리습의 서고

[Virtual Box, VM] 가상머신 복사 붙여넣기 설정 하기(Ctrl + C, CTRL + V, Kernel Headers not Found Error까지)

리습 — Tue, 7 Jun 2022 07:03:45 +0900

안녕하세요 리습입니다.

Virtual Box 환경을 구성하고, 사용을 하다 보면 Host 환경과, 가상 환경 간의 복사, 붙여 넣기를 해야 하는 일이 많이 있습니다. 먼가 직관적으로 될 것 같은데 동작하지 않으면 매우 불편하죠. 특히 코드를 옮겨 붙여 넣을 때 불편함이 배가 됩니다. 오늘은 Virtual Box에서 복사, 붙여 넣기(Ctrl + C, CTRL + V) 옵션을 켜는 방법을 알아보도록 하겠습니다.

(순서대로 설정하고 안되면 계속 다음 단계를 진행 바랍니다.)

1. VM Virtual Box Manager 관리자 창에서 해당 환경의 설정 창을 켜줍니다.

우선 Virtual box 관리자 창에서 복사, 붙여 넣기를 하고 싶은 환경의 설정창에 들어가 줍니다. 마우스 오른쪽 보튼을 클릭하고, 나타나는 창에서 설정이라는 칸을 클릭해줍니다.

VM Virtual Box Manager 창

2. 설정창에서 일반-> 고급 창으로 들어갑니다.

설정창에 들어오셨으면, 좌측 리스트에서 일반을 클릭해주고, 고급 탭으로 들어갑니다. 고급 탭에는 이번에 저희가 설정하려고 하는 복사, 붙여 넣기 기능(Ctrl + C, CTRL + V)이 있습니다.

Virtual Box 설정창 내 일반

3. 설정창에서 클립보드 공유를 양방향으로 설정해줍니다.

설정창 내, 클립보드 공유를 양방향으로 설정해 줍니다. 양방향은 가상 머신에서 복사한 클립보드 내용도, 호스트에서 사용할 수 있도록 설정한다는 뜻입니다. (양방향으로 복사, 붙여 넣기 가 가능해집니다.)

설정창에서 클립보드 공유를 양방향으로 설정

4. VM Ware창 위 장치에서 게스트 확장 CD 이미지 삽입 클릭

설정 후에도 복사 붙여 넣기가 안되신다면, 상단 창 장치에서 게스트 확장 CD 이미지 삽입을 클릭해줍니다. 설정에도 제대로 동작하지 않는다는 것은 관련 툴이 설치되지 않았다는 것이기 때문에, 해당 기능을 통해 기능을 설치해주어야 합니다.

게스트 확장 CD 이미지 삽입 클릭 모습

게스트 확장 CD를 클릭하면 Centos7 기준 다음과 같은 창이 나타나는데, Run을 클릭합니다.

Virtual Box GA 설치 창

설치가 완료되면 가상 머신을 재부팅해주고, 복사 붙여 넣기가 동작하는지 확인합니다.

5. Kernel Headers Not Found For Target Kernel Error 가 있을 경우,

Virtual Box GA가 설치되면서 때로는 Kernel 버전이 맞지 않은 경우 에러가 뜨기도 합니다. 만약 아래와 같은 에러가 나타난다면, 해당 패키지를 추가적으로 설치해 주어야 합니다.

Kernel Headers Not Found For Target Kernel Error의 모습

우선 다음 명령어를 통해 현재 커널을 확인합니다.

uname -r

uname -r의 결과

제가 최근 CentOS 7 설치 상태로 확인한 kernel 버전은 다음과 같습니다. 커널이 확인되었으면 다음 명령어를 통해 설치된 모든 커널을 확인합니다.

ls /usr/src/kernels/

ls /usr/src/kernels/ 의 결과 모습

제 환경 기준 3.10.0-1160.62가 아닌 *. 66만 있는 것을 확인할 수 있습니다. 환경에 따라, 경로에 아무것도 없거나, 본인 커널 버전과 다른 파일들이 있다면 본인 커널 버전에 맞추어 파일을 설치해야 합니다. 명령어는 다음과 같이 입력합니다.

sudo yum install "kernel-devel-uname-r == $(uname -r)"

설치 완료 모습

설치가 완료되면, 다음과 같이 검색하였을 때 버전에 맞는 kernel 폴더가 나타나게 될 것입니다.

확인되었다면, 4번 과정을 반복해 줍니다. 이제 커널 버전에 맞는 소스가 있으므로 정상적으로 설치가 진행됩니다.

6. 마무리

이렇게 가상 머신에서 복사/붙여 넣기 옵션을 켜는 법을 확인해보았습니다. 과거에는 위 설정 및 GA설치가 매우 매끄러웠던 것으로 기억이 나는데, 최근 버전으로 업데이트가 되면서 조금 더 신경 써서 설치해야 되는 부분이 있는 것 같습니다.

필요시 편리하게 사용하시기 바랍니다.

[전자 하드웨어 기초] 24. 다이오드 -1- (다이오드란 무엇인가, PN접합)

리습 — Mon, 6 Jun 2022 14:02:54 +0900

안녕하십니까 리습입니다.

다이오드는 반도체 소자 중 가장 간단한 구조를 가지고 있지만, 매우 빈번하게 사용되고 있는 소자입니다. 가장 많이 곳 중 하나는 핸드폰 충전기로, 교류 신호를 직류 신호로 바꾸어 주는 정류회로에 많이 사용됩니다. 또한 흔히 LED라고 부르는 소자 또한 다이오드의 종류 중 하나로 매우 많은 곳에서 흔히 사용하고 있습니다.

그럼 다이오드의 동작 방식부터 원리, 나아가 활용 방법 까지 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

1. PN접합

p-형 반도체와 N-형 반도체는 서로 반대의 형태를 가지고 있습니다. P형 반도체는 홀(hole)을 주요 캐리어로 사용하는 반도체이고, N-형 반도체는 electron(전자)를 주요 캐리어로 사용하는 반도체입니다. 이 반대 형태의 반도체를 이어 붙여서 만든 것이 바로 PN 접합입니다.

PN접합 반도체

P-형 반도체와 N-형 반도체가 맞닿은 접합 부분에는 공핍층이라고 하는 (depletion layer) 공간이 생기게 됩니다. N-형 반도체에 있는 자유전자가 P-형 반도체에 있는 정공에 들어가 공간을 채우게 됨으로써, 안정적인 공간이 발생하기 때문에 그러한 공간이 생기는 것이죠. 그 공간이 많이 생기는 만큼 자유전자도, 정공도 없는, 전류가 잘 흐르지 않는 공간이 늘어나는 것이기 때문에, 우리는 이 공간의 크기를 조절함으로서 반도체 소자의 '특성'이라는 것을 부여할 수 있게 됩니다. 그리고 공핍층의 폭은 어떤 불순물을 얼마만큼의 농도로 사용하느냐에 따라 달라지게 됩니다.

그런데, 이렇게 두 반도체를 붙이면, 전류가 흐르지 않게 된다라고만 말씀을 드리고 마무리를 하면, 반도체 소자라고 부르기 민망하겠죠. 이 PN 접합에는 특이한 성질이 있습니다. 바로 전압 인가 방향에 따라 이 공핍층의 크기가 조절된다는 것입니다.

2. 순 방향 바이어스 (Forward Bias)

아래와 같이 P-형 반도체 부분에 +전압을, N-형 반도체 부분에 -전압을 걸어주는 것을, 순방향 바이어스(Forward Bias) 전압이라고 하며, 보통 순방향 바이어스를 가한다라고 부릅니다. 순방향 바이어스 전압을 가해줄 경우, 정공과 전자는 서로의 방향으로 이동을 하게 되고, 이 이동으로 인해 공핍층은 얇아지게 됩니다. 전류의 흐름을 방해하는 공핍층이 얇아지게 되니, 전류는 기존보다 더 쉽게 흐를 수 있게 되죠.

즉 PN 접합에 순 방향 바이어스를 가할 경우, 전류가 잘 흐르게 된다 라는 것을 알 수 있습니다.

PN접합과 순방향 바이어스

3. 역 방향 바이어스 (Reverse Bias)

아래와 같이 P-형 반도체 부분에 -전압을, N-형 반도체 부분에 +전압을 걸어주는 것을, 역방향 바이어스(Reverse Bias) 전압이라고 하며, 역방향 바이어스를 가한다라고 부릅니다. 역방향 바이어스 전압을 가해줄 경우, 정공과 전자는 서로의 반대 방향으로 이동을 하게 되고, 이 이동으로 인해 공핍층은 두꺼워지게 됩니다. 전류의 흐름을 방해하는 공핍층이 두꺼워지니, 전류는 기존보다 더 흐르기 어려워집니다.

PN접합과 역방향 바이어스

4. 다이오드는 PN 접합의 동작 특성을 이용하는 반도체 소자.

이렇게 가해주는 전압의 방향에 따라, 전류를 흐르게도, 흐르지 않게도 하는 PN접합 특성을 통해 만들어진 소자가 바로 다이오드입니다. 즉 다이오 드은 전압의 방향에 따라, 전류를 흐르거나/흐르지 않는 반도체 소자인 것 이죠. 이런 반도체 소자를 통해 불 연속적인 전압의 변화를 표현할 수 있게 되고, 다채로운 회로를 설계할 수 있게 되는 것입니다.

이 외에도 PN 접합의 기억해주셔야 하는 특성 중 하나는 공핍층에 에너지 갭(Energe Gap)이 있다는 것입니다. 우리가 일반적으로 사용하는 실리콘은 0.7V, 게르마늄의 경우 0.3V의 에너지 갭이 존재합니다. 따라서 순방향 바이어스 외에도 우리는 에너지 갭 보다 큰 전압을 걸어주어야지만 전류를 흐를 수 있다는 것도 꼭 기억해주시기 바랍니다.

5. 마무리

Diode의 심볼

이렇게 다이오드의 기본적인 원리 및 특징에 대하여 알아보았습니다. 다이오드는 전압의 방향에 따라 전류가 흐르거나/흐르지 않는 소자로 전류의 방향을 제어할 수 있다는 것도 알 수 있었습니다. 또한 에너지 갭이라는 것이 존재하여 0.7V(개르먀늄 0.3V) 이상의 순방향 바이어스 전압을 걸어주어야지만 전류를 흐를 수 있다는 것도 알 수 있었습니다.

그럼 이제 다이오드의 심벌부터 시작하여, 사용방법들을 알아보도록 하겠습니다.

[전자 하드웨어기초] 23. 반도체 기본, P형 반도체와과 N형 반도체

리습 — Sun, 29 May 2022 07:04:25 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

이전 시간에 반도체란, 도체와 부도체의 중간 정도의 성격을 가지고 있는 물질이며, 조건에 따라 전자가 흐르기도, 흐르지 않기도 하는 소자라는 것을 알아보았습니다. 또한 전자가 에너지로 인해 자리를 비우게 되면, 정공이라는 것이 생기고, 우리는 정공과 전자를 캐리어라고 부른다는 것도 알아보았습니다.

전자와 정공이 캐리어라는 것은 알았지만 왜 캐리어(carrier), 이동시켜주는 것 이라고 부르는 것일까요? 그리고 정공과 전자는 어떻게 반도체에 만들어 줄까요? 이에 대해서 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

1. 진성 반도체, I-형 반도체(intrinsic semiconductor)

반도체는 최외각 전자의 갯수가 4개로, 불안정과 안정의 사이에 있는 물질입니다. 대표적으로 실리콘(si)이 최외각 전자가 4개인 반도체 물질이죠. 이렇게 가장 중심에서 균형을 잡고 있는 원소 자체를 진성반도체 , I-형 반도체, intrinsic semiconductor라고 합니다. 즉 불순물이 섞이지 않는 가장 순수한 상태의 반도체를 의미하죠.

진성 반도체, I-형 반도체는 단일 원소로만 이루어진 물질이기 때문에, 캐리어 밀도 등, 반도체 동작을 위한 특성이 단일원소로만 결정이 됩니다. 따라서 반도체로 사용하기에는 아주 적절하지는 않습니다만, 순수한 물질로 이루어져 있어, 불순물이 섞였을 때와 대비해서 매우 빠른 캐리어 이동도를 가지게 됩니다. 따라서 이를 이용한 HEMT(Hetetrojunction field effect-transister)등 일부 특수한 반도체에서 사용됩니다.

2. P-형 반도체, (P-type semiconductor)

P형 반도체는 주요 전자 캐리어로 정공(hole)을 사용하는 반도체 입니다. 불순물을 첨가하여 전자가 빠져나가고 남은 공간인 정공을 만들어 주고 이 정공을 통해 전자를 이동시킴으로써 전류를 흐르도록 하는 것이지요. 즉 이름 그대로 양의 전하를 가지는 정공이 캐리어 역할을 하기 때문에 Positive-type semiconductor라고 부르는 것이시지요.

P형 반도체를 생성하기 위해선 진성 반도체 실리콘(14족 원소)들에 최외각 전자가 3개인 불순물들 (붕소, 알루미늄등 13족 원소)를 넣어주면 됩니다. 최외각이 4개인 원소와 3개인 원소가 섞이기 때문에 전체적으로는 평균적으로는 4개의 최외각 전자를 가지나, 일부가 3개로 정공이 하나씩 포함되어 있는 P형 반도체가 되는 것입니다. 이때 넣어주는 불순물을 억셉터 (Acceptor)라 하고, 이로 인해 생긴 준위를 Acceptor level이라 합니다.

p-type 반도체의 형태

P형 반도체의 이동 원리를 간단히 설명하면 아래와 같습니다. 정공이 있는 P-형반도체에 전위차를 가해 에너지를 넣어주게 되면, 전자는 비어있는 옆에 있는 정공으로 들어가게 되고, 이동한 전자의 빈자리는 새로운 정공을 생성하게 됩니다. 정공의 관점에서 보면 마치 정공이 +에서 -로 이동하는 것으로 보이게 되고, 정공, 홀(hole)이 전류의 방향인 +에서 -로 이동하는 것으로 보이게 됩니다.

P형 반도체의 이동 원리

3. N-형 반도체, (N-type semiconductor)

N형 반도체는 주요 전자 캐리어로 자유전자(electron)을 사용하는 반도체입니다. 불순물을 첨가하여 전자가 더 많아지도록 만들어 주고 이 전자를 통해 전류를 흐르도록 하는 것이지요. 즉 이름 그대로 음의 전하를 가지는 전자이 캐리어 역할을 하기 때문에 Negative-type semiconductor라고 부르게 됩니다.

P형 반도체를 생성하기 위해선 진성 반도체 실리콘(14족 원소)들에 최외각 전자가 5개인 불순물들 (인, 비소등 15족 원소)를 넣어주면 됩니다. 최외각이 4개인 원소와 5개인 원소가 섞이기 때문에 전체적으로는 평균적으로는 4개의 최외각 전자를 가지나, 일부가 5개로 전자이 하나씩 포함되어 있는 N형 반도체가 되는 것입니다. 이때 넣어주는 불순물을 도너(donor)라 하고, 이로 인해 생긴 준위를 donor level이라 합니다.

N-type 반도체의 형태

N형 반도체의 이동 원리를 간단히 설명하면 아래와 같습니다. 전자가 있는 N-형반도체에 전위차를 가해 에너지를 넣어주게 되면, 전자는 전위를 따라 이동하게 되고 이러한 전자의 이동이 전류의 흐름을 만들어 주게 됩니다.

N형 반도체의 이동 원리

이렇게 반도체의 기본 분류인 진성 반도체 (I-형 반도체) P형반도체, 그리고 N형 반도체에 대해서 알아보았습니다. 앞으로 알아보게될 반도체 소자는 이 3가지 반도체를 어떠한 모양으로 결합하느냐에 따라 그 종류 및 특성이 나누어지게 됩니다. 하지만 기본적인 반도체의 분류에 대해서 이해하셨다면, 소자의 원리 이해 또한 어렵지 않으니, 위 개념을 잘 기억해주시고 소자에 대해 알아보도록 하겠습니다.

