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RFID정의및 설계

□ RFID의 정의Radio-Frequency IDentification- RFID(Radio-Frequency IDentification) 기술이란 전파를 이용해 먼 거리에서 정보를 인식하는 기술을 말한다. 여기에는 RFID 태그(이하 태그)와, RFID 판독기(이하 판독기)가 필요하다.- 태그는 안테나와 집적 회로로 이루어지는데, 집적 회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 판독기에게 정보를 송신한다. 이 정보는 태그가 부착된 대상을 식별하는 데 이용된다. 쉽게 말해, 바코드와 비슷한 기능을 하는 것이다.- RFID가 바코드 시스템과 다른 점은 빛을 이용해 판독하는 대신 전파를 이용한다는 것이다. 따라서 바코드 판독기처럼 짧은 거리에서만 작동하지 않고 먼 거리에서도 태그를 읽을 수 있으며, 심지어 사이에 있는 물체를 통과해서 정보를 수신할 수도 있다.□ RFID의 역사- RFID의 역사는 세계 제 2차대전 중에 영국군이 자국 전투기를 식별하기 위해 개발하여 사용한 것이 최초 도입사례로 알려져 있으나 태그 비용이 워낙 고가였기 때문에 수십 년간 시장에서 실용화 되기가 어려웠다. 즉, 1940년대쯤이 시초라고 볼 수 있는 것이다.- 전쟁목적으로 나온 기술이지만 1980년대 이후 태그비용 단가가 워낙 저렴해졌고 가축관리 등 다양한 산업에서의 응용이 가능해졌다.- 1990년대 들어서는 무선기술의 발전으로 고기능의 태그가 개발 - 레이블, 코인 등 다양한 형태로 사용현재 바코드기술보다 더 효율적인 기술로 평가받고 있다.- 최근 2000년대 들어서는 2009년 SK텔레콤(대표이사 정만원)이 가로, 세로 7㎜ 크기 보급형 전파인식(RFID)칩을 선보였다.- 미국메사츄세츠(Messachusettes)주의 식료품도매상의 아들인 윌리스 플린트가 제안한 시스템은 흘러가는 랙(Rack)과 펀치카드(Punched Card)를 이용해서 고객에게 상품을 자동적으로 분배하는 것이었으나 경제적인 타당성이 없어 실현되지는 못하였다.□ RFID의 개요- 트랜스폰더( TRANSPONDER : 외부 신호에 감응하여 자동적으로 신호를 되보내는 라디오 수신장치 또는 송수신기의 총칭 )와 리더(READER/CONTROLLER )를 이용한 자동화 데이터 수집 장치( AUTOMATIC DATA COLLECTION )의 한 분야인 무선인식 장치라고 말할 수 있다.- 일반적으로 바코드가 새겨진 LABEL 을 말할 때 RF에선 트랜스폰더( 실제로 여러 종류와 형태가 있지만 크게 RF TAG 와 RF CARD )로 대칭 하여 보고 그 RF 리더는 바코드에선 스캐너( SCANNER/DECODER )로 비교하여 보면 좀 더 쉽게 이해가 되리라 본다.- 바코드 스캐너가 LABEL을 스캐닝 하여 자료를 읽듯이 RF 리더는 트랜스폰더의 자료를 비접촉으로 전파를 그에 발사하여 되돌아 오는 전파에서 트랜스폰더의 자료를 읽어 들이는 방식이다.- RFID (무선인식)는 바코드와 같이 자동화 자료입력( AUTOMATIC DATA COLLECTION ) 장치의 한 방법으로 보면 되고 바코드가 해결하지 못하는 자료수집상의 어려운 점을 해결할 수 있는 많은 장점을 지니고 있으며 이 RF 인식 장치가 시작 된지 약20여년이 지난 이 시점에서 그에 대한 이용도와 필요성은 가히 상상하기 어려울 정도로 시장이 매일 커가고 있다고 본다.□ RFID의 구조- TAG : 상품에 부착되며 데이터가 입력되는 IC칩과 안테나로 구성.리더와 교신하여 데이터를 무선으로 리더에 전송.배터리 내장 유무에 따라 능동형과 수동형으로 구분됨.- 안테나 : 무선 주파수를 발사하며 태그로부터 전송된 데이터를 수신하여 리더로 전달함.다양한 형태와 크기로 제작 가능하며 태그의 크기를 결정하는 중요한 요소임.- 리더 : 주파수 발신을 제어하고 태그로부터 수신된 데이터를 해독함.용도에 따라 고정형, 이동형, 휴대용으로 구분됨.안테나 및 RF회로, 변/복조기, 실시간 신호처리 모듈, 프로토콜 프로세서 등으로 구성.- 호스트 : 한 개 또는 다수의 태그로부터 읽어 들인 데이터를 처리함.분산되어 있는 다수의 리더 시스템을 관리함.리더로부터 발생하는 대량의 태그데이터를 처리하기 위해 에이전트 기반의 분산계층 구조로 되어 있음.- RFID의 동작는 다음과 같은 순서로 동작한다.