편하게 보는 전자공학 블로그

3D 센싱 기능이 점점 중요해지고 있습니다.

아이폰에는 3D 센싱으로 Face ID 기능을 활용하고 있고 라이다도 3D 센싱으로 볼 수 있고요.

사진 - 애플

Face ID와 느낌이 비슷한 애니모지, 3D 센싱을 통해 얼굴을 따서 애니메이션을 입힌다.

도트 프로젝터란 무엇인가?

https://www.systemplus.fr/reverse-costing-reports/apple-iphone-x-infrared-dot-projector/

한 줄의 레이져를 3000개? 30000개?로 나눠서 뿌립니다. 

이 레이저들을 통해 얻은 길이 차이를 이용하여 얼굴을 파악

도트프로젝터의 핵심은 VCSEL(수직 표면 광방출 레이저, 즉 광원, 루멘텀이 생산), DOE(광회절 장치,즉 렌즈, 헵타콘이 생산)이고

LG이노텍은 이 두개를 합쳐 조립한다. 

또한 VR(가상현실), AR(증강현실)이 대두되면서 3D 센싱 수요도 늘어나고 있습니다. 

그리고 3D 센싱의 기술 중에 ToF가 유명합니다.

대표적으로 Kinect에 탑재되어있습니다.

http://blog.falcondai.com/2013/05/the-new-time-of-flight-kinect-sensor.html

TOF란 Time-of-Flight로 그냥 TOF기술을 사용하는 카메라를 TOF 카메라라고 부르기도 합니다.

TOF 카메라는 크게 IR light(적외선 광원), IR 센서로 구성되어있습니다.

간단하게 설명하자면

카메라 내부에 있는 광원에서(송신부) 레이져를 발사하여 반사되어 돌아오는 시간을 계산하여 거리를 측정하는 것입니다.

저번 포스팅은 다이슨에 관해서 했고 이번에는 발뮤다에 관해서 하겠습니다!

발뮤다는 먼저 일본회사입니다.

다이슨과 마찬가지로 사악한 가격으로 유명합니다.

발뮤다하면 저는 이 제품이 가장 먼저 떠오릅니다.

발뮤다 가습기!

디자인이 진짜 예술......

백자를 연상시키는 디자인입니다.

그리고 발뮤다의 자랑! 뭐 뚜껑 열고 그럴 필요없이 바로 물 부으면 끝!

조작도 버튼 같은거 말고 그냥 저 테두리 부분을 휠 처럼 문지르면 끝입니다

그 다음은 발뮤다 선풍기!

자연풍에 가까운 바람을 공급해준다는 발뮤다 선풍기

또한 무선이라는 점은 강력한 장점이 아닐 수 없습니다.

블로그 후기를 보니 진짜 소음이 없다고 합니다.

역시나 사악한 가격...

발뮤다의 토스터

가장 특이한 점은 조그만한 5cc 물컵이 들어있는데 덕분에 속은 엄청 촉촉하고

겉은 바삭한 토스트를 만들 수 있다고 합니다 ㅎ

발뮤다, 다이슨 정말 매력적인 브랜드네요!

미학과공학디자인 수업을 듣다 다이슨의 철학이 마음에 들어 글을 적어봅니다.

다이슨의 철학 "디자인은 기능에 집중하면 자연스레 따라온다."

나무위키에 검색해보면 이 글이 먼저 나옵니다.

'불편함에서 혁신을 찾다, 먼지봉투 없는 청소기 발명자 제임스 다이슨'

https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=ashacs1&logNo=221183000548&categoryNo=8&parentCategoryNo=&from=thumbnailList

기본에는 먼지가 보이면 더러워 보인다고 먼지봉투를 장착했지만

막상 다이슨이 먼지봉투 없는 먼지 통을 만들었더니 청소하는 사람 입장에서 더욱 희열감을 느껴서 반응이 좋았습니다.

먼지통 청소도 쉽게 하는 다이슨의 배려..

다이슨의 제품은 비싼 편입니다.

하지만 블로그 평들을 보면 다들 가격값을 한다고 합니다.

드라이기는 머리결을 상하지 않게 빠르게 말려준다고 합니다.

그리고 또 충격적인 선풍기!

이 선풍기도 선풍기 날개에 사람이 다칠 수 있고 청소하기도 불편하기 때문에 날개 없는 선풍기를 만들자!