[전자 하드웨어 기초] 22. 반도체에 대한 간단한 이해

리습 — Wed, 25 May 2022 07:03:37 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

지금 까지 알아본, 저항/캐패시터/인더터 RLC를 가지고도 수많은 회로들을 만들 수 있습니다. 하지만 이것만으론 충분하지 않죠. R/L/C외에도 우리에게는 '반도체'라고 하는 소자가 있습니다. 트랜지스터, 다이오드와 같은 소자들이 모두 반도체인 것이죠. 이러한 반도체 들은 우리가 알고 있는 모든 전기회로들을 더 작게 동작할 수 있도록 만들어 주었고 사람들의 삶을 바꾸어 놓았습니다. 이러한 반도체 소자에 대하여 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

1. 반도체란 과연 무엇인가

우선 반도체라는 용어에 대해서 생각해볼 필요가 있습니다. 한자로 반도체는 절반만 도체다 라는 뜻을 가지고 있고, 영어로는 semiconductor로, 마찬가지로 전도체 이기도 하다는 뜻입니다. 말 그대로 반도체는 전류의 흐름/제어 에 따라 전류가 흐르기도 하고, 흐르지 않기도 하는 소자입니다. 전류를 가하는 방향에 따라 전류가 흐르기도 하고, 혹은 전류의 입력에 따라 전류가 흐르기도 합니다. 즉 전류의 흐름에 방향을 결정할 수 있는 소자 인 것이죠.

예를 들어 R/L/C 의 경우 전류를 제어하거나, 전류 흐름의 속도 증가를 조절하는 기능을 만들 수는 있었으나, 전류의 방향을 바꿀 수는 없었습니다. 저항을 아무리 연결한다고 하더라도 전류의 방향이 갑자기 변하거나, 다른 저항의 전류를 막을 수는 없었죠. 하지만 반도체를 이용한다면, 전류의 방향을 비로소 제어할 수 있게 됩니다. 방향을 제어할 수 있게 되기 때문에 우리는 수많은 응용 회로를 만들 수 있게 되는 것이지요.

2. 반도체가 있다면, 그럼 도체와 도체가 아닌 것은?

사실 도체와 도체가 아닌 것들이 오히려 자연계에선 더 자연스러운 것들 입니다. 반도체가 오히려 부자연스러운 것이고, 사람이 만들어 낸 것이지요. 따라서 도체/부도체부터 설명을 하는 것이 더 자연스러울 수 있지만, 우리는 반도체에 대해서 알아보고 있으니 반도체를 중심으로 이야기를 해보죠.

모든 물질은 원자라고 하는 기본단위로 구성되어 있습니다. 원자는 또한 원자핵과 전자로 구성되어 있고, 전자는 원자핵의 주변에 존재하고 있죠. 엄밀한 해석은 확률로 전자의 위치를 표현해야 하지만, 우리는 직관적인 방법으로 원자 그리고 그 전자에 대해서 이해해 보도록 하겠습니다.

원자를 표현하면 아래와 같이 그림을 그릴 수 있습니다. 원자는 중심에 양자와 중성자로 구성되어 있는 원자핵이 있고, 그 주변에 수많은 전자전자들로 구성되어 있습니다. 전자들은 8개가 함께 있어야만 안정해지는 성질이 있어, 8로 나누었을 때의 나머지 전자는 '자유전자'라 불리며, 작은 힘에도 쉽게 움직이는 전자가 됩니다.

원자의 구조(개념적으로 옥텟규칙을 따르는 형태)

그럼 반도체 보다 전기가 잘 흐르는 것은 무엇이라고 부를까요? 그런 물질을 우리는 도체라고 부릅니다. 도체 (Conductor)는 전류가 흐르기 쉬운 물질을 의미하며, 보통 우리가 전선으로 많이 사용하는 구리/철/납과 같은 금속소재들이 그 예입니다. 이런 도체에는 자유전자가 많이 포함되어 있기 때문에 전압과 같은 전기장을 조금만 가해주더라도 전자가 쉽게 움직여 전류가 생기게 됩니다.

반대로 적게 흐르는 물질은 무엇일까요? 우리는 그것을 부도체(Insulator)라 부르며, 자유전자가 적거나 없어서 매우 안정화되어 있기 때문에 전압이 많이 걸리더라도 전류가 쉽게 생기지 않는 물질을 의미합니다. 고무와 같은 물질이 그 예입니다.

3. 그렇다면 반도체로 선택되는 물질은?

쉽게 생각하면, 반도체는 최외각 자유 전자가 4개만 존재하여 잘 흐르는 듯하면서 잘 흐르지 않는 물질입니다. 우리가 가장 많이 사용하는 반도체의 기본 물질인 실리콘 (si)는 다음과 같은 전자 배치를 가집니다.

si, 실리콘의 전자 배치 예시

가장 최 외각의 전자가 4개로 불안정과 안정의 가장 중간에 있는 원자이기 때문에 반도체의 소재로 가장 많이 사용되는 것이지요. 물론, 이 원자만으로 반도체를 만들 수는 없습니다. 여기에 빛이나 열과 같은 에너지 혹은 다른 불순물들을 섞어 반도체를 만들게 되는 것이지요. 이러한 에너지를 가하게 되면, 반도체 물질에서 전자가 자유전자보다 더 자유로운 상태로 변하고, 그 전자의 자리가 비게 되는데, 이때 빈자리를 우리는 정공이라 부르고 전자와 정공을 통틀어 캐리어(Carrier)라 부릅니다. 이러한 캐리어 들은 반도체를 구성하는데 가장 중요한 개념이기 때문에 잘 기억해 두시길 바랍니다.

이렇게 반도체의 기본 개념에 대해 간단히 알아보았습니다. 반도체는 도체와 부도체의 중간에 위치하는 물질들에 에너지를 가해 만든 '특이한'물질이며, 전자와 정공과 같은 캐리어들이 있다정도는 앞으로도 기억해주시면 좋을 것 같습니다.

그럼 이제 반도체 소자에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

[Octave] 5. octave, 옥타브 조건문 사용하기(if, Boolean)

리습 — Thu, 19 May 2022 07:01:55 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

오늘은 옥타브 프로그래밍에서 가장 기본적인 요소 중 하나인 조건 문에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

조건문을 이해하기 위한 Boolean 변수 간단히 알아보기

먼저 조건문에 대해서 알아보기 전에, Yes/No를 의미하는 변수 Boolean 변수에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

이전에 간단히 논리 연산을 소개하며, true와 false를 사용하는 예시를 보여드린 적이 있습니다. Octave에서는 Boolean 변수들을 'logical Class' 라 부르며, Yes를 의미하는 true, No를 의미하는 false 두 가지 종류가 있습니다. logical 변수를 생성하고 초기화를 하는 방법은 다음과 같습니다.

>> val_A = true
val_A = 1
>> val_B = logical(1)
val_B = 1
>> val_C = true(1)
val_C = 1

첫 번째 방법은 변수를 생성하고 true를 입력하여 logical변수로 초기화를 한 것입니다. 두 번째 방법은 casting이라는 방식으로 logical의 괄호 안에 1이라는 값을 true로 변환한다음 변수에 입력해주는 방법으로 logical 변수를 생성하는 방법입니다. 세 번째 방법은 첫 번째 방법과 동일하지만, 1x1 matrix로 생성하라는 의미로 괄호 안에 1을 입력하여 logical 변수를 생성하는 방법입니다. 첫 번째 방법을 가장 자주 사용하게 되실 것이며, N x N 크기의 Matrix를 생성하기 위해서는 세 번째 방법을 가장 많이 사용하게 되실 것입니다.

변수 생성의 결과, Class가 모두 logcial로 표기되고, 차원(dimension)과 값이 모두 같다.

초기화를 false로 하는 것은 위 방법에서 true를 false로 바꾸거나, logical casting 되는 값을 0으로 입력해주면 됩니다.

자 그럼 logical 변수에 대해 알아보았으니, 이제 기본 연산에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 기본 logical 연산의 종류는 아래와 같이 AND , OR , NOT, XOR 4가지입니다. 각 연산의 동작 예시는 다음과 같습니다.

>> A = true, B = false
A = 1
B = 0
>> A&B
ans = 0
>> A|B
ans = 1
>> !A
ans = 0
>> ~A
ans = 0
>> !B
ans = 1
>> ~B
ans = 1
>> A^B
ans = 1

logical 변수의 AND 연산은 '&'연산을 통해 수행할 수 있으며, OR 연산은 '|'연산, NOT은 '~'과 '!'연산으로, XOR연산은 '^'로 수행할 수 있습니다. 또한 마찬가지로 행렬에 대해서도 동작이 가능하여, 다음과 같이 동작시킬 수 있습니다.

>> clear all
>> A = [1,1,1;0,0,0], B = [1, 0, 1;0, 1, 0]
A =
   1   1   1
   0   0   0
B =
   1   0   1
   0   1   0
>> A&B
ans =
  1  0  1
  0  0  0
>> A|B
ans =
  1  1  1
  0  1  0
>> !A
ans =
  0  0  0
  1  1  1
>> A^B
error: can't do A ^ B for A and B both matrices

다만, XOR연산의 경우 ^연산기로는 Matrix연산을 지원하지 않기 때문에 다음과 같이 연산기가 아닌 함수의 원형을 사용해야 합니다.

>> A = [1,1,1;0,0,0], B = [1, 0, 1;0, 1, 0]
A =
   1   1   1
   0   0   0
B =
   1   0   1
   0   1   0
>> and(A, B)
ans =
  1  0  1
  0  0  0
>> or(A, B)
ans =
  1  1  1
  0  1  0
>> not(A)
ans =
  0  0  0
  1  1  1
>> xor(A, B)
ans =
  0  1  0
  0  1  0

다음과 같이 '&'는 and함수, '|'는 or함수, '!'나 '~'는 not함수, '^'는 xor함수로 대신하여 사용할 수 있습니다. 따라서, 위에 있는 연산 기호를 통한 수식은 아래 함수를 보기 쉽게 사용하는 방법이라고 생각하시면 되며, 필요시 함수 원형을 사용하는 방법으로 동작 시킬 수 있습니다. (함수의 사용 법은 추가적으로 설명드리도록 하겠습니다.)

조건문 if 알아보기

자 이제 logical 변수(boolean변수)에 대해서 어느 정도 알아보았기 때문에, 이제 조건문에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 조건문은 if라는 기호를 통해 표기하며 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다.

if ( '조건' )
  '조건이 true일 경우 수행되는 내용'
endif

' '로 표기한 내용은 우리가 채워야 하는 코드의 내용을 의미합니다. 위 조건문의 뜻은 다음과 같습니다.

if 괄호 안의 내용이 true일 경우 endif전까지의 내용을 실행하라

따라서 우리는 우리의 필요에 따라 if괄호 내에 조건을 생성하고, 이에 맞추어 실행이 될 코드를 작성하는 것으로 조건문을 사용할 수 있습니다. 예시는 다음과 같습니다.

>>clear all
>>val_A = true;
>>val_B = false;
>>val_C = 10;
>>if(val_A & val_B)
  val_C = 20
endif
>>val_C
val_C = 10

조건 문 내에 val_A와 Val_B가 모두 true일 때만, val_C가 20이 되도록 하는 코드를 작성해 보았습니다. 위 경우, 두 변수의 값이 다르기 때문에 AND연산의 결과는 False가 되어, 조건문은 실행되지 않게 됩니다. 반면에 아래와 같이 작성한다면 조건문이 실행되게 됩니다.

>>clear all
>>val_A = true;
>>val_B = false;
>>val_C = 10;
>>if(val_A | val_B)
  val_C = 20
endif
>>val_C
val_C = 20

이 때는 OR연산의 결과가 true이기 때문에 조건문이 실행되게 되고, val_C의 값은 20이 되게 됩니다.

만약에 조건이 맞을 경우엔 (1) 번 코드를, 조건이 틀릴 경우엔 (2) 번 코드를 실행시키려면 어떻게 해야 할까요? 그럴 경우 if-else문을 사용하면 됩니다. if else 문은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다.

if ( '조건' )
	'조건이 true일 경우 수행되는 내용 : (1)번 코드'
else
	'조건이 false일 경우 수행되는 내용 : (2)번 코드'
endif

이렇게 코드를 작성할 경우 if 내 조건이 true일 경우 (1) 번 코드가 실행되게 되며, false 일 경우 (2) 번 코드가 실행되게 됩니다.

그런데 만약에 각각 의 조건에 따라 실행되는 코드를 달리 하고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 그럴 경우엔 if-elseif-else문을 사용하시면 됩니다. if-elseif-else문은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다.

if ( '조건 1' )
	'조건 1이 true일 경우 수행되는 내용'
elseif ('조건 2')
	'조건 2가 true일 경우 수행되는 내용'
else
	'1,2조건이 모두 false일 경우 수행되는 내용'
endif

다음과 같은 형태를 가지게 되며, 조건에 따라 실행되는 코드가 달라지게 됩니다. 이때 else는 없이 바로 end if도 사용 가능합니다.

마무리

이번 시간에는 octave의 조건문에 대하여 알아보았습니다. octave의 조건문은 logical연산으로 동작하며, if, elseif, else endif로 구간을 나누어 각 조건에 따른 실행 코드를 나눌 수 있다는 것 또한 알아보았습니다. 조건문은 프로그래밍 코드를 작성하는데 가장 기본적이 요소이기 때문에 잘 이해하시고 유용하게 사용하시길 바랍니다.

[CentOS 7] CentOS7에 GUI 설치하기 (GNOME)

리습 — Mon, 16 May 2022 06:01:48 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

CentOS 7을 가장 Minimal로 설치하게 되면, Termial이 기본으로 실행되지만, 때로는 GUI가 필요할 수도 있습니다. 이번 시간에는 GUI를 사용할 수 있도록 GNOME를 설치해 보도록 하겠습니다.

GNOME 란

GNOME는 GNU Network Object Model Environment의 약자이며, 가장 인기있는 Linux 계열의 GUI 데스크톱 애플리케이션입니다. 우분투, 레드햇 등 많은 메이저 리눅스에서 채택을 하며 사용하고 있습니다.

CentOS 7에서 GNOME설치하기

CentOS 7에서 GNOME를 설치하시려면 yum을 사용하시는 것이 가장 편리합니다.(yum을 사용하지 않는 방법은 별도로 정리하도록 하겠습니다.)

먼저 Yum을 업데이트해줍니다. (관리자 권한으로 실행 시 sudo는 빼셔도 됩니다.)

sudo yum update

만약 네트워크가 연결되어 있지 않다면 오류가 뜨게 될 텐데, 이 때는 다음 네트워크 설정 방법을 참고 부탁드립니다.

[CentOS 7] CentOS 7 인터넷 연결하기(ipconfig도 안될 때, Static/Dynamic) : https://programfrall.tistory.com/94

업데이트가 완료되었다면 yum으로 설치 가능한 group부터 먼저 확인합니다.

yum group list

다음은 yum에서 설치 가능한 group list를 보여줍니다. 만약 영어 외 언어로 나올 경우, 다음 명령어로 영어로 변경해줍니다. (다운로드할 그룹 이름을 확인하기가 편리합니다.)

LANG=en_US.UTF-8

설치 가능한 리스트 중 지금 우리가 필요한 것은 GNOME Desktop과 Graphical administration Tools입니다. 다음 명령어를 입력하여 설치하도록 합니다.

sudo yum groupinstall "GNOME Desktop" "graphical Administration Tools"

명령어를 입력할 경우 패키지를 쭉 검사하고 설치 여부를 묻게 됩니다. y를 입력하여 설치하도록 합니다.

설치 완료 Complete

여기까지 설치하여도 GNOME은 설치를 완료하였습니다. 실행은 다음과 같이 사용하시면 됩니다.

startx

혹은 부팅 시 바로 GUI 환경으로 시작하고 싶으시다면 다음 명령어를 입력합니다.

ln -sf /lib/systemd/system/runlevel5.target /etc/systemd/system/default.target

위 명령어는 runlevel의 sysbol을 etc/system/system/ 밑에 default.target이라는 이름으로 만들라는 뜻입니다.

이렇게 모든 설정을 마무리하셨으면 reboot을 합니다.

reboot

제대로 설치되었다면, 다음과 같이 사용자가 나타나고 GUI 환경을 이용할 수 있게 됩니다.

이렇게 처음 설치하였던 CentOS7에 GUI까지 설치해보았습니다. GUI환경에서도 Terminal을 편리하게 사용할 수 있기 때문에 앞으로는 GUI를 기본으로 사용하도록 하겠습니다.

