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키보드로 움직이는 VHDL 로봇팔 제안서,최종보고서,설계포트폴리오,소스코드[DE0보드 사용]

3. 연구개발 내용 및 범위 먼저, 로봇의 기구부는 알류미늄, 아크릴, 포맥스 등의 작품을 완성하였을 시 내구성이 보장될 수 있도록 강도가 보장되지만 동시에 제작에 용이한 재질을 선택하여 로봇팔의 기구부를 설계한다. 몇가지 재질을 접해본 결과 ‘포맥스’라고 불리는 재질이 일반 문구용 칼로도 절단이 가능하고 접착이 용이하며 내구성이 우수하여 이 재질을 로봇의 기구부 제작에 사용하기로 선택하였다. 각 관절의 작동은 서보모터(HS-311)를 사용하며, 서보모터의 축은 하중에 견디기 적합하지 못하므로 직접적인 연결은 피한다. 로봇팔이 작동함에 있어 겹치거나 서로의 부분에 걸려 작동에 무리가 발생하지 않도록 한다. 서보 모터의 회전축과 로봇의 각 관절이 1:2 길이 비율로 링크 구조로 되어 있어 서보모터의 토크가 부족하지 않게 걸리는 힘을 2배로 만들어 주고 동시에 180도의 회전 범위를 갖는 서보모터의 회전범위를 90도로 줄여준다. 관절은 4개로 구성되고 인간의 팔에서 어깨, 팔꿈치, 손목, 손 에 해당되는 관절을 가진다. 프로그램시 크게 서보모터의 동작과 ps2 키보드의 신호 입력에 중점을 둔다. ps2키보드라고 알려진 Y형 커넥터를 사용하는 키보드는 본래 IBM사의 호환 키보드였는데 다른 회사의 PC들이 이 장치를 지원하며 ps2키보드로 알려졌다. ps/2 프로토콜을 공부하고 ps/2통신을 사용하게 될 것이다. ps2키보드는 DE0보드에 해당되는 포트에 연결되는데 VCC와 GND가 연결되고 키보드에 들어가는 클럭과 DATA line이 DE0보드와 ps2키보드간에 연결된다. 서보모터의 작동은 DE0 상에서 펄스 신호를 만들어 작동하는데 HIGH부분(Duty rate)을 조정하여 서보모터의 각도를 제어하고 이 신호는 DE0보드의 확장 헤더(Expansion Headers)로 출력하게 된다.4. 연구수행 내용 및 결과* 서보 모터의 작동 서보 모터는 작동을 위해 20ms의 펄스 신호가 필요하며, HIGH level부분의 시간이 보통, 0.7ms 이하이면 0도 (좌측으로 90도), 1.5ms 에서는 90도 (중심), 2.3ms 이상에서는 180도 (우측으로 90도)로 동작한다.

공학/기술| 2021.02.19| 25페이지| 10,000원| 조회(228)