① 칩과 안테나로 구성된 태그에 활용 목적에 맞는 정보를 입력하고 상품 등에 부착한다.② 리더에서 안테나를 통해 발사된 주파수가 태그에 접촉한다.③ 태그는 주파수에 반응하여 입력된 데이터를 안테나로 전송한다.④ 안테나는 전송받은 데이터를 디지털 신호로 변조, CRC 체크(Cyclic Redundancy Check (순환 중복 검사) : 데이터 전송시의 오류 검사 방법)하여 리더로 전달한다.⑤ 리더는 데이터를 해독하여 호스트 컴퓨터로 전달한다.⑥ 호스트에서는 정보를 통합, 관리한다.⑦ 애플리케이션(ERP, WMS, MES, IMS)을 통하여 정보를 활용한다.□ RFID의 주파수- RFID 객체와 리더의 안테나와의 데이터전송 형태는 교신 거리에 따라 밀착형ㆍ근방형ㆍ원격형 등으로 분류가 가능하다.- 교신거리에 의한 분류는 IC카드의 국제표준화 작업에서 거의 완료되어 RFID태그도 ISO의 표준안을 토대로 분류 가능하다.- 원격형은 IC카드의 국제표준화 범위 외의 분류로서 교신거리가 큰 경우로 분류된다.- 밀착형은 안테나와 RFID태그의 거리가 0~수 미터인 경우를 말하고 근방형은 수 밀리미터부터 수 미터, 원격형은 수십 미터 이상의 경우에 이용되는 경우가 많다.□ RFID의 시장현황- 초소형, 초저가의 태그를 구현하기 위한 기술개발이 활발히 전개되고 있다.- 현재 RFID의 세계적인 추세는 많은 정보를 먼 거리에서 인식할 수 있는 UHF 및 2.45GHz로의 경쟁이치열하게 전개- 각각의 태그를 부착한 아이템의 정보를 구별하기 위한 특별한 ID 시스템 및 네트워크 연동기술개발이 활발- 국제표준을 주도하는 양대 공적표준화기구인 ISO와 IEC는 합동기술위원회(JTC1 : Joint Technical Committee 1) 내에 31번째 SC(Sub-Committee)를 설립하고 물품관리 관련 RFID에 대한 국제표준화를 활발히 진행- RFID 기술이 점차 초소형화되고 생산 및 공급가가 낮아지는 등의 기술력이 높아지고 정보보안 및 프라이버시 보호 문제등을 극복하게 되면 RFID 기술은 더욱 발전되고 널리 확대 이용될 것으로 본다.- RFID는 편리한 만큼 시스템이기는 하지만 아직은 부족한 요소가 보이고 있다. 따라서 이러한 부족한 요소들을 개선하기 위해 다음과 같은 방법과 절차가 필요할 것이다.① RFID 수준 높은 활용 - RFID와 네트워크를 연계시키는 네트워크 기반기술 및 각종 애플리케이션 활용기술 개발이 필요하다.② 효과적인 실증실험의 추진 - 사회와 친밀하면서도 중요한 분야에서 사용자가 참가한 실증실험을 추진하여 사회와 국민의 의견을 수렴하는 실증실험 필요하다.③ 표준화 전략의 추진 - RFID의 활용을 고도화하기 위해서는 RFID가 다양한 조직 및 업종뿐만 아니라 국내외에서도 이용 가능한 제품. 이를 실현하기 위해서는 표준화 매우 중요하다.□ RFID 프로그램 설계(1) Mifare 태그 데이터 읽기 방법[Mifare 태그 읽기]UID Read: Mifare 태그 ID를 읽어 들인다.Block Read: 블록 데이터를 읽어 온다.Increment: 블록 데이터에 값을 더한다.Decrement: 블록 데이터에 값을 감산한다.Clear: 디스플레이 화면상의 데이터를 지운다.Version: 펌웨어 정보를 읽어 온다.(2) Mifare 태그 데이터 쓰기 방법[Mifare 태그 쓰기]Write: Mifare 태그 블록에 데이터 쓰기.Block Mifare 태그 블록 읽기.Clear: 디스플레이 화면상의 데이터를 지운다.(3) ISO 15693 태그 데이터 읽기 방법[ISO 15693 태그 읽기]UID Read: 15693 태그 ID를 읽기.Block Read: 15693 블록 데이터 읽기.Clear: 디스플레이 화면상의 데이터를 지운다.(4) ISO 15693 태그 데이터 쓰기 방법[ISO 15693 태그 쓰기]Write: 15693 태그에 데이터 쓰기.Block Read: 15693 태그 블록 읽기.Clear: 디스플레이 화면상의 데이터를 지운다.2) UHF 900Mhz(Read / Write) 리더기(Option 제품) 태그 읽기UHF 900Mhz(Read / Write) 프로그램본 프로그램은 EPC Gen2 프로토콜의 RFID 태그를 읽고 쓰기를 지원하는 프로그램(1) 프로그램 실행UHF 900MHz(R/W) 프로그램을 실행하기 위해 아래의 설명을 참조.[데모프로그램 아이콘]① 바탕화면에 있는 프로그램 아이콘을 더블클릭한다.② “ Wait a second” 라는 메시지 박스가 나타난 후 메인 메뉴가 나타난다.