[CentOS 7] CentOS 7 인터넷 연결하기(ipconfig도 안될 때, Static/Dynamic)

리습 — Sun, 15 May 2022 19:03:03 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

Virtual Box 혹은 Local PC에 CentOS 7을 설치하였더라도, 설치 설정에 따라서 인터넷이 자동으로 연결되지 않는 경우가 있습니다. 특히 처음 설치하여, 아무것도 동작하지 않을 때 어떻게 인터넷을 연결해야 되는지 알아보도록 하겠습니다.

1) Net-tools 설치 여부 확인

처음 설치를 하였을 때 Minimal로 설치를 하게 되면 ipconfig, Network manager등 유용한 툴을 바로 사용할 수 없습니다. ipconfig같음 명령어를 쓰더라도 -bash: ipconfig: command not found 가 나타나게 될것입니다. network가 연결되어 있지 않기 때문에 package list (명령어 : yum list installed)도 동작하지 않기 때문에 ipconfig 명령어가 동작하지 않는다면, Net-tools는 없다고 생각하고 작업을 하시면 될것 같습니다.

ipconfig 명령어가 없을 경우

2) 현재 네트워크 인터페이스를 확인

현재 네트워크 정보 확인은 다음 명령어로 가능합니다.

ip addr

ip addr 의 결과

ip 명령어를 입력하시게 되면, ip의 현재 network interface와 주소값을 볼 수 있습니다. ip 명령어를 간단히 설명드리면, ipconfig를 대신하여 network interface에 주소를 할당하는 등의 기능을 수행하는 명령어 입니다.

위 결과 창을 보시게 되면, 1. IO 와 2. enp0s3를 확인하실 수 있습니다. enp0s3으로 설정되어 있으신 경우 다음과 같이 enp0s3를 켜줌으로서 사용이 가능해집니다. 만약 ens33, enp3s3, eth0로 되어 있으시다면 아래 명령어 중 그 이름만 바꾸어 설정해주시면 됩니다.(해당 이름은 version이 업데이트 되면서 이름이 eth0에서 이름이 변경되었습니다.)

3-1) Network Connect (동적으로 연결 할 경우, DHCP)

아래 명령어를 입력하여 네트워크를 연결 시켜 줍니다. (정적 연결은 4-1을 확인합니다.)

ifup enp0s3

ifup enp0s3 의 결과

이 상태에서 ping 8.8.8.8(구글 DNS 서버 IP주소)로 테스트를 해주면 정상적으로 연결되는 것을 볼 수 있습니다.

3-2) 재 부팅시 인터넷 자동 연결 기능 설정

위와 같이 설정하더라도 Network에 바로 연결이 되나, 부팅시에는 다시 ipfup enp0s3를 설정해주어야 하는 문제가 있습니다. 따라서 부팅시에도 항상 네트워크가 연결 될 수 있도록 옵션을 켜줄 필요가 있습니다.

우선 먼저 설정 파일을 열어줍니다. (저는 vi를 통해 열도록 하겠습니다.)

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s3

위 명령어를 입력하게 되면 다음과 같은 창이 나타나게 됩니다.

아래 항목 중 ONBOOT라는 항목을 yes로 수정해주시면 됩니다.

위와 같이 설정하더라도 잘 동작 할 수있지만, 설정을 변경한 것이기 때문에 Network를 재 시작해주고 reboot를 하도록 하겠습니다.

systemctl restart network
reboot

4-1) Network Connect (정적으로 연결 할 경우)

모종의 이유로 정적으로 Network를 연결하기 위해선 아래와 같이 설정하면 됩니다. 아래 명령어를 통해 설정파일을 변경 해 줍니다.

vi /etc/sysconfig/network-script/ifcfg-enp0s3

설정 입력

설정을 해주어야 하는 부분은 4가지 입니다. IPADDR를 통해 할당받은 IP 주소를 입력하며 (보통 전산 부서에서 전달해주는 주소) NETMASK,GATEWAY,DNS1를 설정합니다. DNS의 경우 여러개를 설정할 땐 DNS2,DNS3 ... DNS[1~N]를 입력해주면 됩니다.

설정을 마쳤다면, Network를 재 시작해주고 reboot를 하도록 하겠습니다.

systemctl restart network
reboot

5) 설정 완료 후 확인

모든 설정을 마무리 하셨다면, ip addr를 통해 설정을 확인합니다. 이전과는 다르게, enp0s3에 ip설정이 추가되어 있는 것을 확인하실 수 있습니다.

ip addr 의 결과 영상

또는 간단하게 ping test를 통해서도 네트워크 접속을 확인 하실 수 있습니다.

ping Test 결과 (google DNS서버를 통한 테스트)

이렇게 처음 설치하였던 CentOS7에서 네트워크를 연결해 보았습니다. 이제 yum등 패키지 설치 툴을 사용 할 수 있으므로, 자유롭게 필요한 패키지도 설치해보면서 CentOS 7을 알아보도록 하겠습니다.

[CentOS 7] Virutal Box에 CentOS 7 설치하기

리습 — Wed, 11 May 2022 07:47:14 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

Linux 환경을 만드는 방법은 다양합니다. Local PC에 직접 설치하는 방법도 있으며, Docker를 이용해 환경을 만드는 방법도 있습니다. 하지만, 테스트 환경으로써 가장 간단하게 환경을 만드는 방법은 지금도 Virtual Box를 이용해 Virtual Machine을 이용하는 방법이라 생각합니다.

그럼 간단하게 Virtual Box를 이용해 CentOS 7을 설치해보도록 하겠습니다.

1) 설치 준비하기

CentOS 7 Virtual Machine 환경을 위해선 가장 먼저 Virtual Box를 다운로드하여야 합니다.

Virtual Box는 현재 Oracle에서 배포하고 있는(이전에는 썬 마이크로시스템즈) 가상 머신 소프트웨어 입니다. GNU General Public License(GPL) v2으로 무료로 사용 가능합니다.

우선 Virtual Box를 다음 링크에서 받습니다.

링크 : https://www.virtualbox.org/

Oracle VM VirtualBox

Welcome to VirtualBox.org! News Flash New April 19th, 2022VirtualBox 6.1.34 released! Oracle today released a 6.1 maintenance release which improves stability and fixes regressions. See the Changelog for details. Important February 24th, 2022We're hiring!

www.virtualbox.org

다운 받은 설치 파일은 다음 과정에 따라 설치합니다.

설치 파일을 실행하고, Next를 클릭합니다.

바로가기 등, 원치 않은 설정이 있다면, 체크박스를 해제하고 Next를 클릭합니다. 저는 굳이 빼야 하는 옵션이 없었기 때문에 모두 선택한 상태로 Next를 클릭하였습니다.

설치 중에 일시적으로 인터넷이 끊길수 있다는 경고 창이 뜹니다. 현재 네트워크를 사용하고 있지 않다면, (다운로드 등) Yes를 클릭하여 설치를 진행합니다.

마지막으로 Install을 클릭하여 설치를 진행합니다. 이후 설치를 마무리하게 되면 다음과 같이 Virtual Box가 실행됩니다.

Virtaul Box 첫 실행 화면

다음으로 CentOS 7의 이미지를 받도록 하겠습니다. CentOS 7의 이미지는 다음 링크에서 다운로드하실 수 있습니다.

링크 : https://www.centos.org/

The CentOS Project

Reminder: CentOS Linux 8 is EOL on December 31st Dec 2, 2021 — CentOS Linux 8 will reach End Of Life (EOL) on December 31st, 2021. We recommend migrating to CentOS Stream 8 before that time. See this comparision of CentOS Linux and CentOS Stream for more

www.centos.org

우리는 iso가 필요하기 때문에 위 링크에 들어가셔서, Download->Geographical mirrors(좌측)->Mirror List -> Korea(위치가 다르다면 해당되는 국가)를 검색한 후, 원하는 링크에 들어가서 iso를 다운로드하시면 됩니다. 22년 5월 10일 시점으로 Korea에는 5개 Mirror링크가 있습니다. 예시로 Kaist의 Mirror 링크에 접속하여 iso를 다운로드하도록 하겠습니다.

위 그림은 Kaist의 미러 서버의 모습입니다. 해당 위치에서 저희가 원하는 버전인 7버전(현 기준 7.9.2009)에 들어가서 CentOS7의 iso 이미지 파일을 다운로드합니다. 경로는 "/CentOS/7.9.2009/isos/x86_64/"위치에 있습니다. 해당 경로에 들어가시면 여러 버전의 CentOS 이미지가 있으나, 우선은 Everything으로 다운받도록 하겠습니다.

iso 이미지 파일까지 다운로드가 완료되셨다면, 이제 모든 준비가 완료되셨습니다.

2) Virtual Box에 CentOS 7 설치하기

그럼 이제 본격적으로 Virtual Box에 CentOS 7을 설치해보도록 하겠습니다. 위에서 설치한 Virtual Box 실행 화면 상단에서 새로 만들기 버튼을 클릭합니다. 새로 만들기 버튼을 클릭하면 다음과 같인 창이 나타나게 됩니다.

위와 같은 창이 나타났다면, 이름에 CentOS7이라고 입력합니다. Cent라는 이름을 입력하게 되면 자연스럽게 종류가 Linux로 버전은 Red Hat으로 변경됩니다. CentOS는 Red Hat과 거의 유사하므로, 버전에 Cent OS라고 뜨지 않더라도 걱정하지 않으셔도 됩니다. 입력을 완료하였다면, 머신 폴더를 결정하고 다음을 클릭합니다.

다음을 클릭하면 메모리 크기를 선택해달라는 창이 나타납니다. 본인 PC환경에 맞추어 메모리 설정을 바라며, 저는 4GB를 설정하도록 하겠습니다. 설정 후 다음을 클릭합니다.

다음 과정으로 하드디스크 설정 창이 나타나게 됩니다. 하드디스크 추천은 8GB이나, 실제로는 기본 패키지만 설치하더라도 용량이 매우 부족하기 때문에 20GB 이상을 추천드립니다. 저는 128GB로 설정하였습니다. 특별한 설정이 필요한 것이 아니라면, 지금 새 가상 하드 디스크 만들기로 체크하고 만들기를 클릭합니다. 다음으로 나타나는 창에서는 VDI를 클릭해주시고, 취향에 따라 동적 할당/고정크기를 선택합니다. 저는 고정 크기로 하여 다음과 같이 설정한 후 만들기를 클릭하였습니다. (고정 크기를 선택하였을 경우, 파일 생성까지 좀 더 시간이 소요됩니다.)

이후 생성이 완료되면, 다음과 같이 CentOS7 전원 꺼짐이라는 모습으로 좌측에 나타나게 됩니다. 좌측에 나타난 창을 더블 클릭하면 이제 본격적으로 가상 머신이 동작하게 됩니다.

가상 머신이 동작하면, 다운 받은 iso 파일을 시동 디스크로 선택하고 시작을 클릭합니다. 시작을 클릭하면 아래와 같은 창이 나타나며, Install CentOS 7을 클릭하여 설치를 진행합니다. 참고로 초기 상태에서는 포커스가 가상 머신에 있을 때 마우스 탈출 버튼이 Right Ctrl으로 되어 있습니다. 저는 습관상 ctrl + Alt가 익숙하여 이 키로 변경하였습니다. 혹시 마우스가 빠져나오지 않는다면, ctrl + Alt + delete키로 작업 관리자를 켠 후, 자연스럽게 빠져나온 포커스로 마우스를 제어하시면 됩니다.

시작을 누르면 아래와 같은 모습이 나타나고, 이어 언어 선택 창이 나타납니다.

언어는 설치과정 중에 선택하는 언어로, 한국어로도 설치 진행이 가능합니다. 저는 그냥 English로 설정 한 뒤에 Continue를 클릭하여 진행하겠습니다. Continue를 클릭하면 다음과 같이 창이 나타납니다.

이후 설치에 필요한 기본 설정을 진행하게 됩니다. Localization설정을 통해 시간 및 키보드 설정을 해주시면 되며 Software창을 통해 원하시는 설청으로 설치를 진행하시면 됩니다. 저는 우선 아무것도 건드리지 않고 Minimal install로 진행하도록 하겠습니다. 이 과정에서도 필수적으로 진행해주셔야 하는 부분이 있습니다. 바로 System의 Installation destination부분입니다. 이 부분에 이전에 설정해준 가상 디스크를 설치 위치로 지정해 주셔야 정상적으로 설치가 진행되게 됩니다. (!로 강조표시가 되어 있습니다.)

생성한 가상 디스크를 설치 위치로 설정한 뒤 Done을 클릭합니다. 참고로 저는 가장 Minimal한 상태로 설치를 한 뒤에 인터넷 설정부터 하나하나 하려고 하여 추가적인 조작을 하지 않았지만, 인터넷 및 GUI를 편리하게 설치하시고 사용하시기 위해선,

인터넷 : Network & Host NAME 을 클릭 한 뒤, Ethernet(enp0 s3)를 On으로 설정

GUI 및 Software : Software Selection을 클릭한 뒤, GNOME Desktop (GUI 환경) 및 기타 필요한 소프트웨어를 체크

바로 인터넷을 사용하기 위해선 설치 중, 인터넷을 설정해 줍니다.

하시면 됩니다.

이제 Begin install을 클릭하면 다음과 같은 창이 나타나면서, !로 유저 설정 창이 나타납니다. 설치가 진행되는 동안 유저 설정을 진행해 줍니다. Root 권한 비밀번호와 User생성입니다. User는 관리자로 생성하여 사용하도록 합니다. 기본적으로 linux에서는 절대로 root로 작업을 진행하겠다는 생각을 하지 않으시는 게 좋습니다. 따라서 관리자 유저 계정을 생성하여 모든 작업을 진행하는 것이 좋습니다.(매우 권장됩니다.)

설치가 완료되면 하단에 Finsh configuration이라는 버튼이 생성됩니다. 버튼을 클릭하여 설치를 마무리합니다. 이후 Reboot 버튼을 클릭하여 재 시작합니다.

설치가 완료 되면 Reboot 버튼이 나타납니다.

재 부팅이 완료 되면 다음과 같이 CentOS Linux 창이 나타나게 됩니다. 여기까지 진행하셨다면, CentOS 7을 정상적으로 설치가 마무리되신 것입니다.

여기까지 진행하셨다고 하시더라도 아직은 먼가 부족하다고 느끼실 것입니다. 가장 익숙한 GUI도 안될뿐더러, 인터넷도 되지 않아 다른 패키지를 설치할 수 도 없는 상태입니다. 다음으로 인터넷을 설정하고 사용하는 방법부터 하나씩 정리해보도록 하겠습니다.

[전자 하드웨어 기초] 21. 인덕터, 코일 (칩 페라이트 비드 인덕터 란, Ferrite Bead 란, 비드 란)

리습 — Fri, 9 Apr 2021 07:20:57 +0900

안녕하세요 리습입니다.

이번 시간에는 노이즈 제거용으로 간편하게 사용할 수 있는 칩 페라이트 비드 인덕터( Ferrite Bead , 칩 페라이트 비즈 인덕터라고 하는 곳도 있지만 발음 차이입니다.)라는 것을 소개해 드리도록 하겠습니다.

칩 페라이트 비드 인덕터 란

페라이트 비드 인덕터 예시

페라이트 비드 인덕터는 엄밀히 말하면 인덕터가 아닙니다. 페라이트라는 것을 통해 만들어진 소자이며, 특징적으로는 저항 성분 R이 크고, Q가 낮다는 점이 있습니다. 페라이트는 고주파에 있어서 저항으로서 동작을 하고, 저주파에서는 작은 인덕턴스 성분을 가진 소자로써 기능을 하게 되는데 이러한 특징을 이용해 노이즈를 제거하는 것이 바로 페라이트 비드 인덕터입니다. 일반적으로 인덕터와 유사한 기능 및 특성을 가지고 있기 때문에 인덕터로 분류하여 사용합니다.

칩 페라이트 비드 인덕터는 다음과 같은 등가 회로를 가지고 있습니다.

페라이트 비드 (Ferrite Bead)의 등가 회로

고주파 신호에 대한 저항과 저주파 신호에 대한 인덕턴스 신호로 모델링 되어 있다고 이해를 한다면 편리하게 실제 설계에 적용하실수 있습니다.

