력 차이를 측정하여 유속을 계산할 수 있는 센서입니다. 이 센서는 유량, 유속, 유체 속도 등을 측정하는 데 널리 사용됩니다. 차압센서는 유체의 흐름을 방해하지 않고 비접촉식으로 속도를 측정할 수 있어 산업 현장에서 유용하게 활용됩니다. 또한 정확도와 반응속도가 우수하며 다양한 유체에 적용할 수 있습니다. 하지만 유체의 점성, 온도, 밀도 등에 따라 측정값이 달라질 수 있어 이에 대한 보정이 필요합니다. 또한 센서 설치 위치와 배관 구조에 따라 측정 정확도가 달라질 수 있습니다. 따라서 차압센서를 활용할 때는 이러한 요인들을 고려하여 적절한 설치 및 보정 기술을 적용해야 합니다.
3. 변위센서를 이용한 각도측정

변위센서는 물체의 움직임이나 위치 변화를 감지하여 각도, 거리, 변위 등을 측정할 수 있는 센서입니다. 이 센서는 로봇, 자동화 기계, 항공기 등 다양한 분야에서 각도 측정에 활용됩니다. 변위센서는 접촉식과 비접촉식으로 구분되며, 각각의 장단점이 있습니다. 접촉식 센서는 정밀도가 높지만 마모와 마찰로 인한 오차가 발생할 수 있고, 비접촉식 센서는 마모가 없지만 측정 거리에 따른 정밀도 저하가 있습니다. 따라서 애플리케이션의 요구사항에 맞는 변위센서를 선택하고, 설치 환경과 측정 조건을 고려하여 적절한 보정 및 신호처리 기술을 적용해야 합니다. 또한 센서의 반복성, 선형성, 히스테리시스 등 특성을 면밀히 검토하여 정확한 각도 측정이 가능하도록 해야 합니다.
4. 홀 센서를 이용한 회전수 측정

홀 센서는 자기장의 변화를 감지하여 회전 속도나 회전 각도를 측정할 수 있는 센서입니다. 이 센서는 모터, 엔진, 터빈 등의 회전 속도 측정에 널리 사용됩니다. 홀 센서는 비접촉식으로 동작하여 마모나 마찰이 없고, 내구성이 뛰어나며 고속 회전에도 적합합니다. 또한 소형화가 가능하고 가격이 저렴하여 산업 현장에서 많이 활용됩니다. 하지만 자기장 변화에 민감하므로 외부 자기장 간섭에 의한 오차가 발생할 수 있습니다. 따라서 홀 센서를 사용할 때는 자기장 간섭을 최소화할 수 있는 설치 환경을 조성하고, 적절한 신호처리 기술을 적용하여 정확한 회전수 측정이 가능하도록 해야 합니다.
5. GPS를 이용한 위치 및 속도 측정

GPS(Global Positioning System)는 위성으로부터 수신한 신호를 이용하여 위치와 속도를 측정할 수 있는 기술입니다. GPS는 실외에서 정확한 위치와 속도 정보를 제공할 수 있어 자동차, 선박, 항공기 등의 항법 시스템에 널리 활용됩니다. GPS는 전 세계적으로 신호를 수신할 수 있고, 실시간으로 위치와 속도를 측정할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 건물, 터널, 산악 지형 등 GPS 신호가 차단되는 환경에서는 정확도가 떨어질 수 있습니다. 또한 위성 배치, 대기 상태, 전리층 등 외부 요인에 따라 측정값의 오차가 발생할 수 있습니다. 따라서 GPS를 활용할 때는 이러한 한계점을 고려하여 보정 기술을 적용하고, 필요에 따라 관성항법장치(INS) 등 다른 센서와 융합하여 정확도를 높일 수 있습니다.

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