해서 탄생한 제품입니다.

일상의 문제를 기술로 해결한다 다이슨의 기업철학이 또 실현된 제품이죠

기술은 에어 멀티플라이어라는 다이슨의 특허기술입니다.

엔진의 폭발력 높이기 위해 비행기의 제트엔진, 자동차의 터보차저 엔진을 적용했고요.

다이슨의 선풍기의 풍력은 생각보다 매우 강력합니다. 

그 이유는 바로 비행기의 이륙원리 즉, 베르누이의 원리를 사용했기 때문입니다.

압력차를 만들어서 강력한 바람을 만듭니다.

기능도 좋고 더군다나 세련된 디자인

거기다 안전까지...

멋있는 회사 다이슨!

라즈베리파이란 간단히 말하면 초소형 컴퓨터입니다.

아두이노 같은 제품인데 컴퓨터 같이 OS도 있고 활용분야가 좀 더 높습니다.

컴퓨터와 같이 RAM, CPU가 있고 USB포트, HDMI입력, 랜선포트가 장착 되어있습니다.

이 때문에 키보드와 모니터를 연결하여 컴퓨터처럼 활용할 수 있고 웹캠을 달아 영상처리가 가능합니다.

그리고 아두이노처럼 GPIO 핀들이 있기 때문에 모터나 센서들을 손쉽게 제어 가능합니다.

라즈베리파이에는 라즈비안 이라는 리눅스 기반의 OS 설치하여 SD카드를 장착하여 사용가능합니다.

이것들이 가능한 이유는 우선적으로 라즈베리파이의 칩이 AVR이나 아두이노의 칩보다 성능이 좋기 때문입니다.

제일 최근 모델은 라즈베리파이3 B+ 이고

CPU 클럭, 기본 와이파이 모듈, 블루투스, GPIO 보조 핀 이 업그레이드 되었네요 ㅎ 

그리고 가격은 5만원 근처로 생각하시면 됩니다.

교육용이 목적이기 때문에 사양에 비해 가격이 저렴한 편이라고 합니다.

라즈베리파이의 장점은 넉넉한 메모리, 그 밖에 간편한 인터넷 사용 등등 왠만한 작품은 다 커버가능합니다.

단점은 처음에 OS를 설치해야하고 리눅스 환경을 써보지 못하신 분들께는 어려움이 있을 수 있습니다.

팀프로젝트를 하는데 뭐 인터넷 활용이 필요하다던가 복잡한 영상처리가 필요한 경우 라즈베리파이를 추천해드리고

간단한 센서 구동, 라인트레이서 등은 아두이노, AVR을 추천드립니다.

잘 판단하시고 사용하세요! 

학교 교양과제로 제작했던 휴대폰의 역사 인포그래피입니다.

만들 당시에는 매우 잘했다 생각했는데 지금 보니 좀 아쉬운 부분들이 많네요 ㅎㅎ

우선 휴대폰과 함께 발전해온 통신 관점에서 살펴보겠습니다.

1세대, 2세대, 3세대, 4세대 기준은 매우 중요합니다. 

특히 1세대에서 2세대로 넘어가며 즉, 아날로그에서 디지털로 넘어가면서 가격도 많이 내려가면서 보편화가 되기 시작하죠.

그리고 이제 5세대 통신표준을 맞추려고 노력중입니다.

이제 하드웨어 관점으로 살펴보겠습니다.

먼저 초반에는 소형화에 집중이 되었습니다. 휴대할 수 있도록이요.

그리고 이제 부가적인 기능이 붙게 됩니다. 

카메라도 장착되고 액정이 커지고 무선충전 기능이 추가되죠.

그리고 여기서 지문인식 기능도 장착이 됩니다.

개인적으로 지문인식 기능은 매우 중요하다고 생각합니다.

보안에 있어서 혁명적이었고 아직도 지문인식을 확실히 대체할 인증 방법은 없다고 생각합니다.

현재 지문인식을 탑재한 디스플레이가 활발하게 연구, 개발되고 있으며 베젤리스 액정이 유행하고 있습니다.

이제 스마트폰은 어떻게 발전할 것인가 기대가 되네요!

개인적으로 지문인식은 정말 스마트폰에서 중요한 혁신이었다고 생각합니다.

높은 보안성과 편리함으로 잠금화면, 결제 등에 파격적으로 활용되었죠.