페라이트 비드 인덕터를 선택하는 법

기본적으로 페라이트 비드 인덕터를 선택할 때는 신호주파수와 노이즈 주파수를 잘 주의하여 선택해야 합니다. 일반적으로 회로에서 발생하는 노이즈는 사용되는 신호보다 높은 주파수 특성을 가지게 됩니다. 따라서 일정 주파수 이하의 신호는 지나가고 이상의 신호는 지나갈 수 없는 페라이트 비드 인덕터의 로우 패스 필터 특성 (Low pass filter, LPF)에 따라 신호 주파수와 노이즈를 구분할 수 있는 정도의 특성 값을 선택해야 합니다.

페라이트 비드 인덕터의 주파수 특성

예시를 통해 페라이트 비드 인덕터 선택법을 알아보도록 하겠습니다. 페라이트 인덕터의 데이터 시트를 보게 되면, 각 주파수에 다른 인피던스 특성을 확인 할 수 있습니다, 저주파에 가까울수록 인피던스 값이 줄어들고 고주파로 갈수록 인피던스 특성이 증가합니다. 따라서 인피던스 값이 낮은 영역에 설계자가 원하는 신호 주파수 대역이 위치하고, 노이즈는 인피던스 특성이 높은 대역에 위치할 수 있는 비드 인덕터를 선택해야만 합니다. 위 페라이트 비드 인덕터라면, 약 1~3 MHz신호 이하의 신호를 통과시키고 50 MHz이상의 고주파는 제거하는 데 사용할 수 있을 것으로 보입니다.

페라이트 비드 인덕터의 특징 중 좀 더 확인해야 하는 것.

페라이트 비드 인덕터를 사용할 때 경우에 따라 좀 더 자세히 찾아봐야하는 특성들이 있습니다. 고주파 회로 (EX) 수백 MHz ~ 수 GHz)에서 페라이트 비드 인덕터를 사용한다면 페라이트 비드 인덕터의 가용 주파수 범위를 넘어가지 않는지 꼭 확인해야 합니다.

페라이트 인덕터의 주파수 특성 2

예를 들어 위와 같은 특성을 가진 페라이트 비드 인덕터를 고주파 회로에 사용했다고 가정해 보겠습니다. 약 100 MHz 수준에서 최대 임피던스를 발휘하고 이보다 높은 주파수 대역에서는 점점 인피던스 값이 떨어지는 것을 확인할 수 있습니다. 만약 이 페라이트 비드 인덕터가 수 GHz의 회선에 연결되어 있다면 인덕터의 역할을 하지 못할 것입니다. 따라서 신호와 노이즈의 최대 주파수에 대해서도 고려하여 페라이트 비드 인덕터를 사용하는 것이 중요합니다.

페라이트 비드 인덕터는 이유 없이 사용하기도 합니다.

위에서 페라이트 비드 인덕터의 특성 및 용도에 대하여 열심히 여러분들 께 소개해드렸지만, 사실 현업에서는 비드 인덕터를 이유 없이 그냥 회로 라인에 추가하여 사용하기도 합니다. 페라이트 비드 인덕터는 저주파 신호에서는 일반 도선과 같이 생각할 수 있기 때문에 전압이 내려가는 경우가 아니라면, 가능하다면 많이 넣는 것이 후에 회로 디버깅에도 유리하기도 하고,(0ohm저항과 같은 목적입니다.) 페라이트 비드가 있음으로써웬만한 작은 신호적 문제들은 해결이 되기 때문입니다. 따라서 가능하다면 일단 사용하는 것도 추천드리는 방법입니다.

마무리

비드 , 페라이트 비드 인덕터는 정말 많이, 자주 사용되는 부품 중 하나입니다. 하지만, 자주 사용한다고, 이전에 사용했다고 다시 사용하기보다는, 정확한 특성 및 사용 이유를 잘 알고 사용했을 때 좀 더 빛나게 이 소자를 사용하실 수 있으실 겁니다.

[C언어] 38. 이차원 배열의 동적 할당 (2차원 배열의 동적 할당)

리습 — Thu, 8 Apr 2021 07:00:04 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

오늘은 이차원 배열(2차원 배열)의 동적 할당에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 이 차원 배열은 기본적으론 일반적인 동적 할당의 사용방법과 동일합니다. 다만, 2차원 배열을 수행해야 되기 때문에 이중 포인터를 사용해야 한다는 점이 다른 점입니다. 만약 이중 포인터에 대해서 기억이 잘 나지 않으신다면 다음 링크를 참고 바랍니다.

이중 포인터란? : programfrall.tistory.com/62

우선 이차원 배열을 동적할당하기 위해선 포인터의 배열을 동적 할당받아야 합니다. 그런데 여기서 우리는 포인터의 배열을 제어해야 하기 때문에 포인터의 포인터인 이중 포인터를 사용하는 것이 편리합니다. 일반적인 포인터로도 이차원 배열을 구현할 수 있으나, 이후 제어가 불편하기 때문이죠.

그리고 이렇게 동적할당 된 포인터의 배열에 각각 동적 할당을 하게 되면 바로 이차원 배열을 사용할 수 있게 되는 것입니다. 제가 글로 설명드린 부분을 그림으로 표현하면 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

(NULL 값의 경우 예시를 위해 넣어두었습니다. malloc사용시 NULL로 초기화되지 않습니다.)

이차원 배열의 동적할당 예시

위 그림을 통해 동적할당 순서도 다시 생각해보죠. (1) 이중 포인터에 포인터 배열을 선언하고, (2) 선언된 포인터 배열에 변수 배열을 선언하는 순서로 이차원 배열을 구현하게 됩니다. 이 순서는 꼭 기억해 주셔야 합니다. 왜냐하면 동적 할당의 해제는 할당받은 순서의 역순이기 때문이죠. 할당된 메모리 공간을 이용한 작업을 마무리 해준 뒤에는 꼭 할당의 해제를 해주어야 하는데, 이때는 위 순서의 반대로 해제를 해주면 됩니다.

자 그럼 이차원 배열의 예시 코드를 통해 이차원 배열의 동적할당을 이해해 보도록 하겠습니다.

이차원 배열 동적 할당 예시 코드

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
	
	int **arr = NULL;
	arr = (int**)malloc(sizeof(int*) * 10);
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		arr[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * 5);
	}
	
	// example
	for (int y = 0; y < 10; y++) {
		for (int x = 0; x < 5; x++) {
			*(*(arr+y)+x) = y * 10 + x; 	// arr[y][x] = y* 10 + x;
		}
	}
	for (int y = 0; y < 10; y++) {
		for (int x = 0; x < 5; x++) {
			printf("%-6d ", arr[y][x]);
		}
		printf("\n");
	}

	// end
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		free(arr[i]);
	}
	free(arr);
    return 0;
}

위 코드는 arr[10][5]를 동적 할당을 통해 할당받아, 값을 저장하고 출력해주는 코드입니다. 위 코드에서는 맨 먼저 arr이라는 이중 포인터를 선언한 다음 이 변수에 malloc을 통해 새로운 메모리 공간 10개를 할당받습니다. 이후 생성된 10개의 포인터 변수들 각각에 5개씩 int 배열을 선언하여 2차원 배열을 만들게 되는 것 이죠.

	int **arr = NULL;
	arr = (int**)malloc(sizeof(int*) * 10);
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		arr[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * 5);
	}

이렇게 만든 이차원 배열은 일반적인 이차원 배열과 동일하게 arr[][]형식 혹은 pointer의 연산 방식으로 데이터를 입력, 출력하여 사용할 수 있습니다. 자 모든 작업이 끝난 뒤에는 이차원 배열을 위해 할당된 메모리 공간을 다시 OS에 반납해야 합니다. 이를 위한 해제는 할당의 역순으로 free() 함수를 통해 수행해 주시면 됩니다.

위 코드의 실행 결과는 다음과 같습니다.

예시 코드의 실행 결과

마무리

위에 사용한 방법을 확장하게 되면, 삼차원 배열 사차원 배열, ..., N차원 배열까지 무제한 적으로 만들 수 있습니다. 특히 이차원 배열의 동적 할당의 경우 x, y축으로 표현되어 있는 영상 데이터 등에서 많이 활용되기 때문에 잘 이해하시고 편리하게 사용하시기 바랍니다.

[Octave] 4. octave, 옥타브 기본 사용법 (옥타브 처음 사용하기)

리습 — Wed, 7 Apr 2021 07:38:24 +0900

>> A = 3; B = 7;
>> C = A+B
C = 10
>> D = A-B
D = -4
>> E = A*B
E = 21
>> F = A^B
F = 2187
>>

안녕하세요. 리습입니다.

오늘은 옥타브에 기본 사용법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

옥타브는 매우 직관적인 프로그램입니다. 기본적인 변수 선언 법, 기본적인 연산자, 그리고 스크립트 사용 방법만 이해하시더라도 사용하는데 전혀 무리가 없습니다. 그러면 기본적인 부분을 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

변수 만드는 법, 사용하는 법

프로그램을 작성할 때 가장 먼저 사용하는 것은 바로 '변수'입니다. 변수는 데이터를 저장하는 공간입니다. 변수는 다음과 같이 명령 창 (Command Window)에서 사용할 수 있습니다.

>> variable = 10
variable = 10
>>

변수명을 작성해주고 그 변수에 넣어줄 값을 입력합니다. 그리고 엔터(Enter)를 누르게 되면, octave는 그 변수명과 넣은 값을 다음과 같이 다시 reply 해주게 됩니다. 다시 그 값이 나타나지 않도록 하고 싶다면 코드 마지막에 ; 를 작성해주면 됩니다.

>> variable = 10;
>>

그럼 입력된 값이 나타나지 않게 됩니다. 변수를 만들었기 때문에 우리는 작업공간(Workspace)에서 변수를 확인할 수 있습니다.

작업 공간(Workspace)에 표기된 변수

작업 공간에서 우리가 만든 변수명, 변수의 형식(Class), 차원 (Diemnsion), 현재 값(Value) 등을 확인할 수 있습니다. 이에 대한 자세한 설명은 이후 변수에 대하여 자세히 알아볼 때 설명드리도록 하겠습니다. 이렇게 만든 변수는 명령 창에서도 코드를 통해 수정할 수 있지만, 변수 편집기(Variable Editor)를 통해서도 수정할 수 있습니다. 작업 공간 (Workspace)에서 변수명을 클릭하면, 변수 편집기가 다음과 같이 나타날 것입니다.

변수 편집기 (variable editor) 로 확인한 변수

마치 엑셀의 한 sheet처럼 표로 변수가 나타나 있는 것을 보여줍니다. 이는 Octave가 행렬 연산을 편리하고, 빠르게 사용할 수 있도록 만들어져 있기 때문입니다. 행렬을 가장 잘 표현할 수 있는 표 형식으로 변수를 보여주는 것이지요. 변수 편집기 (Variable Editor)에서 우리가 만든 변수인 variable의 값을 변경하려면 엑셀에서 값을 변경해주는 것과 같지 1행 1열에 있는 10이라는 값을 원하는 값으로 바꾸어 주면 됩니다. 여기서 우리는 20으로 바꾸어 주도록 하겠습니다. 값을 20으로 바꾸자 작업 공간(Workspace)에서도 현재 값이 20으로 바꾸어진 것을 확인할 수 있습니다.

값을 20으로 변경한 variable변수

여기서 한 가지 더, 그럼 행렬 변수를 만들려면 어떻게 해야 할까요? 2x3차원의 행렬은 다음과 같이 만들 수 있습니다.

>> array = [10, 20, 30; 40, 50, 60]
array =

   10   20   30
   40   50   60

>>

변수에 입력해야 하는 값들을 [ ]으로 묶어서 입력하게 되면 행렬을 입력할 수 있게 됩니다. 행렬의 각 원소 값은 ', '과 ';'으로 나누어지며, ', '는 동일 column의 값들을 나타내며, ';'는 한 row를 변경한다는 뜻입니다. 그래서 위와 같이 3개의 원소 이후에 ';'를 입력하면 이후 값들은 다음 row에 입력되는 것입니다. 이렇게 만든 변수 또한 작업공간(Workspace)과 변수 편집기(Variable Editor)에서 확인 가능합니다.

행렬 변수의 생성과 Octave에서의 확인

옥타브의 기본 연산자

옥타브에서는 여러분들이 생각하실 수 있는 모든 수식을 연산할 수 있습니다. 복잡한 연산자에 대해서 알아보기 전에, 우선 기본적으로 사용되는 연산에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 우선은 산술 연산입니다. 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기, 제곱과 같은 산술 연산은 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

>> A = 3; B = 7;
>> C = A+B
C = 10
>> D = A-B
D = -4
>> E = A*B
E = 21
>> F = A^B
F = 2187
>>

논리 연산은 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

>> A = true; B = false;
>> C = A && B
C = 0
>> D = A || B
D = 1
>> E = A == B
E = 0
>> F = A ~= B
F = 1
>>

Octave는 기본적으로 논리 구조를 0과 1로 표현합니다. 첫 번째 줄에 작성한 true/false는 각각 1과 0으로 이해하실 수 있습니다. 다만 논리 연산에서 0이 아닌 모든 값은 true로, 0은 false로 처리된다는 것을 꼭 기억하셔야 합니다. 위 변수에 숫자를 넣으면 그 값이 0이 아니라면 모두 true와 같이 동작하게 됩니다.

연산을 하나씩 알아보도록 하겠습니다. '&&'는 AND연산을 의미하며, '||'은 OR 연산을 의미합니다. '=='는 같은지 나타내는 연산이며 같다면 true(1), 다르다면, false(0)을 출력합니다. ~=은 다른지 나타내는 연산이며 다르다면 true(1), 같다면 false(0)을 출력합니다.

Octave, 옥타브 스크립트 사용하기

옥타브를 사용하면서 명령 창에 모든 명령어들을 입력하는 것도 가능하긴 하지만, 이를 코드로 작성하여 자동화시키는 것이 더 사용적인 측면에서는 편리합니다. 반복된 명령어를 작성할 필요도 없기 때문입니다. 스크립트를 만드는 방법은 다음과 같습니다. 상단바의 메뉴에서 File -> New -> New Script를 클릭합니다.

옥타브 새 스크립트 문서 만들기, (Octave : make new Script file)

클릭하게 되면 에디터 (Editor)에서 <unnamed> 스크립트 문서가 생성됩니다. 이 문서에 여러분들이 필요한 코드를 작성하게 되면 한 번에 모든 코드를 실행시킬 수 있습니다. 저는 위에 있는 에시 코드들을 입력하고 basic_operation.m이라는 파일로 저장하였습니다.

옥타브 에디터 (Editor)

이제 'F5'버튼을 눌러 주시면 스크립트에 있는 모든 명령어들이 실행되어 명령 창 (Command Window)에서 나타납니다.

스크립트 실행 결과

실행은 명령 창에서 만든 스크립트 파일의 이름을 입력하셔도 가능합니다.

마무리

이렇게 Octave, 옥타브의 기본 사용법에 대하여 알아보았습니다. 그럼 다음 시간부터는 옥타브 프로그래밍을 위한 조건/반복문 등에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

[Octave] Tip. 옥타브 초기 작업 경로 설정하기(Start up directory)

리습 — Tue, 6 Apr 2021 07:05:24 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

옥타브에 아무런 설정도 하지 않는다면, 최초 프로그램을 실행했을 때, 내가 자주 사용하는 경로 , 혹은 직전에 작업하고 있던 경로가 아닌, 맨 처음 옥타브를 설치하였을 때 설정되어 있는 내 문서 내 Octave폴더 등으로 설정되어 실행이 됩니다. 사소하지만, 이렇게 다른 경로로 프로그램이 실행될 경우, 일일이 원하는 작업 공간으로 경로를 입력해줘야 한다는 불편함이 있습니다. 이런 불편함을 해결하기 위한 기본 설정 방법을 오늘은 소개해 드리도록 하겠습니다.

Start-up 경로 설정 방법

초기 시작 경로 설정 방법은 다음과 같습니다. Edit -> Preference를 클릭하게 되면 다음과 같은 창을 확인하실 수 있습니다.