공학/기술| 2010.06.09| 12페이지| 1,500원| 조회(467)

RFID시장현황, RFID구조, RFID프로그램설계

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바코드설계 평가A+최고예요

제출일 2010 년 6 월 04 일 RFID 1 차 설계 레포트 바코드목 차 바코드의 정의 바코드의 동작과 해독원리 바코드의 장점과 특징 KAN 코드란 ? 바코드의 종류와 소개 바코드의 응용분야바코드의 정의 바코드란 다양한 폭을 가진 Bar( 검은 막대 ) 들과 Space( 흰 막대 ) 들의 조합으로 , 문자 숫자 또는 특수 기호를 광학적으로 판독하기 쉽게 정보를 표현하는 부호체계바코드의 동작과 해독원리 바코드 해독원리 검은 바 (Black Bar) 와 흰 바 (White Bar) 의 조합으로 이루어진 Bar Code 의 해독 방법은 Pen Type, CCD Type, Laser Type 등의 여러 종류의 바코드 Reader Type 이 있으나 기본적인 원리는 동일하다 . Pen Type 바코드의 좌우로 한번 reading 했을 시 파형이 발생한다 CCD Type 바코드에 접촉하는 것만으로 CCD Sensor 와 반전 증폭회로 등에 의해 파형이 발생한다 . Laser Type 반사경이나 프리즘에서 기계가 고속으로 주사한 후 파형이 발생 Analog 파형 빛 (Light Source) 의 반사에 의한 강약을 Photo Sensor 로 받아 전기적인 신호로 변환 . Digit 파형 Analog 의 신호를 Digit 신호 즉 , 0 인가 1 인가의 여부로 변환 . **Decode 회로 및 변환 소프트웨어에 의해서 컴퓨터가 해독 가능한 데이터 형태로 변환한뒤 일반적인 데이터 전송방식에 의해 컴퓨터로 전송 처리된다 .바코드의 동작과 해독원리 바코드에 있는 정보를 해독하기 위해 변화하는 값에 작은 빛의 점들이 스캐너를 경유하여 바와 스페이스를 스쳐가면서 반사해 주는 것이다 . 바코드의 검은 막대 부분인 블랙바는 적은 양의 빛을 스캐너 안으로 반사해 들어가고 검은 막대의 중간 중간에 있는 하얀 스페이스 바는 많은 양의 빛을 반사해 낸다 . 반사된 빛의 양의 차이는 스캐너 안에 있는 빛 검출기에 의해 전기적인 신호로 번역되고 , 이렇게 번역된 신호는 특정한 문자와 숫자를 나너가 직접 정보를 입력하므로 데이터 입력이 간소하다 . 2. 데이터 입력시 에러율 감소 키보드를 사용하여 사람이 직접 입력할 때에는 그 사람의 숙련도에 따라 에러가 발생하지만 바코드는 각각의 문자가 자체적으로 검사할 수 있도록 고안되어 있으며 정확한 입력으로 인해 에러를 거의 발생시키지 않는다 . 3. 자료 처리 시스템의 구성이 가능 바코드는 그 일정한 높이 중 95% 가 훼손되더라도 데이터 입력에 지장을 주지 않으므로 사용자가 손쉽게 자료를 이용할 수 있다 . 4. 다양한 프린터의 사용 바코드는 현재 이용되고 있는 모든 프린팅 기법을 사용할 수 있다 .바코드의 장점과 특징 ( 다른 입력기술과의 비교 )KAN 코드란 ? 전세계 90 여개국에서 사용되고 있는 국제표준의 EAN( Europen Article Number) 바코드를 구내에서는 KAN(Korea Article Number) 코드란 명칭으로 사용 표준코드인 KAN 은 특정업체나 지역 그리고 산업에만 국한되어 사용하는 코드가 아닌 전세계적으로 모든 산업에 공통적으로 사용할 수 있도록 일정한 약속에 따라 자리수와 구성체계가 표준화된 코드를 말함 . 예를 들어 , 모모회사 , 색상이 파란색 , 사이즈가 100 인치 , 권장소비자격이 1000 원인 어떤 상품의 정보를 13 자리 숫자 ( 혹은 8 자리의 숫자 ) 로 표시하여 유통 각 단계에 참여한 모든 기업이 활용할 수 있도록 국제적으로 표준화한 것 . 국내 유통업체들이 자사상품에 소스마킹 하기 위해서는 KAN 코드를 사용해야 됨 단 , 북미지역 ( 미국 , 캐나다 ) 으로 수출하는 의류상품일 경우 UPC 코드를 부여받아야 됨KAN 코드란 ?바코드의 종류와 소개 CODE39 CODE39 CODE 는 알파벳 문자를 코드화 할 수 있는 것의 대표적인 3 of 9 코드는 CODE 39 로도 알려져 있다 . 이 코드는 1974 년 미국의 Interface Mechanism( 현재 Intermec 사 ) 의 데이비드 알리아스와 레이스티븐에 의해 개발되었다 . 43 개의 바로 옆에 가장 중요한 Most Significant 가 오고 체크 문자 그리고 단일한 끝 문작 온다 . CODE 128 의 캐릭터 요소는 8 개로 구성되며 각 요소들은 바 또는 바의 부분으로 이루어지면 각 캐릭터는 세 개의 바와 스페이스로 이루어진다 . 각각의 바는 짝수 모듈 ( 짝수 패리티 ) 이고 스페이스는 홀수 모듈 ( 홀수 패리티 ) 로 이루어진다 . 각 요소들의 폭은 1X, 2X, 3X, 4X 의 네 가지로 바의 모듈은 '1' 로 , 여백의 모듈은 '0' 으로 표시된다 . 시작 문자는 세종류의 문자 패턴 (A, B, C) 이 있으며 끝 문자는 네 개의 바와 세 개의 스페이스 , 여기에 두 개의 모듈과 종료 바 (2) 가 합쳐져 13 개의 모듈 (13X) 로 구성된다 . CODE 128 의 코드 구조는 A, B, C 세 가지 문자 집합이 있는데 심벌 시작문자가 A 로 시작되면 코드 A 의 집합으로 정의된다 . 