얼굴인식이나 다른 방식보다 지문인식은 주머니에서 꺼내면서 잠금해제를 할 수 있고 

다양한 환경, 각도에서 가능하기 때문에 지문인식을 대체할 기술을 당분간 없다고 생각합니다.

이런 지문인식 방식은 크게 광학식, 정전식, 초음파 방식으로 나뉩니다.

광학식 : 가시광선에 반사된 지문영상을 분석 광원, 이미지센서 등으로 소형화가 힘들다. 

           민증만들때 지문등록 하는거 생각하시면 됩니다.

정전식 : 들어간 부분과 튀어나온 부분의 전기량 차이 인식, 소형화가 가능하다.

초음파 : 초음파로 3D로 분석하는 방식입니다.

원래 홈버튼을 이용해 정전식 지문인식을 하였지만 점차 베젤리스 디자인의 유행으로 

지문인식 센서가 뒤로 가고 Face ID로 인식을 하는등으로 변화하였습니다.

뒤로가면 디자인이 안좋고 얼굴인식은 아직 부족한 점이 많기 때문에 요새는 디스플레이 내장 지문인식을 활용하려고합니다.

먼저 베젤리스 디자인(bezel-less)은 디스플레이를 제외한 테두리 부분을 최소화한 디자인입니다. 

아이폰 X나 갤럭시 S8을 생각하시면 됩니다.

아이폰 X의 디자인은 노치 디자인이라고도 합니다.

베젤리스를 적용한 아이폰 SE2 예상 모습입니다. 개인적으로 존예....

이 베젤리스 디자인의 디스플레이로 지문인식을 하는게 디스플레이 내장 지문인식입니다.

이미 제품은 나와있습니다.

바로 vivo x20(좌), x21(우)모델입니다.

디스플레이 아래에 지문인식 센서가 있고 디스플레이 픽셀 사이사이로 데이터를 얻어 분석한다고 합니다.

갤럭시 노트9에 디스플레이 내장 지문인식이 실릴지 S10에 실릴지 루머가 많습니다.

과연 어디에 실릴지 궁금하네요!

양자 컴퓨터는 더이상 나눌 수 없는 에너지인 양자(Quantum)를 신호 단위로 사용하는 컴퓨터입니다.

양자 컴퓨터는 어마어마한 처리 속도를 자랑합니다.

그 이유에 대해서 설명해드리겠습니다.

기존의 컴퓨터는 반도체를 기억 소자로 활용하고 양자 컴퓨터는 양자 그 자체를 활용합니다. 풀어서 말하면

기존의 컴퓨터는 트랜지스터를 사용하여 전압의 차이로 전자의 흐름을 조절해 신호를 구분합니다.

0,1로 모든 데이터를 처리하는 것이죠.

반면에 양자 컴퓨터는 0,1이상의 여러가지 대답이 가능합니다. 

바로 0과 1의 상태를 동시에 나타낼 수 있습니다. 이를 양자 중첩이라고 합니다.

그리고 이 단위를 큐비트(Qubit)라고 합니다. 

기존의 컴퓨터에서 사용하던 0과 1을 비트라고 하고 0과 1의 상태를 동시에 나타낼 수 있는 단위를 큐비트라고 하는 것입니다.

중첩이 가능한 이유는 큐비트의 회전 방향에 따른 에너지를 이용해서 신호를 구분하기 때문입니다. 

그리고 회전축의 방향에 따라 0, 1, 0과1을 나타낼 수 있다고 합니다.

그리고 중첩되있는 양자를 관찰하면 값이 0 혹은 1로 결정이 되어버린다고 합니다.

여기서 2개의 큐비트가 있다면 00,01,10,11의 상태를 동시에 가질수 있고 3개의 큐비트면 8개의 상태

이렇게 큐비트 개수당 처리속도가 2의 n제곱배로 증가하는 것입니다.

또한 양자 얽힘의 성격은 하나의 큐비트의 상태가 결정되면 나머지 큐비트의 상태도 자동으로 결정되는 것을 뜻합니다.

만약 A,B의 양자가 서로 얽혀있는데 이 두개의 양자가 매우 먼 거리에 있다고 하더라도

A에 X라는 정보를 주면 B도 X의 정보를 얻게 된다는 것입니다.

이 현상은 빛보다 빠르고 거리에 영향을 받지 않는다고 합니다.