Octave Preference Window

다른 수많은 설정 중에 저희가 필요한 설정은 하단에 Octave Startup 설정입니다. 아래 보이시는 경로 입력 바에, 여러분들이 자주 사용하는 경로를 입력하시게 되면 앞으로 Octave가 처음 실행될 때 설정된 경로를 시작 경로로 하여 실행되게 됩니다.

다만 위 설정을 하고 적용을 클릭 할 경우 Octave가 꺼지는 경우가 있는데 이는 특별한 오류가 아니니 다시 실행하시면 위 경로에서 실행되시는 것을 확인하실 수 있습니다.

그럼, 마지막으로 사용했던 경로로 실행하려면 어떻게 해야하지?

위와는 다르게, 마지막으로 사용했던 경로를 새로 시작하는 경로로 설정하고 싶을 수도 있습니다. 만약 이전에 가장 마지막으로 사용한 경로를 프로그램 실행 시 시작 경로로 설정하고 싶다면, "Pesotre last working directory of previous session"을 체크하여 사용할 수 있습니다. 그렇다면 여러분들이 프로그램을 종료하기 직전에 사용하던 current Directory를 새로 시작하는 경로로 사용할 수 있게 됩니다.

편안한 Tool 사용을 위해.

여러 가지 유틸리티 툴들은 우리가 더 편하게 일하고, 중요하지 않은 반복 작업들을 줄이기 위해 사용하는 것들입니다. 그런 작업들을 좀 더 줄일 수 있는 위와 같은 설정들을 잘 맞추어 두게 되면, 앞으로 업무를 하며 두고두고 편리함을 느낄 수 있 수 있습니다. 앞으로 이런 팁도 정리하여 공유드리도록 하겠습니다.

printf , sprintf , fprintf 서식 문자 완벽 정리 (%d, %f, %o, %n)

리습 — Mon, 5 Apr 2021 06:30:53 +0900

안녕하세요 리습입니다.

자주는 아니지만, 아주 가~끔 은 기억이 안 나서 찾아보게 되는 printf 들(sprintf, fprintf)의 서식 문자에 대하여 완벽하게 정리해보도록 하겠습니다.

우선 많이 사용하는 서식 문자에 대하여 요약 정리를 하면 다음과 같습니다. 가장 많이 사용하는 %d, %u, %o, %x, %f, %e 에 대하여 정리하였습니다. 또한 적절한 입력 변수 타입을 함께 표기하여, 현재 본인이 사용하고 있는 변수에 알맞은 서식 문자를 찾기 쉽도록 표기하였습니다.

printf 서식 문자 총정리

이 외에도 printf, sprintf, fprintf에는 다양한 옵션들이 있습니다. 이에 대하여 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

서식 문자 와 크기 옵션

우선 서식 문자의 정확한 형태는 다음과 같이 일반화할 수 있습니다.

%[flags][width][.precision][length]specifier

아직은 이 형식에 익숙하지 않으니 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

우선 표현하고 싶은 타입 별 서식 문자는 위에서 나열한 표와 같이 %d(정수형 signed 10진수), %u(정수형 unsigned 10진수), %f(실수형 10진수)로 사용할 수 있습니다. 이것이 바로 specifier입니다.

그런데 자세히 보시면 앞에 공통적으로 hh, h, l, ll이 붙어 있는 것을 볼 수 있습니다. 이 접두사들은 입력 변수의 크기를 결정해 줍니다. 기본적인 형식들은, int, double과 같은 형태에 맞추어져 있기 때문에 long long과 같이 크기가 큰 변수를 입력해 주기 위해서는 ll과 같은 접두사를 붙여 주어야 합니다. hh는 보통 char변수에, h는 short변수에, l은 long변수에 ll은 long long 변수를 사용할 때 붙여 주어야 합니다. 이것이 바로 [length]입니다.

출력 값의 기호 표기와 자릿수

실수의 경우 어느 정도의 정밀도로 표기를 할지 결정할 필요가 있습니다. 이럴 때 사용하는 옵션이 바로 [.percision]입니다. 예를 들어 소수 두 번째 자릿수까지 표기하고 싶다면 다음과 은 코드를 작성할 수 있습니다.

printf("%.2f", 1.2345); // output : 1.23

이렇게 작성할 경우 1.23이 출력되게 됩니다. 또한 이 정확도는 외부 변수를 통해서도 조절할 수 있습니다.

int prec = 3;
printf("%.*f", prec, 1.2345); // output : 1.234

이렇게 작성된 코드는 1.234를 출력하게 됩니다. 그럼 [.percision] 옵션에 대하여 정리를 하면 다음과 같습니다.

[.persision] 옵션의 사용 방법

만약 전체적인 출력 길이를 결정하고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 바로 [width] 옵션을 사용하면 됩니다. width는 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

printf("%6d is number", 123); // output :   123 is number

123이라는 숫자가 6칸에 맞추어 빈칸으로 출력되는 것을 확인 가능합니다. 즉 숫자의 간격을 유지하면서 출력하고 싶다면 위 숫자를 활용할 수 있겠죠. 그리고 width 옵션 또한 외부 변수를 통해 조절이 가능합니다. persicion과 같이 '*'을 사용하면 됩니다.

int width = 6;
printf("%*d is number", width,123); // output :   123 is number

자 그럼 width 옵션은 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

[width] 옵션의 사용 방법

기타 고급 옵션 Flag 알아보기

printf, sprintf, fprintf에는 마지막으로 [flag]라는 옵션이 있습니다. 위 옵션은 부호를 표현하거나, 왼쪽 정렬을 통해 출력을 할 때 사용할 수 있습니다. 예를 들어 위에서 [width] 옵션을 통해 123을 출력하였을 때, 오른쪽 정렬로 " 123"로 출력되던 값을 "123 "로 바꾸어 주기 위해서는 '-'라는 옵션을 사용해야 합니다.

int width = 6;
printf("%-*d is number", width,123); // output :123    is number

혹은 16진수, 8진수를 표기할 때 0x 등 을 붙여주기 위해서는 '#'옵션을 사용해야 합니다.

printf("%#x", 243); // output : 0xf3

이 외에도 부호의 표기, 빈 공간을 0으로 채우기 등 다양한 옵션이 있으며 이러한 옵션들을 정리하면 다음과 같습니다.

[flag] 옵션의 사용 방법

마무리

서식 문자는 자주 사용하면서도 조금만 다른 형태로 사용하려고 하면 헷갈리는 기능인 것 같습니다. 이번 정리를 통해 헷갈릴 때마다 리마인드용으로 잘 사용하셨으면 하는 바람입니다.

아래는 test용 예시 코드를 드립니다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
	// 정수형 signed 10진수
	printf("signed decimal\n");

	int				int_val				= 2147483647;
	signed char		signed_char_val		= 127;
	short int		short_int_val		= 32767;
	long int		long_int_val		= 2147483647;
	long long int	long_long_int_val	= 4611686018427387903;

	printf("%d\n", int_val);
	printf("%hhd\n", signed_char_val);
	printf("%hd\n", short_int_val);
	printf("%ld\n", long_int_val);
	printf("%lld\n", long_long_int_val);

	// 정수형 unsigned 10진수
	printf("\nunsgiend decimal\n");

	unsigned int			unsgiend_int_val = 4294967295;
	unsigned char			unsigned_char_val = 255;
	unsigned short int		unsigned_short_int_val = 65535;
	unsigned long int		unsigned_long_int_val = 4294967295;
	unsigned long long int	unsigned_long_long_int_val = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;

	printf("%u\n", unsgiend_int_val);
	printf("%hhu\n", unsigned_char_val);
	printf("%hu\n", unsigned_short_int_val);
	printf("%lu\n", unsigned_long_int_val);
	printf("%llu\n", unsigned_long_long_int_val);

	printf("\nunsgiend octal\n");
	printf("%o\n", unsgiend_int_val);
	printf("%hho\n", unsigned_char_val);
	printf("%ho\n", unsigned_short_int_val);
	printf("%lo\n", unsigned_long_int_val);
	printf("%llo\n", unsigned_long_long_int_val);

	printf("\nunsgiend hexadecimal\n");
	printf("%x\n", unsgiend_int_val);
	printf("%hhx\n", unsigned_char_val);
	printf("%hx\n", unsigned_short_int_val);
	printf("%lx\n", unsigned_long_int_val);
	printf("%llx\n", unsigned_long_long_int_val);

	printf("\ndecimal floating point\n");
	printf("%f\n", 1.23456);
	printf("%e\n", 1.23456);
	printf("%a\n", 1.23456);


	printf("\nString\n");
	char char_val = 'a';
	const char* string_val = "hello";
	printf("%c\n", char_val);
	printf("%s\n", string_val);
	printf("%p\n", string_val);

	printf("%6d is number", 123); // output : 123    is number

	printf("%#d", 243); // output : 0xF3

	return 0;
}

[전자 하드웨어 기초] 20. 코일,인덕터 -5- (인덕터, 코일 고르는 법, 데이터시트 보는 법)

리습 — Fri, 2 Apr 2021 07:00:46 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

오늘은 사용 용도에 따라 코일, 인덕터를 선택하는 법에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 먼저 인덕터를 고를 때 흔히 데이터 시트에서 흔히 보는 용어 대해서 먼저 알아보도록 하겠습니다.

코일, 인덕터 데이터 시트 보는 법

인덕터 데이터 시트 예시

인덕터의 데이터 시트 예시 입니다. 모두 다 중요한 spec이지만, 우리가 주의 깊게 봐야 하는 부분은 인덕턴스 (L, Inductance), 정확도(Tolerance)와 저항 성분 (DC resistance)입니다. 그리고 일부 표기되어있지 않은 경우도 있지만, Q 품질계수라고 하여 (리엑턴스/저항값)으로 표현한 값이 있습니다. Q가 클수록 좋은 인덕터임을 의미합니다. 또한 자기 공진주파수(Self resonant frequency)라는 것이 표기되어 있는 경우가 있습니다. 공진 용도로 사용할 때 확인해야 하는 수치이기는 하지만, 이 수치 아래 주파수에서만 인덕터를 사용해야 하므로 가능하다면 확인하시는 게 좋습니다.

(참고 : 인덕터의 종류[파워인턱터 etc.)에 따라 데이터 시트에 표기된 주요 spec이 다를 수 있습니다.)

자 그렇다면 용도별 인덕터의 선택 요령에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

1. 소 신호(small-signal)에서의 인덕터, 코일 고르는 법

교류 (AC)가 중요한 신호라인 등, 고주파 필터나 소신호용 초크에서는 굉장히 인덕턴스 값이 정밀한 인덕터, 코일을 선택해야 합니다. 다음과 같이 리드형, 혹은 칩형으로 만들어진 대부분의 코일을 선택할 수 있습니다.

칩, 리드형 인덕터

또한 현재 대상이 되는 회선의 주파수 특성을 확인하여, 주파수 특성에 따라 성능이 떨어지지 않는지 확인해야 합니다. 일반적으로 인덕터는 일정 주파수 까지는 일정한 인덕턴스 값을 보여주지만, 주파수가 상승함에 따라서 점점 인덕턴스가 증가하다가, 한계에 부딪치게 되면 인덕턴스가 사라지는 특성이 있습니다. 이는 각 인덕터의 데이터 시트 (Data sheet)를 통해 확인할 수 있습니다. 아래는 한 인덕터의 주파수별 인덕턴스 특성 그래프입니다.

인덕턴스 주파수 특성 예시

그래서 현재 사용하려는 인덕터가 동작하는 주파수에 알맞은 부품인지 꼭 확인해야 합니다.

2. 전원 등에서 초크 용도로 사용하기 위한 인덕터, 코일 선택

전원용 코일, 주로 평활 회로에 사용

전원 등에서 평활, 혹은 초크 용도로 사용하는 코일을 선택할 때 가장 중요한 부분은 바로 직류 (DC) 저항 성분입니다. 인덕터를 통해 교류 특성이 매우 작은 DC 신호를 만들어 내게 되는데, 이때 저항이 크다면 불필요하게 회로에서 전류를 많이 소비하게 되어 소비전력에 불리해집니다. 특히 배터리로 동작하는 회로가 많아진 지금에 와서, 내부 저항이 작은 인덕터를 사용하는 것은 당연한 상식이 되었습니다.

추가적으로 회로의 전류가 크게 변하는 경우에는 직류 중첩 특성(직류전류와 인덕턴스 값의 관계)을 꼭 확인해야 합니다.

3. 공진 용도로 사용하기 위한 인덕터 코일 고르는 법

공진 용도로 사용하기 위한 인덕터는 Q, 품질 계수를 확인해야 합니다. Q값이 낮을 경우 공진 회로의 출력이 저하되기 때문에 가능한 한 Q값이 높은 인덕터를 선택해야 합니다. 또한 인덕터는 단자 간에 용량 성분을 가지므로, 자기 공진을 일으키게 됩니다. 따라서 공진 주파수 이상에서는 인덕터로서 역할을 해주지 못하기 때문에 꼭 필요한 주파수보다 자기 공진 주파수가 높은 인덕터를 선택해야 합니다.

마무리

이렇게 인덕터의 데이터 시트 읽는 법과, 인덕터를 선택하는 방법에 대하여 알아보았습니다. 인덕터의 용도에 확인해야 하는 spec도 다르고, 또 이에 따라 다른 소재의 인덕터 또한 선택해야 합니다. 시중에는 다양한 소재와 형태의 인덕터가 있으니 제가 소개해드린 형태뿐만 아니라, 자신의 용도에 맞는 최적화된 인덕터를 잘 찾아보시기를 추천드립니다.

[전자 하드웨어 기초] 19. 코일, 인덕터 -4- (인덕터의 활용, 공진주파수)

리습 — Wed, 31 Mar 2021 07:00:24 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

이번 시간에는 인덕터의 활용 방법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

인덕터는 활용 방법은 크게 4가지가 있습니다. 1) 캐패시터와의 조합을 통한 LC회로(아날로그 필터), 2) 상호유도를 통한 전원 트랜스, 3) 전원 회로에서 DC를 만들기 위한 평활 회로용 인덕터, 4) 전류가 흐를 때 발생하는 자기장을 이용한 전자석입니다. 그럼 4가지 사용 방법에 대하여 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

1) 캐패시터와 인덕터 조합을 통한 LC회로 (아날로그 필터)

이전에 축전기, 캐패시터는 DC 신호에 막고 (직렬일 경우 일정 시간 후에 단선된 것과 같아짐.) 교류 신호는 잘 흘려주는 특성이 있다고 하였으며, 코일, 인덕터의 경우 DC 신호는 잘 흘려주지만 교류 신호는 막는 특성이 있다고 언급한 적이 있습니다. 각 L(인덕턴스)와 C(캐패시턴스)에 따라 각각의 성질 크기가 달라질 수 있기 때문에 만약 우리가 적절한 L, C값을 조절할 수 있다면 우리가 원하는 주파수 대역에 대하여 쉽게 흐르거나, 흐르지 않도록 할 수 있습니다. 이것이 바로 공진이며, 병렬/직렬 조합에 따라 해당 주파수만 막는 Band Reject Filter(BFR, Notch filter, Band stop filter)로 동작할 수도 있으며, 특정 주파수만 통과시켜주는 Band Pass Filter로도 동작시킬 수 있습니다.

다음은 LC를 병렬로 배치하여 구성한 Band Reject Filter와 공진주파수 수식입니다.

병렬 LC회로와 공진 주파수, Band Reject Filter

다음은 LC를 직렬로 배치하여 구성한 Band Pass Filter와 공진주파수 수식입니다.

직렬 LC회로와 공진 주파수, Band Pass Filter

두 수식은 같지만 역할이 조합 형태에 따라 역할이 달라진 다는 점 참고 바랍니다.

2) 상호유도를 통한 전원 트랜스

보통 저희가 변압기라고 말하는 장치 혹은 부품을 자세히 보면, 맨 처음 전류가 인가되는 부분에 다란 코일 두 개가 맞물려 있는 것을 볼 수 있습니다. 이것을 바로 전원 트랜스라고 하며, 전압을 변화시켜주는 장치입니다. 두 코일을 가까이하게 되면 한쪽 코일의 전력을 반대편에 있는 코일에 전달할 수 있습니다. 이때 전력을 공급하는 코일의 권선수와 전력을 전달받는 코일의 권선수 비에 따라 전달받는 코일에 발생하는 전압이 변화하게 됩니다. 위에서 언급한 트랜스라는 부품은 이런 전자기적인 코일의 특성을 이용해 만들게 됩니다. 참고로 코일 두 개가 함께 맞물려있고, 트랜스 용도로 사용될 때, 전력을 공급하는 코일을 1차, 전력을 받는 코일을 2차라고 합니다.