심벌의 중간에 전이 문자 (shift character) 를 사용해 다른 문자 집합으로 옮길 수 있다 . 문자 집합 A 는 모든 alphanumeric 문자의 특수 문자 , 컨트롤 문자를 포함하며 문자 집합 B 는 모든 alphanumeric 문자와 특수 문자 , 컨트롤 문자를 포함하는데 alphanumeric 문자들의 낮은 경우가 포함된다 . 문자 집합 C 는 00 에서 99 까지의 디지트쌍 100 개와 특수 문자를 갖는데 문자마다 두 자리를 수치로 표현하므로 데이터의 밀도가 두 배이다 . CODE 128 에는 문자 집합 선택 문자 (A, B, C), 전이 문자 , 기능 문자가 모두 특수 문자로 존재하며 , 한 개의 심벌 안에서 또는 한 개의 코드 부분 집합에서 다른 코드의 부분 집합으로 변화가 가능하다 .바코드의 종류와 소개 UPC CODE UPC CODE 는 식료품 관련협회인 Ad Hoc 위원회가 설립된 이래로 식료품과 잡화 등 유통 제품에 부착하기 위한 연구 결과로 컴퓨터와 POS(Point of Sales) 제작에 흥미를 가졌던 많은 고 맨좌측의 문자는 수치로 표현되므로 UPC 와 동일한 심벌 길이인 95X 를 갖는다 . 또한 , 맨 좌측 문자는 좌측의 6 개 문자의 패리티 패턴을 결정하고 패턴 세트 B 로 우측은 짝수 패리티로 표현한다 . EAN 8 Code (UPC 6) 소형의 제품에 바코드를 부착하기 위해 고안된 것 . 8 자릿수를 표현 국가번호 3 문자 , 제조업체번호 3 문자 , 상품번호 1 문자 , 검증문자 1 문자로 구성바코드의 종류와 소개 CODEBAR CODABAR CODE 는 1972 년 미국의 Monach Marking System 에서 백화점의 가격 표찰용으로 발표한 코드인데 각 캐릭터는 7 개의 요소로 구성되어 있으며 네 개의 바와 세 개의 여백으로 이루어진다 . 각 문자간의 여백은 어떠한 정보도 포함하고 있지 않다 . CODABAR 의 각 캐릭터는 두 개의 넓은 바를 지니고 있기에 2 of 7 코드라고도 한다 . CODABAR 로 표현 가능한 캐릭터는 숫자 0 ～ 9, 6 가지의 특수 문자 ($, -, :, /, ., +) 와 네 가지의 시작과 끝 문자는 (a/t, b/m, c/*, d/e) 를 가지고 있으며 이 시작 / 끝 문자는 다른 종류의 데이터베이스에 대한 키로 사용이 가능하다 . 또한 6 개의 특수 문자를 알파벳 A, B, C, D, E, F 로 치환하여 16 진수 입력을 가능하게 하므로 NW-7, Hex Code 도 CODABAR 의 일종이다 . 이런 CODABAR 는 주로 알파벳 문자는 필요하지 않으면서 가변되는 점을 이용해 혈액 위의 혈액팩 , 도서관 , 사진 현상 업무 등에 널리 사용되고 있다 . Plessey CODE 1971 년 영국의 Plessey 사에서 개발되었는데 EAN 이 사용되기 이전에 유럽의 POS 시스템에 사용되었다 . INTERLEAVED 2 OF 5 CODE INTERLEAVED 2 OF 5 CODE 는 2 of 5 코드류 중 가장 많이 사용되고 있는 이 코드는 1972 년 미국의 Intermec 사가 2 of 5 코드의 효율을 5 개의 이진수 문자를 포함할 수 있다 . 데이터의 오류검출 및 복원을 위해 Reed-Solomon 알고리즘을 채택하고 있으며 3 종류의 단계를 두어 선택이 가능하다 . 1 단계는 7%, 2 단계는 15%, 3 단계는 30% 의 오류를 검출하고 복원시킬수 있다 . CODEONE CODE CODEONE CODE 는 1991 년 레이저라이트 시스템즈 (Laser light Systems) 사의 테드윌리엄즈 (Ted Williams) 에 의해 개발된 이차원 매트릭스 (2D Matrix) 심볼로지이다 . 각 Code One 심볼은 빠르게 인식하기 위한 중앙 인식 패턴 (Center Pattern) 이다 . Code One 심볼로지에는 10 종류의 Version 이 있고 , 14 종류의 크기가 있다 . 가장작은 심볼인 Code One Version A 는 13 자의 Alphanumberic 문자나 22 자의 수치를 표현할 수 있고 , 가장큰 Code One Version H 는 2,218 자의 Alphanumberic 문자나 3,550 자의 수치를 표현할 수 있으며 , 560 개의 오류검출 및 복원심볼문자를 포함하고 있다 . Version A,B,C,D,E,F,G,H 는 대부분의 인쇄기술을 이용하는 보통의 응용분야에 이용된다 .바코드의 종류와 소개 CODE 16K CODE CODE 16K CODE 는 1988 년 레이저라이트 시스템즈 (Laser light Systems) 사의 테드일리엄즈 (Ted Williams) 에 의해 개발되었다 . Code 16K 는 다층형이고 데이터 길이는 가변인 연속형 심볼로지로서 128 개의 ASCII 문자집합을 모두 표현할 수 있다 . Code 49 는 새롭고 거대한 코드테이블을 저장하기 위해 많은 메모리 용량이 필요하였는데 Code 16K 는 이의 문제점을 해결하기 위해 기존의 표준 선형 심볼로지를 응용하는 다층형 구조로 설계되었다 . Code 16K 는 UPS 와 Code 128 의 문자패턴을 채용하고 있다 . 테드 윌리엄즈는 컴퓨터