이를 사용하면 대용량의 정보를 순식간에 장거리로 전송할 수 있습니다.

이러한 양자 컴퓨터는 방대한 데이터를 처리하는 다양한 방면에 도움이 될 것입니다.

그리고 이러한 양자 컴퓨터는 보안 부분에 영향을 끼치게 됩니다.

이러한 엄청난 처리 속도를 가진 양자 컴퓨터는 지금 대부분 보안 시스템에 사용되고 있는 RSA 암호 방식을

빠른 시간에 풀어낼 수 있기 때문입니다.

양자 통신은 통신에 양자를 사용하는 것입니다.

먼저 중첩상태인 양자를 한번 측정하면 상태가 바뀐다는 특성과 복제가 불가능하다는 특성을 사용합니다.

따라서 해킹의 유무를 판단할 수 있고 복제도 불가능하기 때문에 통신분야에서 강점을 가지고 있습니다.

최근에 중국에서 인공위성(묵조)과 지구기지국(1200km)을 양자 통신으로 연결하여 성공했다고 합니다.

관련주 SK텔레콤, 우리로

참고 : http://blog.skhynix.com/2274 등

작품 활동을 하다가 키보드, 마우스 제어를 하고 싶어졌습니다.

아두이노로 하려고 찾아보았더니 특정 모델은 매우 쉽게 키보드, 마우스 제어가 가능하더라고요.

바로 아두이노 레오나르도 모델이었습니다.

왼쪽이 일반 아두이노 레오나르도 이고 옆에는 아두이노 프로 마이크로(레오나르도) 입니다.

다른 모델은 불가능 한가? 아닙니다.

하지만 매우 복잡해 보이더라고요 ㅋㅋ

레오나르도는 컴퓨터에 연결하면 바로 HID로 인식해서 원하는 키보드, 마우스 입력을 줄 수 있습니다.

보통 레오나르도 프로 마이크로로 에어마우스를 구현 많이 하더라고요.

칼만필터를 이용하면 모션을 좀 더 부드럽게 인식할 수 있습니다.

얼마 전 전자제품을 구경하러 다녀왔어요.

전자랜드, 삼성전자, LG전자, 하이마트를 다녀왔습니다

진짜 전자제품만 보면 다 사고 싶어지더라고요ㅋㅋㅋ

TV는 LCD, OLED, QLED TV가 나와있더라고요.

현재 삼성의 QLED와 LG의 OLED 대립구도가 형성되어있습니다.

이번 포스팅은 QLED에 대해서 하겠습니다.

OLED에 대해서는 포스팅을 했었습니다.

http://kkhipp.tistory.com/42

QLED는 Quantum dot light-emitting diodes로 양자점 발광다이오드입니다.

QLED는 빛을 받아서 원하는 색을 내는 형광 방식, 전류를 받아서 스스로 빛을 내는 발광 방식이 있습니다.

현 시장에서 OLED TV와 QLED TV의 가장 큰 차이점은 OLED는 자체발광이고 QLED는 아닙니다.

즉 아직 발광방식의 QLED는 시장에 진출하지 못 한걸로 보입니다.

퀀텀 닷 기반의 디스플레이는 기존의 LCD를 개선한 것으로 OLED처럼 유기물을 사용하지는 않았습니다.

https://pid.samsungdisplay.com/ko/learning-center/white-papers/quantum-dot-technology

여기서 퀀텀 닷이란 나노미터 수준의 반도체 결정을 이야기합니다.

이 퀀텀닷에 특정한 파장이 흡수될 경우 퀀텀닷의 크기에 따라 다른 길이의 빛 파장을 발생시켜 다양한 색을 냅니다.

입자의 크기가 작으면 짧은 파장의 Blue, 입자의 크기가 크면 긴 파장의 Red색을 발생합니다. 

퀀텀닷의 구조는 무기물 소재로 중심체와 껍질로 이루어져 있고 겉을 고분자 코팅이 감싸고 있습니다.

대표적인 퀀텀닷 소재는 카드뮴입니다.

현재 기존의 LCD에 퀀텀닷 필름, 퀀텀닷 컬러필름을 추가하는 방식의 퀀텀닷 디스플레이가 삼성에서 출시되고 있습니다. 

QDEF-LCD구조입니다.

QLED는 기존의 LCD보다 높은 색 재현율과 유기물을 사용하지 않아 안정성 장점이 있습니다.