3) 전원 회로에서 DC를 만들기 위한 평활회로용 인덕터

AC, 교류 신호를 DC 직류 신호로 변화 시키는 AC-DC 컨버터 회로에서 Ripple신호를 평활화하여 DC 직류 신호를 만드는데도 인덕터를 사용합니다. 단순한 AC-DC 컨버터의 경우 아래와 같은 회로도를 가지게 됩니다. AC 신호를 받아 1)에서 말씀드린 트랜스를 통해 원하는 전압 레벨을 만들고, 이후 다이오드(세모 모양 기호)를 통해 AC 신호 중 양의 방향에 대하여 신호를 전달해 줍니다. (다이오는 방향성 있게 전류를 흘려주는 소자로, 이후 소개하도록 하겠습니다.) 이렇게 양의 방향으로 잘린 교류 신호를 Ripple(번역 : 맥류)라고 합니다. Ripple신호를 이제 인덕터와 캐패시터의 조합을 통해 완벽하게 평탄한 DC 신호를 만들어 주게 됩니다.

Basic AC-DC Convertor Circuit

4) 전류가 흐를 때 발생하는 자기장을 이용한 전자석

코일, 인덕터의 마지막 활용 방법은 전자석입니다. 쇠막대 등 도체에 감은 코일에 전류를 흘려주면 전자석이 되어 마치 자석과도 같은 역할을 해주게 됩니다. 즉 전류를 흘릴 때만 자석이 되어 쇠와 같은 물체와 붙게 되고 전류를 흘리지 않으면 붙었던 물체와 떨어지게 됩니다. 이러한 특성을 이용한 부품이 바로 릴레이입니다. 릴레이는 외부에서 전류가 가해질 경우 스위치가 On 되고 전류가 끊어지면 스위치가 Off 되는 소자로, 전류가 흐르면 내부에 있는 금속을 잡아당겨 그 금속에 연결된 스위치를 On 하는 방식으로 동작합니다. (작은 토막상식을 말씀드리면, 이러한 특성 때문에 릴레이를 통과할 경우 자기장의 영향으로 신호가 왜곡되는 경우가 있기 때문에, 릴레이는 On/Off로 동작되는 스위치에서만 사용해야 합니다.)

마무리

이렇게 코일, 인덕터에 활용 방법에 대하여 정리해 보았습니다. 위와 같이 인덕터, 코일은 다양한 용도로 사용할 수 있으며, 캐패시터와의 조합에 따라 필터로서 특수한 기능을 수행할 수도 있습니다. 이러한 특성을 잘 알고 사용하면 RLC회로를 잘 조합하여 자신이 원하는 기능을 구현해 낼 수 있을 것입니다.

[Octave] 3. 옥타브 창 알아보기 (기본 창)

리습 — Tue, 30 Mar 2021 07:10:51 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

오늘은 Octave의 각 창의 의미와 사용 방법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

Ocatve, 옥타브의 초기화면

옥타브의 초기 화면은 다음과 같습니다.

Octave 실행시 초기 화면

(1) 번 영역은 기본적인 새로 만들기, 파일 저장 등 옥타브가 처리할 수 있는 기능들을 모두 정리해둔 상단 바입니다. 또한 현재 작업이 이루어지는 위치(디렉터리, Current Directory)도 확인할 수 있습니다. (2) 번 영역은 각종 유용한 창들이 위치한 영역으로, 파일 탐색기(File Browser) , 현재 사용되고 있는 변수들을 보여주는 워크스페이스(Workspace), 과거 명령어들을 보여주는 히스토리 창(Command History)으로 되어 있습니다. (3) 번 영역은 작업 창으로, 콘솔 창과 변수 에디터, 그리고 데이터로 구성되어 있습니다. 그럼 각 창에 대해서 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

(1) 상단 바 - 기본 기능 및 현재 작업 위치

상단바의 모습과 각 창 들

Octave의 상단바는 File, Edit, Debug, Window, Help, News로 구성되어 있습니다. File 창은 새로만들기, 파일 열기 등의 기능으로 구성되어 있으며, Edit창은 되돌리기(Undo), 복사/붙여 넣기 등의 기능으로 구성되어 있습니다. Debug는 옥타브 디버깅을 위한 창으로 구성되어 있습니다. Window는 각종 창을 켜고 끄기 위한 기능으로 구성되어 있습니다. (만약 필요한 창이 보이지 않으시다면 위 설정에서 체크가 해제되지 않았는지 확인하시면 됩니다.) Help는 옥타브 관련 문서, package 등 기능을 확인하기 위해 사용할 수 있습니다. News는 옥타브 관련 공지사항 혹은 패치 노트를 확인할 수 있는 창입니다.

(2) 기능 창 - 파일 브라우저와 각종 유용한 창 들

Ocatve File창

Octave의 좌측에서는 각종 유용한 창들을 확인할 수 있습니다. File browser에서는 경로 내 현재 파일상태들을 보여줍니다. Workspace에서는 현재 사용되는 변수의 이름, 타입, 차원(행렬), 현재 값 등을 확인할 수 있습니다. Command History에서는 현재까지 사용한 명령어들을 과거부터 현재까지 보여줍니다.

(3) 작업 창 - 콘솔 창과 편집기, 그리고 변수 편집기

옥타브의 콘솔 창

작업 영역은 Command Window(콘솔 창), Variable Editor(변수 편집기), Editor(편집기)로 구성되어 있습니다. 콘솔 창은 앞으로 우리가 옥타브를 이용해 실제 작업을 수행할 때 사용하는 창입니다. 이곳에 명령어를 입력하여 Octave 프로그래밍을 수행하게 되는 것이죠. 변수 편집기는 Work space창에서 확인한 변수들을 실제 변경하려고 할 때 사용합니다. 콘솔 창을 통해 변수 값을 바꾸지 않더라도, 마치 excel과 같이 변수 편집기를 통해서도 변수를 변경할 수 있습니다. 마지막으로 Editor창은 함수 생성, 스크립트 등 Octave. m 파일을 편집하기 위한 창입니다.

마무리

이렇게 Octave 사용을 위한 기본적인 창에 대하여 알아 보았습니다. 다음 시간에는 옥타브를 이용해 실제 우리가 원하는 수치해석 등을 위한 프로그래밍 방법을 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

[전자 하드웨어 기초] 18. 코일, 인덕터 -3- (인덕터의 등가회로, 특징)

리습 — Mon, 29 Mar 2021 07:00:20 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

오늘은 인덕터의 사용 이유를 알아보기 전, 인덕터의 실제에 가까운 모델과 특징에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

인덕터의 등가회로

인덕터(Inductor)의 등가회로

인덕터의 등가 회로는 다음과 같이 구성됩니다. RC는 인덕터에 감겨있는 권선 자체의 저항을 의미하며, RF는 인덕터 중심에 있는 코어의 저항을 의미하며, C는 인덕터의 캐패시턴스 성분입니다. 우리가 보통 부품에서 확인 가능한 인덕턴스 값은 이 등가 회로(모델)에서 L로 표현됩니다. 실제로 인덕터에는 저항 성분이 RC 및 RF가 있기 때문에, 매우 작지만 열이 발생하고 전력을 소비하게 됩니다. 다만, 아주 고주파 혹은 매우 많은 전류량으로 인덕터를 동작시킬 경우 이 작은 열이 커져 문제을 일으킬 수 있습니다.

그럼 위 모델을 바탕으로 인덕터의 특징에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

(1) 코일, 인덕터는 에너지를 저장하고 있습니다.

인덕터는 전류가 흐르고 있는 상태에서 에너지를 저장하고 있습니다. 이전에 인덕터의 동작에 대해 말씀드릴 때, 인덕터는 전류를 가해주기 시작할 때는 전류를 방해하는 저항 성분이 되고, 전류 줄어들기 시작하면 오히려 전류를 더 흐르게 해주는 성질이 있다고 말씀드린 적이 있습니다. 이러한 현상을 인덕터에 있는 자기장으로 인해 발행하며, 이는 곧 에너지를 저장하고 있다고 표현할 수 있습니다. 그 에너지 량은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

(2) 코일, 인덕터는 노이즈를 감소시키도, 노이즈 발생 원인이 되기도 한다.

전류의 변화에 대하여 반대되는 역할을 해주는 인덕터는 노이즈를 감소시키는 방안으로 많이 사용되고 있습니다. 스위치나 여러 부품에서 발생하는 스파이크성 노이즈와 같이 급격한 전압이 인가되어도 인덕터를 지나가게 되면 전류의 흐름은 부드럽게 상승하게 되기 때문에 노이즈로 인한 문제를 막을 수 있습니다.

하지만 때로는 인덕터도 노이즈 신호를 발생시키기도 합니다. 코일에 흐르고 있는 전류를 스위치 등으로 차단하더라도, 인덕터에는 계속 전류가 흐르려고 하기 때문에 불필요한 오버, 언더 슈팅이 발생하기도 합니다. 특히 고속으로 동작하는 회로의 경우 그 회로 자체가 가지고 있는 인덕턴스 성분 때문에 원래 신호가 가지고 있어야 할 전압 신호보다 높아지는 오버슈팅, 원래 신호가 가지고 있어야할 전압 신호보다 낮아지는 언더 슈팅이 발생하게 됩니다.

(3) 코일, 인덕터도 저항 성분이 있습니다. 열이 발생합니다.

인덕터의 회로를 보아도 알 수 있지만, 인덕터에도 내부 저항이 존재합니다. 때문에 인덕터에는 저항이 없다고 생각하고 고 전류를 흘리 실 경우 소자에 문제가 생길 가능성이 있습니다. 또한 열도 발생할 수 있기 때문에 인덕터라고 해서 열이 발생하지 않는다고 막연히 생각을 하시면 안 됩니다.

마무리

이렇게 인덕터의 등가 회로와 특징에 대하여 알아보았습니다. 그럼 이제 인덕터를 사용하는 법, 용도에 대하여 알아보도 하겠습니다.

[전자 하드웨어 기초] 17. 코일, 인덕터 -2- (인덕터 직렬연결 병렬연결)

리습 — Wed, 24 Mar 2021 07:00:59 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

오늘은 회로에서 인덕터를 연결하였을 때, 어떻게 인덕턴스가 변화되고 계산할 수 있게 되는지 알아보도록 하겠습니다. 저항, 캐패시터와 마찬가지로 인덕터 또한 직렬연결과 병렬연결을 할 수 있습니다.

인덕터의 직렬연결

인덕터, 코일이 직렬연결되어 있을 때는 전류를 방해하는 성분들이 중첩되어 있다고 생각할 수 있습니다. 이것은 마치 저항의 직렬연결과 동일하게 생각할 수 있죠. 따라서 인덕터를 직렬연결할 경우 총 인덕턴스는 다음과 같이 모두 더하는 방법으로 구할 수 있습니다.

인덕터의 병렬연결

인덕터의 병렬 연결

반면에 인덕터의 연결을 병렬연결하였을 경우에는 어떻게 나타낼 수 있을까요? 병렬연결된 인덕터는 저항이 나누어져 있어 저항이 병렬로 연결되었을 때와 동일하게 생각할 수 있습니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

역수의 총합의 역수로 병렬 연결된 인덕터의 총 인덕턴스를 계산할 수 있습니다.

인덕터에 흐르는 전류와 전압

그럼 인덕터들의 집합에서 전체 인덕턴스를 구하는 것은 알게 되었으나 이 인덕턴스를 이용해선 어떻게 전류 전압을 구할 수 있을 까요? 이전에 H는 전류의 변화율에 따른 전압 생성 정도를 의미한다고 이야기한 적이 있습니다. 이를 잘 생각하여 식으로 구성하면 다음과 같습니다.

즉 인덕터 양단에 걸리는 전압은 흐르는 전류의 변화에 따라 나타낼 수 있으며, 그 비례 정도는 인덕턴스에 의해 결정된다는 것을 알 수 있습니다. 그리고 이 이 인덕턴스 L은 마치 V= IR에서 저항과 같은 역할을 하고 있기 때문에 실제 직/병렬 식에서도 유사하게 계산할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

마무리

이번 시간엔 인덕터, 코일의 직렬연결 병렬연결에 대하여 알아보았습니다. 전체적인 동작과 회로서 합성되었을 때의 변화 등을 알아보았으니, 다음 시간엔 인덕터를 왜 사용하는지 알아보도록 하겠습니다.

[전자 하드웨어 기초] 16. 코일, 인덕터 -1- (인덕터란 무엇인가)

리습 — Mon, 22 Mar 2021 07:00:30 +0900

안녕하세요. 리습입니다.

이번에는 저항, 캐패시터에 이은 RLC 3형제 중 마지막! 인덕터(Inductor)에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

인덕터, 코일 이란 무엇인가.

Inductor 예시( 출처 : http://www.directindustry.com )

인덕터(Inductor)는 자성체에 전선을 감은 단순한 구조를 가진 부품입니다. 인덕터의 성능은 코일의 구조적 형태와, 코어로 사용되는 자성체의 성능에 따라서 결정됩니다.

인덕터의 회로적 특성은 캐패시터와 정 반대라고 생각하면 편리합니다. 캐패시터의 경우 직렬로 연결되었을 경우엔 직류 성분(AC)의 전류를 방해하고 인덕터의 경우 직렬로 연결되었을 때 교류 성분(AC)의 전류를 방해합니다. 또한 캐패시터는 전압을 바탕으로 이해하면 편리한 반면, 인덕터는 전류를 바탕으로 이해를 하였을 때 편리하지요.

인덕터의 회로 기호

인덕터는 보통 헨리(Henry)라는 H로 표기하는 단위로 표현합니다. 헨리는 인덕터(코일)에서 매초 1A의 비율(1A/s)로 전류가 변화할 때, 상호작용하는 인덕터(코일)에 1V의 기전력을 유도하는 두 인덕터의 상호 인덕턴스를 1 헨리(H)라고 합니다. 보통 H단위는 nH ~ uH까지 많이 사용합니다. 이를 반대로 말하면, 전류의 변화가 1A/s일 때 1V의 기전력을 발생시킬 경우 자기 인덕턴스를 1 헨리(H)라는 것과 같은 것이죠.

그리고 현재 인덕터가 얼마만큼의 인덕턴스를 만들어 줄 있는지에 대한 상수를 L로 표현합니다. 그리고 이런 인덕터에 축전되는 에너지는 수식으로 표현하면 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

인덕터에 축전된 에너지

인덕터의 기본적인 동작

인덕터의 동작은 마치 팽이와 같이 생각하면 매우 쉽습니다.

먼저 팽이는 처음 돌리려고 할 때 큰 힘이 필요합니다. 우리가 줄을 감고 길게 쭉 풀어주어야지만 팽이는 원할하게 돌아가게 되죠. 인덕터도 마찬가지입니다. 인덕터에 흐르는 전류는 급격하게 변화하지 않습니다. 코일 양단에 전압을 걸어 전류를 흐르게 하더라도 코일에 흐르는 전류는 0에서부터 천천히 오르게 되죠. 이를 다르게 말하면 코일은 전류 변화에 대하여 저항성분을 가진다라고 도 말할 수 고, 이는 마찬가지로 "교류 성분에 대하여 저항성분을 가진다"라고도 정리할 수 있게 됩니다.

또 팽이는 한번 돌기 시작하면 계속해서 도는 성질이 있습니다. 코일도 마찬가지입니다. 코일에 한번 흐르기 시작한 전류는 계속 흐르려고 하는 성질이 있습니다. 즉 전압이 발생하여 점점 더 전류가 흐르려고 할 때는 전류를 못 흐르게 방해하는 저항 성분이 있지만, 반대로 전압이 사라져 전류가 흐르지 않으려고 할 경우 반대로 전류를 계속 흐르도록 하는 성질이 있는 것입니다.