공학/기술| 2010.06.09| 21페이지| 1,000원| 조회(357)

설계, 바코드, RFID, 바코드설계

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트랜지스터를 이용한 2단증폭기 설계

트란지스터를 사용하여 입력신호를 인가하였을 때 왜곡이 없는 2단 증폭기 설계■입력 전압차등 입력 전압 구성단일 전압원으로 차등입력 구성차등입력을 주기위해서 위의 왼쪽회로와 같이 구성하였다. 하지만 실제로 제가 쓸 입력은 단일 입력이기 때문에 그것을 최대한 유사하게 만들기 위해서 위의 오른쪽과 같이 하나의 입력으로 변경하여 사용하였다. 저항 10은 전원부의 저항으로 생각하고 구성하였다.2단 증폭기 회로도전압 및 전류 표시Rin = 1.45V / 54.67mA,1.45 / 53.32mARout = 1V / 1mA =1kΩ= 2.0548 - 1.9796,= 75.2m() / 2m = 37.63dB = 0, 21.293MHz2단 증폭기는 1단에서 차동으로 증폭한 차동쌍을 받아와 Out한단에 빼게하는 증폭단이다. 증폭률도 최대한 유지하면서 1단으로 빼야하고 다음단의 VIAS도 잘마추어야 한다. 우선 증폭률을 높이면서 한쪽으로 빼기위해서 한쪽의 저항을 빼므로써 한쪽에 출력이 쌔져 그 출력을 빼왔다. 그리고 출력저항을 1kΩ으로 넣었는데 이것이 커지면 Gain이 커져 좋지만 너무 커지면 높은로 인하여 출력이 안될 수도 있어 2v로 맞추었다.시물결과값계산값오차27Ω===5.02k99.5%1kΩ=0%2V===2.00375v0.2%37.6==39.845.6%0Hz--21.293MHz--==39.84mOutput Voltage를 2v를 맞추어서 다음단의 VIAS를 잡았다. 2v를 맞추기 위해서 1kΩ을 사용하여 잡았고 Gain과 주파수 대역은 적당하게 나왔다. Rin과 Rout은 BJT가 도통되지 않아서 BJT에 관련된 저항은 제대로 측정되지 않아 다르게 나온 것으로 예상된다.