QLED의 장점을 정리해보면 높은 내구성, 선명도, 안정성, 저비용이 있습니다.

단점은 청색광을 내는 퀀텀닷은 크기가 매우 작아야하고 외부에서 에너지를 받으면 산화되기 때문에 제품에 적용하지 못하고 있습니다. 

따라서 현재 백라이트 유닛에서 청색광을 쏘고 청색광을 BASE로 색을 변화하고 있습니다.

참고 사이트

https://blog.naver.com/ceg_tiny/221080565496

http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20170104161424

삼성페이는 삼성전자에서 만든 모바일 결제 서비스입니다.

마그네틱 보안 전송(MST)을 사용하여 무선으로 마그네틱 신용카드의 정보를 전송시켜 결제하는 방식으로, 

근거리 무선통신(NFC)을 사용하지 않아도 된다. (위키백과)

NFC가 필요 없고 MST 기능을 사용하여 NFC 단말기가 없더라도 사용할 수 있는 장점이 있습니다.

여기서 MST는 삼성전자가 인수한 루프페이의 기술이라고 합니다.

주변에 삼성페이를 써본 사람은 너무 만족하더라고요.

그러면 NFC와 MST 위주로 포스팅을 해보겠습니다.

NFC란

NFC(Near Field Communication)는 근거리 무선통신입니다.

전자태그(RFID) 기술의 일종입니다. 13.56MHz 주파수 대역을 사용하며 10cm이내의 거리에서 사용 가능합니다.

보안이 우수하고 가격이 저렴하다는 장점이 있습니다.

비접촉 근거리 무선통신이지만 암호화 기술이 적용되어 무선통신 중에도 정보가 외부로 유출되지 않습니다.

NFC는 태그(유심) + 컨트롤러 칩(Reader/Writer) + RF안테나(코일) 로 구성되어 있습니다.

모드는 카드 모드(신용카드, 교통카드 등), RFID 리더 모드(광고, 작품 설명 등), P2P 모드(개인 간 데이터 전송, 명함 교환)

P2P모드는 능동 모드로 전력 소모량이 크고 카드 모드는 수동 모드입니다.

모바일 카드, 교통카드, 도어락, 애플페이 등에 사용됩니다.

무선 충전 쪽을 공부하다 보니 NFC 코일과 무선 충전 용 코일이 결합되어 있는 경우가 있더라고요.

MST란

MST(Magnetic Secure Transmission)는 마그네틱 보안 전송입니다.

기존의 카드 결제는 카드의 마그네틱 부분에 카드정보가 저장되어 있고 단말기에 이 마그네틱을 긁으면

자기장이 발생하여 결제가 가능합니다.

삼성페이는 스마트폰에서 이 마그네틱 자기장을 발생하여 결제하는 시스템입니다.

자 이제 삼성페이의 장점을 알아본 뒤 정리해보겠습니다.

삼성페이의 장점

편리성 : 지갑에서 실물 카드를 꺼낼 필요 없이 스마트폰 잠금화면에서 삼성 페이를 열어 카드 선택 후 지문인증 후 바로 사용이 가능

범용성 : 별도의 카드 리더기가 필요 없어 거의 모든 곳에서 사용이 가능

이는 우리나라 대부분의 카드 가맹정들이 마그네틱 카드 리더기를 사용하고 있어 가능

보안성 : 결제 시 본인의 지문이나 비밀번호를 통해서만 결제가 가능, 결제 시 카드번호 대신 암호화 토큰 사용, 

또한 삼성의 보안 솔루션 녹스(KNOX)가 스마트폰을 항시 감시하여 외부의 위협 감지, 

감지 시  카드정보를 암호화하여 안정한 공간에 저장 

여기까지는 위키백과에 나와있는 장점이었습니다.

또 다른 장점으로는

ATM 입출금도 가능하다.

교통카드 기능(NFC기능 사용)도 가능하다 등이 있고

단점으로는 배터리가 빨리 닳는다는 단점이 있다고 합니다.

정리를 해보면 교통카드, 애플페이 등은 NFC 기술을 사용합니다. 하지만 삼성페이는 MST 기술과 NFC 기술을 함께 사용합니다.

MST 기술을 사용하여 아직 NFC 단말기가 충분히 보급되지 않은 현 상황에서도 삼성페이로 결제를 할 수 있는 큰 장점이 있습니다.