VHDL, 쿼터스, 로봇공학실험, DE0보드, 로봇작품

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생활 속의 과학 "자연스러움"에 대하여

1. 자연1) 자연과 반자연일반적으로 자연이란 있는 꾸밈없는 그대로의 모습이라 정의하고 반자연이란 자연에 인위적 조작이 들어간 모습이라 정의한다. 이 인위적인 조작은 자연 상태의 모습을 바꾸거나 배열구조를 바꾸어 초기 상태에 변화를 주는 것을 말한다. 그렇다면 결함이 없는 완벽한 존재는 자연적이라 볼 수 있을까 아니면 반 자연스러운 것이라 말할 수 있을까? 나는 이런 결함이 없는 존재는 자연스럽지 않은 존재라 생각한다.2) 자연스러운 상태자연스러운 상태란 말 그대로 어색하지 않은 순수한 상태를 뜻한다. 즉 외부의 힘에 의한 원래 기존의 상태에 대해 변화가 없는 것을 말하는 것으로 괴리감을 느끼거나 어색함을 느끼지 않는 상태를 말한다. 주로 자연계의 원자의 구조는 일정한 간격을 두고 배열되어있다. 즉 결함이 없이 정리가 되어 있는 상태이다. 사실 우리는 원자의 구조가 어떤 모양을 가지고 어떤 크기로 어떤 꼬임을 통하여 연결이 되어있는지 정확히 알지 못하고 있다. 원자의 내부 구조는 너무 작아 우리 눈에 보이지 않기 때문이다.3) 엔트로피 관점의 자연일반적인 논리로 자연이란 언제나 무결하며 자연보다 결함이 없는 존재는 없다고 보기 때문에, 원자의 구조를 일정한 간격으로 배열을 한 것이다. 이런 배열을 한 구조를 결함이 없는 존재로 본다면 정돈이 되어있지 않는 상태를 결함이 있는 존재로 보게 된다. 예를 들면 깨끗한 방이 있을 때 이것을 자연스러운 상태로 보고 방이 어지러워져 있을 때 이것을 반 자연스러운 상태로 본다. 즉 일반적으로 엔트로피가 증가된 상태를 우리는 반자연 상태라 본다. 하지만 과연 엔트로피가 증가된 상태가 자연스러운 상태일까? 원래의 상태가 정돈되어 있지 않는 엔트로피의 값이 큰 상태이고, 인위적으로 정리를 해 엔트로피를 적게 하였다면 이러한 상태는 모순을 불러온다.2. 자연의 결함1) 자연 그대로의 모습자연의 상태와 엔트로피의 구조 이외에도 자연의 상태의 결함이 있는 점이 있다. 상태는 자연 그대로의 모습을 많이 반영할수록 더욱 자연스러워진다. 사람의 개입이 없으면 없을수록 자연의 순수함을 느낄 수 있으며 깨끗하기에 모두가 선호한다. 친환경 제품 유기농을 예를 들어서 볼 수 있다. 유기농제품은 외부로 부터의 힘인 농약을 사용하지 않고 자연 스스로 성장시키거나 성장된 제품을 의미한다. 우리는 친환경 식품이라 하면 곧이곧대로 좋을 것이라고만 생각한다. 하지만 이러한 친환경 제품이 자라고 있는 땅과 성장을 시켜주는 물 등 여러 요소들이 언제나 순결함을 온전히 유지할 수는 없는 일이다. 뿐만 아니라 친환경제품을 재배하는 것이 항상 땅에 부담을 주지 않는 것이 아니다. 땅에 풀들이 자라듯 자연스럽게 농사를 지었을 뿐인데 농사가 끝난 후 농사를 지었던 땅은 영양이 결핍되거나 땅에 오염을 불러일으킬 수 있다. 그리고 친환경식품을 먹고 대장균에 감염된 사람들의 수가 늘어나는 것을 보면 친환경 제품이 문제가 있다는 것을 알 수 있다.2) 자연 재해자연재해도 그렇다. 홍수, 태풍 등의 심각한 피해를 줄 수 있는 자연재해 인간의 선택권이 아니다. 자연은 어떠한 도덕적 윤리를 따르지 않는다. 따라서 자연을 완벽한 상태라고 지칭하는 것을 옳지 않다. 지극히 인간의 관점에서 자연은 결함이 분명히 존재한다.3. 자연스럽다는 표현1) ‘자연스럽다’자연스럽다는 말은 위에서 말한 듯이 어색함이 없는 친근한 상태를 말한다. 이 말을 가장 많이 사용하는 분야는 인위적인 조작을 통하여 보기 싫은 흉한 모습을 우리가 원하는 예쁜 모습으로 탈바꿈하는 조경분야이다. 조경은 삭막한 도시의 환경공간에 자연환경을 섞음으로써 그 것들의 단점을 보완하고 장점을 한 곳에 모은 새로운 공간을 만들어 내는 것이다. 즉 원래의 상태를 결함이 있다고 보고, 인위적으로 그것을 고침으로써 결함을 제거하는 것이다. 그리고 이런 조경을 보면서 우리는 친밀함을 느끼며 자연스럽다고 생각을 하게 된다. 실재 조경이란 안 좋은 것을 보이지 않기 위해 다른 것을 덧대고 덧대어 감추고 싶은 대상을 감추는 것을 말한다. 이 조경을 통해 자연의 원 상태는 결함이 존재한다는 것을 알 수 있다.

자연과학| 2020.05.26| 4페이지| 1,000원| 조회(170)

자연, 자연과학, 생활속의과학, 자연스러움, 자연스럽다

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공학/기술| 2019.04.02| 1페이지| 1,000원| 조회(856)

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