공학/기술| 2010.06.01| 3페이지| 1,000원| 조회(1,316)

피스파이스, 전자회로, pspice, 2단증폭기, 2단증폭기설계

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광학적 분석기법을 이용한 유기화합물의 확인 및 구조 분석

1.실험제목광학적 분석기법을 이용한 유기화합물의 확인 및 구조 분석2.실험목적유기화학에서 가장 중요한 것 중의 하나는 반응 후 얻어진 생성물의 정확한 구조를 확인 결정하는 문제이다. 유기화합물의 구조를 결정하는 방법은 시약과 반응을 이용한 고전적인 방법과 기기 등을 이용한 분광학적인 분석 방법이 있다. 이번 실험을 IR, NMR 기기 등의 기본적인 사용원리를 배우며, 그것들을 이용하여 유기화합물의 구조를 확인 결정하는 방법 등을 알아본다.3.실험내용3.1. Reagent and ApparatusFT-IR(ATR 포함), 1HNMR, 13CNMR, 스핀코터, 쉐이커, KBr펠렛, NMR tube(300MHz용), 스포이드, d-아세톤, d-클로르포름, THF, MEK(외 유기솔벤트)3.2. Experimental Procedure1) FT-IR 분광분석- 각 조별로 2개의 미지의 시료 준비- 고체상일 경우 유기솔벤트를 이용하여 용액상으로 만든다.(액체상으로 만듬)- 만들어진 액체상의 시료를 KBr 펠렛에 스핀코터를 이용하여 코팅한다.- 첨가된 유기솔벤트 및 수분 제거를 위하여 100℃ 진공오븐에 30분 건조 시킨다.- FT-IR 투과시험으로 스펙트럼을 얻는다.- 얻어진 미지 시료의 스펙트럼을 reference book을 이용하여 시료의 구조를 분석 한다.* 미지의 시료가 유기솔벤트에 용해 되지 않을 경우는 ATR 악세사리를 이용하여 분석4. 주의사항- KBr은 수분에 민감하므로 샘플을 코팅후 완전히 수분 및 솔벤트를 제거해야 한 다.- 사용되는 유기솔벤트는 피부에 닿지 않도록 주의한다.- FT-IR은 single beam instrument이다. 따라서 기계내의 수증기, 이산화탄소 등에 의한 방해에 주의해야한다. 특히 blank와 시료를 따로 측정하므로 조건을 일정하 게 유지시켜 주는 것이 매우 중요한다.5. Theory5.1.적외선 분광법(IR spectroscopy)1)기초 이론 및 원리한 분자를 구성하고 있는 원자들의 결합은 서로 움직일 수 없도록 고정 된 것이 아니라, 스프링과 같이 탄력이 있는 중에 매달려 있다고 할 수 있다. 이와 같은 분자가 일으킬 수 있는 진동 운동의 진동 방식(vibration mode)은 다음의 두 가지로 나눌 수 있다.첫째, 스프링에 매달린 두 원자가 스프링과 같은 축에서 서로 당겼다가 끌렸다가 하는, 즉 원자들 사이의 결합 길이가 길어졌다 짧아졌다 하는 신축 진동(stretching vibration)방식이다.둘째, 원래의 결합축에 대하여 원자들의 위치가 변하는, 죽 원자들 사이에 이루고 있는 결합각이 변하는 굽힘(bending)또는 변형 진동(deformation)방식이다. 이러한 진동 운동을 일으키기 위해서는 결합의 종류 및 세기, 그리고 결합을 하고 있는 원자의 종류에 따라 고유한 진동 주파수(vibration frequency)에 해당하는 빛 에너지를 흡수해야 한다. 