'센서'에 해당되는 글 2건

  1. 2015.06.11 지능형 로봇의 감각 기구
  2. 2015.06.08 아두이노 실습에 많이 사용되는 센서들

 지능형 로봇은 주변의 환경을 인식할 수 있어야 한다. 이것을 위해서 인간의 오감을 흉내낸 센서나 장치들이 사용된다.

1 시각을 위한 비젼 시스템 (vision system)

 로봇이 물체 또는 주변 환경에 대한 영상 정보를 실시간으로 획득하는 시스템이다. 카메라를 한 개 사용할 수도 있으며 두 개를 사용하여 (스테레오 비젼 시스템) 입체적인 정보를 취득하기도 한다. 또는 화재 현장이나 야간에 주변의 열분포를 인식할 수 있는 열화상 인식 시스템도 있다.


[그림 1] 비전 시스템의 예


특히 휴머노이드의 경우 공간 인식과 입체 시각 같은 기능이 필수 능력 중의 하나이다. 로봇이 이동해야 할 위치는 평지 뿐만 아니라 높낮이와 경사면 등 다양하고 불규칙한 공간이 될 수 있다. 또한, 주변의 움직이는 장애물을 인지하며, 요철이 있는 지면이나 계단과 같은 환경에서 안정적으로 보행을 유지하기 위해서는 고도의 영상처리 알고리듬이 필요하기 때문이다.


 요즘에는 학생들도 손쉽게 사용할 수 있는  저가의 비젼 시스템이 개발되고 있다. 예를 들어보면 다음과 같은 것들이 있다.

PIXY (CMUcam5) : a fast, easy-to-use vision system

Pi Camera : a cheap camera for Raspberry Pi


2 힘/토크 감지 시스템

 로봇이 접촉하는 대상 물체에 대해서 인간의 근감각과 유사하게 반작용 힘, 압력, 마찰력 정도 등을 감지하여 적절하게 반응할 수 있도록 하는 장치이다. 이것을 이용하면 손으로 쥐는 힘을 감지하고 적절하게 제어하는 것이 가능하다. 예를 들면 원격 악수 로봇이나 계란을 깨뜨리지 않고 쥐는 등의 조작이 가능하다.


[그림 2] 손가락 끝에 가해지는 힘을 감지하여 계란을 부드럽게 쥘 수 있는 로봇팔


3 인공피부 센서 시스템

 접촉 부위의 압력, 온도, 물성 등을 감지하여 인간의 피부와 같이 촉각을 판별할 수 있도록 해주는 시스템이다.

[그림 3] 인공 피부의 예

4 기타 센서

  • 레이저 레인지 파인더 : (비교적 원거리 까지의) 장애물을 감지한다.

  • 초음파 센서 : (근거리) 장애물 까지의 거리를 측정한다.

  • 적외선 센서 : (초단거리)  장애물이 있는 지를 감지한다.

  • 기울기 센서 : 기울어진 정도를 측정한다.

  • 가속도 센서 ; 가속도가 발생하는지를 체크한다.

  • 광량 센서        : 빛의 양을 측정한다.

  • 온도 센서        : 주변의 온도를 측정한다.

  • 음향 센서        ; 소리를 감지한다.

[그림 4] 다양한 센서의 예들



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Posted by 살레시오

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 센서(sensor)란 자연계의 물리량을 그에 비려/반비례하는  전기적인 신호(전압, 저항값 등)로 변환시켜주는 소자이다. 아두이노를 이용한 실험에서 자주 사용되는 센서를 나열해 보면 다음과 같다.


초음파 센서

 초음파를 발생하여 반사되어 오는 시간을 측정하여 장애물과의 거리를 재는 센서이다. 이동 로봇의 거리 측정이나 차량의 후방 장애물 감지에 널리 사용되고 있다.

[그림 1] 초음파 센서 모듈


적외선 센서

 적외선(infrared rays)은 전자기파의 일종으로 가시광선보다는 파장이 길고 전자레인지에 사용되는 마이크로파보다는 파장이 짧다. 적외선을 발광하는 IRED (infrared ray emitting diode)는 일반적인 LED와 외형과 구동 회로면에서 유사하며 정방향 전압을 걸면 적외선이 나오는 전기소자이다. 흔히 사용되는 리모콘의 머리 부분에 달려있다.

[그림 2] 적외선 송수신 센서

광량 센서

 CdS 광전도 셀(CdS photoconductive cell) 또는 CdS셀은 황화카드뮴을 주성분으로 하는 광전도 소자로, 빛의 양에 따라 저항값이 변하는 일종의 가변 저항으로 생각할 수 있다. 빛의 양에 따라 내부 저항값이 변하는 특성이 있으므로 광 가변 저항기라고도 불리는데, 조사되는 빛의 양이 클수록 저항값이 낮아지지만 입사광이 거의 없으면 거의 절연체에 가까워질 정도록 저항값이 커지게 된다. 따라서 광량에 의해서 개폐되는 전기적인 스위치로도 생각할 수 있다.


[그림 3] CdS 광전도 센서

온도 센서

 온도에 비례하는 전압 발생하는 소자이다.

[그림 4] 온도 센서


기울기 센서

  기울기 센서는 기울기에 반응하는 센서이다. 일정 각도 이상 기울어지면 내부의 접점이 on되는 디지털식 센서와 각도에 비례하는 전기적인 신호를 발생하는 아날로그식 센서로 구분할 수 있다.

  

[그림 5] 디지털/아날로그 기울기 센서

 

터치 센서

 도전체나 피부의 접촉에 반응하는 센서이다.

[그림 6] 터치 센서 모듈


인체 감지 센서

인체감지센서 모듈은 적외선을 감지하는 센서를 장착하고 있으며 약 6미터 이내의 인간이나 동물의 움직임을 감지할 수 있다. 인체나 동물의 몸과 같이 열을 발산하는 곳에서 발생하는 적외선을 감지하는 원리이다.

[그림 7] 인체 감지 센서


이 밖에도 습도 센서, 소리에 반응하는 음향 센서, 각종 가스 센서, 등 많은 것들이 있다.





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