마무리

이렇게 인덕터라는 것이 무엇인지 알아보고 기본적인 동작에 대하여 감을 잡아보았습니다. 그럼 다음 시간부터 인덕터에 대해서 좀더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

[Octave] 2. Matlab을 대체 할 수 있는 무료 수치해석 툴 Octave 설치법 (설치 방법, 링크)

리습 — Fri, 19 Mar 2021 07:00:32 +0900

안녕하세요 오늘은 Octave의 설치 방법을 알아보도록 하겠습니다.

이번 Posting은 Windows를 기준으로 말씀드리도록 하겠습니다.

먼저 Octave의 website는 다음과 같습니다.

www.gnu.org/software/octave/

GNU Octave

GNU Octave is a programming language for scientific computing.

www.gnu.org

Ocatave 다운로드 방법

다음 웹사이트 상단바에 있는 Download를 클릭하시면 각 OS 버전 별 Octave package를 다운로드하실 수 있습니다.

저희는 windows 환경에서 ocatave를 사용할 예정이기 때문에 맨 밑으로 사이드 바를 내려서 windows 항목의 installer를 다운로드하여 줍니다. (환경에 맞추어 64bit 혹은 32bit를 다운로드하시면 됩니다.)

혹 위 링크가 접속되지 않거나 찾지 못하실 수도 있기 때문에 링크도 함께 아래에 남겨드리겠습니다.

Windos 64bit :ftpmirror.gnu.org/octave/windows/octave-6.2.0-w64-installer.exe

Windows 32bit : ftpmirror.gnu.org/octave/windows/octave-6.2.0-w32-installer.exe

Octave 설치 방법

다운로드하신 파일을 실행시키시면 다음과 같은 창이 나타나게 됩니다.

Next를 클릭해주시면 License 동의 창의 나타납니다. 확인해주시고 Next를 클릭해 줍니다.

다음 창으로 현재 사용자만을 위해 설치할 것인지 모든 사용자를 위해 설치할 것인지 묻는 창이 나타납니다.

사용자 권한을 분리해서 사용하실 경우 just for me를, 아니라면 상단을 클릭해준 뒤 Next를 클릭해 줍니다.

바탕화면에 Octave바로가기를 만드시려면 첫 번째 상자를 체크해주시고,

.m 파일을 자동으로 octave로 열기 원하신다면 두 번째 상자도 체크해 줍니다.

Matlab과 함께 사용하고 있다면 .m파일이 Matlab으로 열리도록 설정되어 있을 수도 있기 때문에 현재 환경을 생각한 후 체크하시면 됩니다.

BLAS는 Basic Linear Algebra Subprogram libaray를 의미합니다. 한국어로 설명드리면 선형대수학을 풀기 위한 라이브러리라고 이해하시면 됩니다. 다른 Lib을 사용해도 되지만 여기서는 OpenBLAS를 사용하도록 하겠습니다.

설정 후 Next를 클릭해 줍니다.

설치 경로를 확인한 뒤 Install을 클릭합니다.

설치가 완료되면 다음 창과 함께 설치가 마무리됩니다.

자 이제 Octave를 사용할 준비가 모두 되었습니다.

다음 시간부터는 Ocatve의 문법에 대해 하나씩 알아보며 Matlab을 대신하여 사용해 보도록 하겠습니다.

[Octave]1. Matlab 대신 사용할 수 있는 GNU Project ! Octave

리습 — Thu, 18 Mar 2021 07:00:58 +0900

안녕하세요 리습입니다.

오늘은 Matlab을 대체하여 무료로 사용할 수 있는 좋은 프로그램을 여러분들께 소개하려고 합니다

바로 GNU Octave입니다.

https://www.gnu.org/software/octave/

Octave는 수치해석을 위해 만들어진 소프트웨어입니다. 1994년 2월 27일에 1.0 버전이 배포되었으며 지금은 6.2.0 버전이 배포되고 있습니다. 또한 Octave는 Matlab과 매우 유사한 문법을 사용하고 있기 때문에 이미 Matlab에 익숙한 사용자라면 매우 편리하게 사용하실 수 있습니다.

Octave는 수많은 수치해석 툴들과 영상처리 툴 들을 제공해 주기 때문에 Matlab의 toolbox들중 많은 부분들을 대체할 수도 있습니다.

https://octave.sourceforge.io/

Matlab의 수량이 부족하여 Licence를 얻기 어렵다면, 또한 GNU 무료 수치해석 툴을 찾는다면, Octave는 훌륭한 도구로서 사용 가능하실 것입니다.

그럼 이제 다음 시간부터 Octave에 대하여 하나씩 알아보도록 하겠습니다.

[C언어]37. C언어 할당된 동적할당 크기 바꾸는법! 재 할당 : realloc

리습 — Wed, 17 Mar 2021 07:00:20 +0900

안녕하세요 리습입니다.

이번 시간엔 이미 할당된 메모리 공간에 대해서 크기를 바꾸는 방법 calloc을 소개하도록 하겠습니다.

메모리 재 할당이 필요한 이유

프로그램이 동작하는 도중에 새로운 메모리 공간이 필요할 경우 우리는 동적 할당이라는 것을 하게 됩니다. 하지만 때로는 이미 할당된 메모리 공간 또한 부족해져서 추가적인 메모리 공간을 더 받아야 하는 경우가 생기죠. 이럴 때 사용하는 것이 바로 재 할당입니다.

재 할당은 이미 할당된 영역의 데이터를 유지한 채로 할당의 크기를 늘려주기 때문에 매우 편리한 기능입니다. 마치 현재 할당받은 마지막 영역을 더 넓혀주는 역할을 해주게 되죠. 예를 들어 할당을 10개 받아 ptr[9]라는 변수까지 사용할 수 있었다면 이를 2배 더 할당받아 ptr [19] 까지 사용할 수 있게 되는 것입니다.

realloc 사용하는 법

realloc의 선언은 다음과 같습니다.

#include <stdlib.h>

void *realloc( void *memblock, size_t size);

realloc은 stdlib.h안에 선언되어 있습니다. 함수 인자로는 이미 할당받은 메모리 주소와, 새로 할당받을 크기를 입력할 수 있습니다. 이때 size는 Byte단위로 입력받기 때문에 malloc과 동일하게 sizeof연산자와 함께 사용하는 것이 좋습니다. 또한 이 크기는 기존 할당받은 크기보다 줄일 수도 있습니다.

realloc 사용 예시는 다음과 같습니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
	int *ptr = NULL;
	ptr = (int*)malloc(10*sizeof(int)); // 필요한 숫자 입력
	/* processing example*/
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		ptr[i] = i;
	}
	/* procssing end */
	ptr = (int*)realloc(ptr, 20 * sizeof(int)); // 재 할당
	/* processing example*/
	for (int i = 10; i < 20; i++) {
		ptr[i] = i;
	}
	for (int i = 0; i < 20; i++) {
		printf("%d\n", ptr[i]);
	}
	/* procssing end */
	free(ptr);
	return 0;
}

realloc을 사용할 때 주의할 점

다만 이렇게 영역이 넓혀진다고 해서 메모리 공간이 유지된 채로 넓어지는 것은 아닙니다. OS는 프로그램이 처음 할당받은 주소에서 추가적으로 요청한 메모리 공간을 확보할 수 없을 시, 다른 메모리 공간에 요청받은 메모리 공간을 만들어주고 ,현재 데이터를 복사한 뒤 새로운 메모리 주소를 프로그램으로 전달해 주게 됩니다. 예를들어 이를 그림으로 나타내면 다음과 같습니다.

이미 할당된 메모리공간 뒤에 빈 공간이 있을 경우, OS는 추가 요청된 메모리 공간을 기존 메모리 공간 뒤에 함께 사용할 수 있도록 배치해 줍니다. 하지만 빈 공간이 없을 경우, OS는 그 할당 위치를 모두 옮기게 됩니다.

따라서 realloc 함수를 사용할 때는, 항상 기존 메모리 공간의 위치가 옮겨질 수 있다는 것을 기억하고 사용해야만 합니다.

마무리

C언어도 다른 언어와 같이 할당된 메모리 공간을 편리하게 늘리거나 줄일 수 있는 기능이 있습니다. 바로 realloc함수를 사용하는 방법입니다. 이에 대한 사용법을 잘 기억하셔서 편리하시게 사용하시기 바랍니다.

[C언어]36.C 동적할당 malloc 말고 초기화와 함께 하는법 : calloc

리습 — Tue, 16 Mar 2021 07:00:50 +0900

안녕하세요 리습입니다.

이전시간에는 C언어에서 동적할당을 하는 방법으로 malloc을 사용하는 방법을 소개해 드렸습니다.

이번 시간에는 calloc이라는 함수를 소개해 드리려고 합니다.

calloc : 손쉽게 초기화와 동적할당을 하는 법.

calloc은 기본적으론 malloc과 동작이 같지만, 사용 방법이 조금 다릅니다. 또한 malloc은 메모리만 할당해준 뒤 초기화를 해주지 않지만 calloc은 0으로 초기화를 해준다는 차이점이 있습니다.

calloc의 형식은 다음과 같습니다.

void *calloc (size_t num, size_t size);

malloc과 입력인자가 다른 부분은, malloc은 byte단위로 필요한 크기를 입력해야 했지만, calloc은 num으로 필요한 변수의 갯수, size로 변수의 크기를 입력해주면 됩니다.

자 그럼 실제로 사용 예시를 보도록 하겠습니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
	int *ptr = NULL;
	ptr = (int*)calloc(10, sizeof(int)); // 필요한 숫자 입력
	/* processing example*/
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		ptr[i] = i;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		printf("%d\n", ptr[i]);
	}
	/* procssing end */
	free(ptr);
	return 0;
}

다음과 같이 필요한 변수의 갯수와 크기를 입력한뒤 그 값을 포인터로 입력받아 사용하시면 됩니다.

마무리

calloc은 malloc과는 다르게 입력 인자들도 직관적이고 초기화가 되어있다는 장점이 있기 때문에 필요에 따라 매우 편리하게 사용하시면 좋습니다. 그럼 다음 시간엔 이전에 말씀 드렸던 재할당 방법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

[C언어]35.포인터의 첫번째 응용 동적할당 -2- (동적할당 하는 법, malloc, free)

리습 — Sun, 14 Mar 2021 18:00:05 +0900

안녕하십니까. 리습입니다.

오늘은 동적 할당의 방법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

C언어에서 동적 할당을 하기 위해서는 다음 헤더파일과 두 함수만 기억을 하고 있으면 됩니다.

#include <stdlib.h>

void *malloc(size_t size); // 할당을 위한 함수
void free(void *memblock); // 해제를 위한 함수

stdlib.h 헤더파일은 동적할당을 사용하기 위해서 꼭 선언을 해야하는 헤더파일입니다. 이 외에도 malloc.h 파일을 선언해도 사용이 가능합니다.

malloc 함수는 OS에게 메모리 공간을 요청하고, 이 위치를 반환받는 함수입니다. 메모리의 주소는 void pointer의 형식으로 전달됩니다.

여기서 잠깐 void pointer에 대해서 잠시 설명드리면, type이 정해져 있지 않는 특수한 pointer입니다.

동적할당에서 나오는 특수한 pointer : void pointer

이전에 저희가 알고 있는 pointer들은 보통 int*, char* 등 변수의 타입과 유사한 형태를 가지고 있는데요, void pointer의 경우 변수의 type을 지정하지 않고 메모리 주소 만을 저장하고 싶을 때 많이 사용합니다. 따라서 다양한 형식의 pointer를 전달해야 되는 함수 특성상, 특정한 형식의 pointer변수를 넘겨주는 것보다는 메모리 주소만을 의미하는 void pointer로 전달해주게 되는 것이죠.

따라서 이 포인터를 실질적으로 사용해 주기 위해선 우리가 일반적으로 사용하는 변수 타입과 유사한 형태의 pointer로 형변환(Casting)을 해주어야 합니다.

자 그럼 동적 할당 사용 방법을 알아보도록 하겠습니다.

동적 할당하는 방법!

int *ptr = NULL;
ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10); // 필요한 숫자 입력
/* processing */
free(ptr);

동적할당은 다음과 같이 사용할 수 있습니다. 위 코드에서 int *ptr = NULL은 할당받을 위치를 저장할 pointer이며, 할당에 필요한 변수 type으로 사용하시면 됩니다. 실제 할당이 이루어지는 코드 위치는 두 번째 줄입니다. ptr변수에 OS로부터 할당받은 메모리의 주소를 받는 것인데요, malloc함수의 입력 값으로 필요한 메모리 크기의 Byte값을 입력해야 합니다. 따라서 4Byte 크기의 int변수를 10개 사용할 것이기 때문에, sizeof() 함수로 int변수의 크기를 받은 후 이를 필요한 개수만큼 곱해주는 방법으로 필요한 메모리 공간을 계산하여 요청하는 것입니다. 물론 변수 공간을 직접 계산하여 40과 같은 값으로 입력해줄 수 있지만, 실제 int변수 타입의 사이즈가 개발환경에 따라 완벽히 동일하다는 것을 전제할 수 없기 때문에 위와 같은 방식으로 사용하시는 걸 권유드립니다.

변수 공간을 모두 사용한 이후에는 반드시 free로 메모리 공간을 해제해주어야 합니다. 응용프로그램에서 메모리 공간을 해제해주지 않는다면, OS는 그 메모리 공간이 계속 사용되는 공간으로 간주하여 그 공간을 낭비하게 됩니다. 그렇게 되면 시간이 흐를수록 OS가 사용할 수 있는 가용 메모리 공간이 줄어들게 될 것이고, 이는 전제적인 시스템 성능 저하와 메모리 공간 부족 문제를 발생시키게 될 것입니다. 이를 메모리 누수(Memory leakage)라고 하며 C개발자라면 꼭 피해야 하는 심각한 버그입니다.

자 이렇게 메모리 할당에 대해서 알아보았습니다. 메모리 할당은 프로그램이 메모리를 필요할 때마다 불러 사용할 수 있기 때문에 매우 편리한 기능이기도 하지만, 반면에 잘못 사용하게 되면 메모리 누수라는 심각한 버그를 만들 수 있는 양날의 검입니다. 따라서 이 기능에 대해 정확히 이해를 하시고 사용하시기 바랍니다.

마무리

메모리 사용 중에는 간혹 메모리 사이즈를 줄이거나 다시 늘려야 할 필요가 있을 수도 있습니다. 다음 편에는 이를 위한 재할당 방법을 알아보도록 하겠습니다.

반도체 패키지 형태 간단 정리!(반도체 IC package 형태 알아보기)

리습 — Mon, 10 Feb 2020 06:00:47 +0900

안녕하십니까. 리습입니다.

반도체는 기본적으로 실리콘으로 만들어진 웨이퍼(wapper) 위에 미세한 회로를 그려 만들어 집니다. 이러한 순수한 반도체는 열이나 습도와 같은 외부 환경적 요인에 굉장히 취약하기 때문에 플라스틱으로 감싸고 핀을 연결하여 하나의 부품을 완성하게 됩니다. 이러한 패키지는 제품의 트랜드와 PCB의 발달과정에 맞추어 변화해 왔는데요, 이런 반도체 IC 패키지(Package)에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

1. Dual In_line Package ( DIP )

DIP 패키지 예

1960년대에 발명된 가장 고전 적인 형태의 IC 패키지 입니다. 삽입 실장 형태 PCB에 이용되는 부품의 형태이며, 여려분이 회로를 처음 공부하실 때 많이 사용하는 빵판(bread board)에 끼워지는 부품의 형태도 마찬가지로 DIP Package의 부품들 입니다. 이러한 형태의 package는 열 특성이 우수하지만, 패키지 외형의 크기가 커 작은 회로를 만들기에는 어려우며, 핀 수가 많을 경우에도 DIP 형태의 package로 부품을 만들기 어렵다는 특징을 가지고 있습니다.

2. Small Outline Package ( SOP )

SOP 패키지 예

표면 실장형 IC 패키지 입니다. hole을 가진 삽입 실장 형태의 PCB가 아닌, 표면에 있는 회로에 부품을 직접 붙이기 위해서 Pin(lead)이 외부로 휘어져 있는 형태를 가지고 있습니다. DIP대비 Pin의 간격은 조금 줄어들거나 유사한 정도를 가지고 있습니다. 이와 유사한 형태로 Pin이 안쪽으로 휘어져 있는 SOJ(Small Outline J-leaded package)가 있습니다.