따라서 분자에 IR를 쬐어주면 이들이 진동을 일으키는데 필요한 주파수의 빛을 흡수하여, 이 에너지에 대응하는 특성적인 적외선 스펙트럼을 나타내게 된다. 그러므로 이를 분자 구조와 관련지어 해석하면 분자 구조에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이와 같이. 적외선 분광법의 기본 원리는 분자의 진동에 바탕을 두고 있다.2)물질의 구조 확인 및 분석각 화합물의 작용기에 대한 특정적인 스펙트럼이 얻어지므로, 이를 확인하면 그 구조를 확인할 수 있다.● 지방족 화합물- 알칸화합물 : -C-H, 신축(3000~2850), 굽힘(2450)- 알켄화합물 : =C-H, 신축(3100~3000), 굽힘(1000~650)-C=C, 1680~1600- 알킨화합물 : ≡C-H : 3300-C≡C- : 2100●방향족 화합물- =C-H : 신축(3100), 860~700(굽힘)- -C=C- : 1650 근처(알켄), 1600~1500(컨쥬게이션 효과)- 치환체 : Ortho, Meta, Para●알코올 페놀- -O-H : 3650~3600- 수소결합 : 결합의 약화로 3500~3200에서 완만한 피크 ---> 수소결합 존재여부●에테르- C-O : 1300~1000- 에테르의 경우 O-H와 C=O 피이크가 없으므로 알코올 에스테르와 구별 가능●카르보닐화합물- C=O : 1800~1650(결합되어 있는 원자에 따라 예민하게 영향 받음)- C=O 신축진동에 영향을 주는 인자●아민화합물- N-H : 3500 근처- -C-N : 1350~1000●기타- 니트릴화합물 : -C≡N, 2250- 니트로화합물 : -N=O, 1600~1500, 1390~1300- 할로겐화합물 : C-F(1400~1000), C-Cl(800~600), C-Br(600~500), C-I(500)합성에서 반응 물질을 알고 있을 때 생성물질의 확인은 여려 개의 흡수띠를 해석하지 않아도 반응 물질의 어떠한 흡수띠가 없어지고 새로운 것이 나타나느냐의 여부로 생성물을 예상할 수 있다. 전혀 미지의 단일 시료일 경우에는 IR스펙트럼만으로는 확인이 곤란하므로, 확인에 도움을 줄 수 있는 여러 가지 실험적 자료를 얻는 것이 좋다. 가령, 원소분석과 분리량을 측정하여 그 결과로부너 분자식을 구하고, 끓는점, 녹는점, 선광도 및 특수한 시약과의 반응성등과 같은 물리 화학적 성질을 측정, 비교함과 동시에, NMR, UV-Vis 및 MS등의 스펙트럼을 함께 이용해야 할 것이다. 그러나 혼합물이거나 고분자 물질인 경우에는 스펙트럼이 매우 복잡하여 위와 같은 과정으로는 확인이 곤란하다. 따라서 이 경우에는 적당한 방법으로 분리한 다음 스펙트럼을 얻어 해석해야 할 것이다. IR 스펙트럼은 광학 이성질체를 제외하고는 물질이 다를 때에는 동일한 조건에서 측정한 스펙트럼은 서로 다르다. 따라서 흡수띠를 해석하기 곤란한 경우일지라도 두 물질의 스펙트럼 자체를 비교하면 같은 물질인지의 여부를 쉽게 판단할 수 있다. 또 Sadtler 또는 Aldrich 등에서 제공된 많은 유기 화합물의 표준 스펙트럼과 비교해도 좋다. 그러나 반드시 유의해야 할 점은 같은 물질이라 하더라도 그 조건에 따라서는 흡수 위치나 모양이 변한다는 사실이다.

자연과학| 2010.05.25| 4페이지| 1,000원| 조회(303)

유기화학, 유기화합물, 광학, 구조분석, 광학적 분석기법

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제너다이오드(결과)

대학 전자회로 실험 결과 리포트3. 제너다이오드실험일시 : 2010년 3월 20일 화요일실험시간 : 화 7, 8 교시담당교수 : 구창설교수님실험부품 : Powersupply, Digital Multimeter, 제너다이오드(1N3020), SPDT스위치, 저항(3.3k(1/2w))1. 제너 다이오드의 원리제너 다이오드는 일반 다이오드에서 역방향 항복전압을 제공정하여 기하학적 제어와 불순물 첨가에 의해 항복 전압을 예측할수 있게 설계 제작된 다이오드 이다.일반적으로 3V~20V까지의 역방향 항복 or 제너전압를 가지고 있다.역방향 항복점의 형성은 일반적으로 두개의 고체의 역학적 작용에 의하여 발생한다.기호는 다음과 같이 나타낸다.?제너항복(Zener Breakdown)불순물 첨가농도에 따라서 접합부근에서 강한 전계의 결과로 공유결합하고 있는 전자를 끌어내게 된다. 따라서 그 결과 전류가 크게 증가하여 작은 역전압에서도 충분히 터널 효과를 나타내어 항복지점을 형성하게 되는 것이다.제너항복은 다이오드의 파괴를 의미하는 것이 아니며, 다이오드를 통해 흐르는 전류가 외부 회로에 의해 정격 전력 범위 이내로 제한 되는한, 정상적으로 동작한다.즉, 제너 항복 전류상태와 포화전류 상태간 스위칭 과정은 다이오드를 손상 시키지 않고 계속해서 반복될수 있으며 이때의 상태바꿈의 시간을 회복시간이라 한다.2.제너 다이오드와 일반 다이오드의 비교순방향 바이어스시에는 제너다이오드 양단전압은 약 1mA전류 기준으로 0.6V정도이고, 일반다이오드도 마찬가지로 약 0.6V정도이다.히자만, 역방향 바이어스를 가하는 경우에는 제너다이오드는 기준 전압에서 항복이 발생 되지만 일반 다이오드는 그 항복 영역이 상당히 높고 넓다.이 다른 특성에 대해 그래프를 그려보면 다음과 같다.위의 그림은 일반 다이오드와 제너다이오드의 순방향 바이어스와 역방향 바이어스 인가시 1KΩ 저항과 다이오드의 걸리는 전압을 비교한 것이다.순바이어스 인가시 할때는 똑같이 0.6V가 걸리지만역바이어스 인가시 할때는 제너항복 영역이 10V인 제너다이오드는 저항과 다이오드의 각각 10V의 전압이 걸리지만 PIV(최대역전압)이 100V정도 되는 일반용 다이오드의 경우에는 항복현상이 일어나지 않으므로 다이오드에 거의 모든 전압이 걸린다.[실험 1 : 제너다이오드의 순방향 및 역방향 바이어스]ⅰ.제너다이오드 Z의 직류전압 강하를 측정하고를 이용하여 R양단의직류 전압 강하를 계산한다ⅱ.을 이용하여 저항과 제너다이오드를 통해 흐르는 전류를 계산한다.ⅲ.표 6-1에 계산값 및 측정 값을 기록한다.ⅳ.제너 다이오드를 역방향으로 결선한후 위의 실험을 반복한다.[실험 2 : 전원전압을 변화하는 경우]ⅰ.실험1 에서와 같이과을 계산한다.ⅱ.를 제너항복전압 보다 2V높게한후과을 계산한다.ⅲ.표 6-2에 계산값과 측정값을 기록한다.[실험 3 : 부하저항을 변화시키는 경우]ⅰ.위의 회로를 결선하고 다이오드의 전압과 전류계를 통해 전류를 측정한다.ⅱ.=를을 이용하여 계산한다.ⅲ.표 6-3에 측정값과 계산값을 기록한라.ⅳ.A와 B의 병렬로 가변저항을 연결한후 제너상태를 이탈할 때 까지 감소시킨다.ⅴ.을 이용하여 표 6-4에 계산값과 측정값을 기록한다.순방향역방향계산값20V0.70V19.30V5.80mA20V10V10V3mA측정값20V0.69V19.38V5.87mA20V9.7V10.3V3.14mA=인가전압,=다이오드 양단전압,=저항양단전압,=다이오드에 흐르는 전류=20V=+2V계산값20V10V10.0V3mA12V10V2.00V0.60mA측정값20V9.7V10.3V3.14mA11.8V9.6V2.18V0.66mA=인가전압,=다이오드 양단전압,=저항양단전압,=다이오드에 흐르는 전류=계산값10.00V20V3mA측정값9.72V20V3.14mA계산값00측정값0.05V0?실험치 계산에 사용된 수식① 순방향 및 역방향 바이어스, 전원전압을 변화하는경우② 부하저항을 변화시키는 경우?이론치와 실험치의 대한 오차분석표6-1의 순방향 바이어스 & 역방향 바이어스인가 실험에서,,의 오차의 오차 =의 오차 =의 오차 =의 오차 =의 오차 =의 오차 =표6-2의 전원전압을 변화하는 경우,,의 오차위의 역방향일때의 값과 같기 때문에 오차도 같다의 오차 =의 오차 =의 오차 =표6-3의 부하저항을 변화하는 경우,의 오차의 오차 =의 오차 =표6-4의,의 오차는 계산값과 측정값이 모두 0이므로 오차는 없다.는 계산값이 0이므로 오차를 구할수 없다1)제너 다이오드가 항복현상 상태에 있는 경우 입력전압이나 직렬저항 R을 증감시켜 제너 다이오드를 통하려 흐르는 전류를 변화시키는 것은 제너 기준 전압에 영향을 주는가? 그렇다면 어떤 영향을 주는가?

공학/기술| 2010.05.04| 6페이지| 1,000원| 조회(362)

다이오드, 제너다이오드, 제너, 전자회로, 전자회로실험

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