3. Thin Small Outline Package (TSOP)

TSOP 패키지 예

위의 SOP의 형태의 패키지보다 Pin(Lead)간의 간격이 줄어든 형태가 TSOP입니다. 숄더링(soldering) 공정이 발전하면서 좀 더 pin(lead)가 좁은 형태도 원활하게 생산이 가능해 졌고, 또한 디지털 기기의 소형화가 가장 중요한 현대 트랜드에 따라 가장 많이 사용되는 Package 형태 중 하나입니다.

4. Quad Flat Package (QFP)

QFP 패키지 예

SOP의 4방향 버전입니다. 좀 더 많은 Pin(Lead)를 연결 할 수 있게 되었습니다.

5. Thin Quad Flat Package (TQFP)

TQFP 패키지 예

QFP에서 더 얇아지고 Pin(Lead)간의 간격이 줄어든 패키지 입니다.

6. Pin Grid Array (PGA)

PGA 패키지 예

Pin(Lead)를 측면이 아닌 부품 밑으로 배치한 형태의 패키지 입니다. 단위 면적당 가장 많은 수의 Pin을 연결 할 수 있었으며, I/O port가 많은 CPU 등의 부품들이 이러한 형태의 패키지로 만들어 졌습니다. 핀으로 만들다 보니 소켓등에 장착을 할 때 휨 등의 문제가 발생하는 경우도 종종 있었습니다.

7. Ball Grid Array (BGA)

BGA 패키지 예

PGA의 Pin부분에 격자 모양으로 납볼(solder ball)을 둔 패키지 형태 입니다. PGA보다 Pin형태 만큼 높이가 낮기 때문에 제품의 소형화에 좀 더 유리합니다. 동시에 Pin(Lead)가 타 패키지보다 짧기 때문에 작은 기생 인덕턴스와 커패시턴스를 가져 전기적 특성도 좋은 패키지 입니다.

8. Fine-pitched BGA(FBGA)

FPBA 패키지 예

BGA가 좀더 얇고 작게 패키지 된 형태입니다.

이렇게 가장 대표적인 IC 패키지 들에 대하여 알아보았습니다. 패키지는 어찌 보면 당연해보이기도 하고 그냥 넘어가기 좋은 부분이지만, 간단하게나마 패키지들의 특징을 기억하신다면 회로의 의미를 읽어내시는데 도움이 될것이라 생각합니다.

[전자 하드웨어 기초] 15. 축전기, 캐패시터 -5- ( 캐패시터의 종류, 캐패시터 용량 읽는법 )

리습 — Thu, 6 Feb 2020 06:00:13 +0900

안녕하십니까. 리습입니다.

지금까지 캐패시터의 특징들 그리고 용도에 대하여 알아보았다면 이제 실제 캐패시터들의 종류를 알아보고 이들의 특징을 정리해보도록 하겠습니다.

1. 세라믹 캐패시터

세라믹 캐패시터의 예

먼저 가장 널리사용되는 세라믹 캐패시터 입니다. 세라믹 캐패시터는 극성이 없고 고주파 특정이 좋기 때문에 많은 회로에서 사용되고 있습니다. 하지만 정전용량이 다른 캐패시터들에 비하여 작고(수pF ~ 수십uF), (일반적으로) 온도에 따른 정전용량 변화가 심하기 때문에 일반적으로 아날로그 회로보다는 디지털 회로에 많이 적용되어 사용하고 있습니다. 또한 세라믹 캐패시터는 특별한 표기가 되어있지 않을 경우 내압이 50V정도 되는 경우가 많습니다. (더 큰 내압의 세라믹 캐패시터도 있습니다.)

세라믹 캐패시터 용량 표기

세라믹 캐패시터는 표면에 정전용량 값이 적혀 있으며 앞 두자리는 유효숫자, 마지막 자리는 배수입니다. 표시 단위는 pF입니다

세라믹 캐패시터는 극정이 없기 때문에 따로 휨 표시 없이 회로에 다음과 같이 표현하기도 합니다.

2. 전해 캐패시터

전해 캐패시터의 예

전해 캐패시터는 원통형으로 생긴 캐패시터입니다. 다른 캐패시터들 보다 큰 정전용량을 가지고(보통0.1uF ~ 0.1F), 저주파 특성(1Khz이내)이 좋다는 장점을 가지고 있습니다. 반면에 전극에 극정이 있고 수명이 있다는 단점이 있습니다. 이러한 특성때문에 전원회로에 많이 사용되며, 동시에 오래된 전원회로가 망가졌을 때 가장 먼저 의심이 되는 소자도 바로 전해 캐패시터입니다.

전해 캐패시터는 보통 내압 및 정전용량이 표면에 직접적으로 표기되어 있기 때문에 그 용량을 바로 읽을 수 있으며, 긴 다리 부분이 +극 이며, 띠가 있는 부분이 -극 입니다.

회로에서는 다음과 같이 극성 부분을 나타내어 표기합니다.

3. 탄탈 캐패시터

탄탈 캐패시터 예시

탄탈 캐패시터는 탄탈륨이라는 재질로 만들어진 캐패시터로 정전용량이 큰 편이고 (0.1uF ~ 수백uF), 극성이 있으며,전해 캐패시터에 비해 고주파 특성이 좋고 전류 및 온도에 따라 그 특성이 잘 변하지 않는다는 특징이 있습니다. 반면에 가격이 다른 전해캐패시터 및 세라믹 캐패시터에 비해 비싸다는 단점을 가지고 있습니다. 따라서 전류나 온도에 민감한 회로의 경우 사용하면 좋습니다.

탄탈 캐패시터의 정전용량은 세라믹과 동일하게 표기되어 있으며, 띠가 있는 쪽이 + 입니다. 보통 띠가 있는 부분이 -인 소자가 많지만 얘는 특이하게 +이므로 햇갈리지 않도록 주의하시기 바랍니다.

4. 필름 캐패시터

필름 캐패시터 예시

필름 캐패시터는 금속박과 필름을 이용하여 만든 이론적인 캐패시터에 가장 가깝게 생긴 캐패시터 입니다. 극성이 없으며 정밀도가 매우 높기 때문에 오디오용 회로 혹은 ADC, 타이머 등 정확도가 높고 안정적인 성능이 필요한 회로에서 많이 사용됩니다. 반면에 필름 캐패시터는 고주파에서는 사용할 수가 없는 소자입니다.

이렇게 기억하고 있으면 좋은 캐패시터들의 종류에 대하여 알아보았습니다. 각 캐패시터들은 장단점이 뚜렷한 만큼 잘 알고 계시다면 많은 도움이 될 것이라 생각합니다.

[전자 하드웨어 기초] 14. 축전기, 캐패시터 -4- ( 캐패시터의 특징 정리 )

리습 — Mon, 3 Feb 2020 06:00:17 +0900

안녕하십니까. 리습입니다.

지금까지 캐패시터(Capacitor)의 가장 기본적인 구조와 역할에 대하여 알아보았습니다. 캐패시터는 기본적으로 전하를 충/방전 하는 소자이고, 병렬 연결 시 충전되는 전하량이 증가하며, 안정적인 전력 공급 혹은 노이즈신호 제거를 위해 사용하였습니다. 그럼 이제 좀더 자세히 들어가 캐패시터가 어떤 특징을 가지고 있는지 알아보도록 하겠습니다.

1. 캐패시터는 직류가 입력 될 시 끊어진 회로(단선회로)이다.

이전 기역을 떠올려 보도록 하겠습니다. 캐패시터의 구조를 간단하게 표현하면 다음과 같이 평면 판 두개 사이에 절연체가 채워져 있는 구조로 나타낼 수 있습니다. 간단히 생각하면 두 선은 연결된 것이 아니기 때문에 직류는 이 공간을 통과 할 수 없는 것이지요.

캐패시터의 구조

좀 더 수식적으로 생각하면 이렇게 표현도 가능합니다. 캐패시터에 충전되는 전하량 Q는 다음과 같이 표현 됩니다.

전하량 Q, 정전용량 C , 전압 V

이 때, 위 식을 시간으로 미분 하여 주면 다음과 같이 표현 가능합니다.

캐패시터의 흐르는 전류의 크기

정리된 식과 같이 캐패시터에 흐르는 전류는 단위시간당 변하는 전압에 비례하므로 직류와 같이 전압이 변하지 않는 전류는 캐패시터에서 흐르지 못하게 됩니다. 반대로 교류와 같이 전압이 변하는 전류는 잘 흐르게 되겠죠.

여기서 한 발자국 더 생각해 본다면 전압이 단위시간동안 변하는 양이 더 크면 클 수록 흐르는 전류 또한 크다는 것을 알 수 있기 때문에 이를 이용한다면 고주파 신호만 보낼 수 있는 High Pass Filter(HPF)를 만들 수도 있을 것입니다. (물론 캐패시터만으로 필터를 만들지는 않습니다.)

2. 캐패시터는 양단에 걸리는 전압이 순간적으로 변하지 않는다.

캐패시터는 절대로 양단에 걸리는 전압이 순간적으로 변할 수 없습니다. 이는 위에서 소개한 식으로도 확인이 가능한데, 만약 전압이 순시간에 변변한다면 그 순간 매우 큰 전류(무한대에 가까운)가 필요하게 되고, 이는 회로에서 불가능하기 때문에 전압이 변하지 못하는 것입니다.

다르게 표현하면, 캐패시터에 전하가 순간적으로 축전되지 못하고 매우 짧은 시간이라도 시간이 걸리기 때문에 순간적으로 전압이 바뀌지 않는다고도 표현할 수 있습니다.

이러한 특징을 이용해 리플 신호들을 제거하기도 합니다.

3. 이상적인 캐패시터는 에너지를 소비하지 않는다.

캐패시터는 가장 큰 특징중에 하나는 에너지를 소비하지 않는 다는 것입니다. 이상적으로 캐패시터는 에너지가 변하는 부분이 없기 때문에 사용중에 에너지을 소비하지 않습니다. 회로로 부터 전력을 제공 받을 때는 전하를 전압으로 묶어 에너지를 저장하게 되고(다른 말로 전기장의 형태로 에너지를 저장하고) 역으로 전력을 제공할 때는 이 전하를 그대로 돌려주기 떄문입니다.

실제 캐패시터의 회로 모델, 누설 저항이 병렬도 함께 배치된것으로 표현.

물론 이상적인 캐패시터가 아닌 실제 캐패시터는 누설 저항(Leakage resistance)를 가지고 있기 때문에 매우 작은 전력을 소비하기는 합니다.

지금까지 캐패시터의 세가지 특징을 알아보았습니다. 캐패시터에 대한 이러한 특징을 잘 기억하고 계신다면 회로를 이해하거나 설계를 하시는데 도움이 될것이라 생각합니다

그럼 다음으로 실제 캐패시터 부품의 종류에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

[전자 하드웨어 기초] 13. 축전기, 캐패시터 -3- ( 캐패시터의 용도 )

리습 — Mon, 27 Jan 2020 23:37:14 +0900

안녕하십니까. 리습입니다.

지금까지 캐패시터에 대한 기본적인 사항들을 알아보았는데요. 그럼 캐패시터는 언제 사용하는 것인지 알아보도록 하겠습니다.

우선 캐패시터(Capacitor)를 자주 그리고, 쉽게 사용하는 부분은 전류의 공급원입니다.

전원 공급원으로서의 캐패시터

회로 예시

다음과 같은 회로를 예로 들어보겠습니다.

어떤 IC칩이 있고 이 IC칩에 3.3V의 VCC전압을 인가해주어야 합니다. 이 때 입력 되는 VCC 전압이 안정화되지 않아 문제가 있을 때, 이 전원을 안정화 시켜 이 IC를 안정적으로 동작시키기 위해서는 무엇을 할 수 있을 까요?

가장 쉬운 방법은 바로 캐패시터를 다음과 같이 연결하는 것입니다.

Capacitor 회로 예시

다음과 같이 연결할 경우 VCC전압이 불안정 하더라도 캐패시터에 충전된 전하가 전원 변화에 따라 방충전을 반복하기 때문에 IC에 입력되는 전원은 균등해지게 됩니다.

노이즈 차단을 위한 캐패시터

때로는 캐패시터를 노이즈 차단을 위해 사용하기도 합니다.

캐패시터는 직류는 그 흐름을 방해하고, 교류는 흘리려는 특징이 있습니다. 이를 이용하여 신호라인과 GND사이에 캐패시터를 연결하게 되면 고주파 신호가 GND로 빠지며, 신호라인에는 안정적인 저주파 신호만을 전달할 수 있게 됩니다.

보통 리플 신호 제거에 이런 방식을 많이 사용합니다.

회로간 연결 시 사용

캐패시터는 분리된 별도 회로간에 신호를 연결 할 때도 사용됩니다. 다음과 같이 분리된 A블록과 B블록이 있고, A블록의 신호하며 신호라인에 있는 DC성분을 제거하고 순수한 신호만 보내야 한다면, 그림과 같이 캐패시터를 연결하여 DC를 제거하는 방법을 사용합니다

회로 연결 예시

오늘은 캐패시터를 언제 사용하는 지 크게 3가지 경우를 가지고 설명드렸습니다. 이외에도 캐패시터는 다양한 소자들과의 조합을 통해 많은 형태로 사용되지만 우선은 이 세가지를 기억하시바라며, 이후 실 례들과 함께 더 소개해 드리도록 하겠습니다.

[C언어]34.포인터의 첫번째 응용 동적할당 -1- (동적할당이란)

리습 — Mon, 15 Oct 2018 23:59:01 +0900

안녕하십니까. 리습입니다.

컴퓨터에게 작업을 시키기 위해서 우리는 변수라는 것을 사용하였습니다. 만약 변수로 선언하기에 많은 양의 공간이 필요하다면 배열을 선언하여 해결하였죠. 하지만 다음과 같은 상황이 있다고 가정해 봅시다. 우리는 전국의 카페에서 사용 가능한 회원관리 프로그램을 만들려고 합니다. 각 카페에는 최소 1명에서 최대 100000명의 관리 회원이 있다고 하였을 때 우리는 어떤식으로 회원관리 프로그램을 만들 수 있을까요? 단순하게 우선 배열로 구현을 해봅시다.

코드

#include <stdio.h>

int main(void)
{

int membership[10000] = { 0 };
int membership_number;
printf("회원 번호 : ");
scanf("%d", &membership_number);
printf("적립 포인트 : ");
scanf("%d", &membership[membership_number]);
printf("적립 내용 - 회원 번호 [%d] 적립 포인트 [%d]\n", membership_number, membership[membership_number]);
return 0;

}

이렇게 구현한다면 회원번호에 맞추어 적립포인트를 입력할 수 있을 것입니다. 하지만 이 프로그램에도 매우 큰 단점이 있죠. 바로 1명을 관리하던지, 100000명을 관리하던지간에 int 배열이 100000개가 필요하다는 것입니다. 매우 비효율적인 일이죠.

이런 비효율을 막기 위해서는 프로그램을 작성 할 때 변수크기를 지정하는 것이 아닌 프로그램이 실행되는 동안 변수공간을 만들어야만 합니다. 이를 위해 존재하는 것이 동적 할당(Dynamic allocation)입니다.

이제 동적할당이라는 것을 어떻게 사용하고 장,단점은 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.

안녕하세요. 정말 오랜만에 블로그에 왔네요

리습 — Wed, 10 Oct 2018 23:06:26 +0900

안녕하십니까. 리습입니다.

많은 일들이 있었고 오랜만에 블로그에 들어왔네요.

그동안 다양한 공부와 경험을 하여 다시 블로그로 복귀하게 되었습니다.

다시한번 초심으로 돌아가 차근차근 글을 써보려 합니다.

앞으로 작성하려는 글은 다음과 같습니다.

1. C언어 - 프로그래밍 완성.

2. 하드웨어 - 하드웨어 기초 완성.

3. 알고리즘 문제 풀이

위 글들을 모두 작성한 후에는 인공지능, 영상처리, 임베디드시스템 에 대한 글도 써보려 합니다.

5년 더 세월도 지난만큼 좀더 성숙되고 좋은 글을 작성하도록 하겠습니다.

감사합니다.