편하게 보는 전자공학 블로그

기숙사에서 와이파이가 너무 안터져서 공유기를 바꿨습니다!

iptime A604M 제품입니다.

2.4GHz 5GHz 모두 지원하는 제품입니다.

이렇게 와이파이가 2개 잡힙니다!

현재 차세대이동통신표준 수업을 듣고 있는데 교수님께서 2.4GHz와 5GHz를 비교해주셔서 

좀 더 검색해본 뒤 정리해보았습니다.

이해하기 쉽게 장단점 위주로 정리하겠습니다.

2.4GHz 장점 : 파장이 길어 장애물을 피하는 굴절 능력이 좋아 5GHz에 비해 장애물의 영향을 적게 받습니다.

2.4GHz 단점 : 대다수의 공유기, 블루투스 기기, RF방식의 마우스, 키보드, 드론, 그리고 전자렌지가 2.4GHz를 사용하기 때문에 간섭이 심함

                    간섭이 생기면 속도가 느려진다.

5GHz 장점 : 5GHz를 사용하는 기기가 적어 간섭이 별로 없다. 

                  비중첩 채널이 2.4GHz보다 많아 겹칠 확률이 적어 속도가 떨어질 확률이 적다.

5GHz 단점 : 직진성이 강해 장애물의 영향을 많이 받는다.

                  파장이 짧아 수증기 등의 영향을 많이 받는다.

이전에는 5GHz를 지원하는 기기가 적었지만 요새는 대부분의 기기가 지원합니다. (ex) 아이폰 5부터 지원함)

많은 블로그 후기들을 보면 2.4GHz 랑 5GHz의 속도를 어플을 사용해서 비교를 한 자료가 많네요.

결과는 5GHz가 더 좋네요. 간섭의 영향이 큰가봅니다.

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.

RC delay가 어떤 느낌인지는 알고있었지만 제대로 몰라 공부해봤습니다.

하지만 깔끔한 자료들이 생각보다 없더라고요.

그러나.But!

http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=1118&docId=59100893&qb=UkMgZGVsYXk=&enc=utf8&section=kin&rank=2&search_sort=0&spq=1&pid=TFwZPdpVuEwssZs/LEGssssssNK-135487&sid=JYuNazvneYPYcTWMQc4riQ%3D%3D

이 지식인 답변 정말 깔끔합니다!

이걸 토대로 설명 드릴게요!

RC직렬 회로에서 RC Delay를 설명하는 그림입니다.

위의 그림은 충전되는 경우인데요.

처음에는 저항에 모든 전압이 걸리게 되지만 캐패시터에 전하가 축적되면서 충전되기 시작하면서

캐패시터의 전위가 상승합니다. 

결과적으로 캐패시터에 걸리는 전압이 증가하는 만큼 저항에 걸리는 전압이 감소합니다.

캐패시터에 걸리는 전압이 V가 되는순간 저항에 걸리는 전압은 0이 됩니다.

이제 방전되는 경우입니다.

위에는 전압을 통해서 캐패시터를 충전했지만 이번에는 0V로 캐패시터를 방전시킵니다.

처음에 저항의 전압이 위에는 0이었는데 갑자기 왜 저런가 생각해봤는데

양끝단의 전압이 0V이기 때문에 캐패시터의 전압과 크기는 같지만 반대 방향의 전압이 걸리는 것으로 생각됩니다.

이 충방전 속도는 R에 따라서 달라지는데 이 이유는 R이 전류를 제어하기 때문입니다.

R이 클수록 전류가 작아서 이 경우에는 방전이 천천히 되겠죠!

C의 값도 클수록 충전, 방전되야하는 양이 많으니 방전이 천천히 되겠죠!

이 충방전 속도 때문에 회로에서 딜레이가 생기게 됩니다.

이게 문제가 되는 이유는 스위칭 회로에서

LOW에서 HIGH로 빠르게 바꿔주는 경우 딜레이가 생기면 회로에서 빠르게 바뀌지 못합니다.

따라서 현재 반도체 공정에서 R의 값을 낮추기 위해서 Al 대신 Cu를 사용하고 C의 값을 낮추기 위해서 Low K 물질을 사용하고 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.

이번에는 FINFET(핀펫)에 대해서 간단히 알아보겠습니다.

FINFET은 구조가 물고기 지느러미(FIN)와 비슷하다하여 지어진 이름입니다. 

출처 : http://www.samsungsemiconstory.com/1353

기본적으로 FET는 GATE의 전압을 통해서 Source랑 Drain의 전류를 제어합니다.

요새 한창 나오는 10나노 공정에서 10나노는 Source와 Drain사이의 거리를 의미합니다.

이렇게 점점 크기가 너무 작아져 전류를 차단해야하는 상황임에도 소스와 드레인사이에 전류가 누설되는 상황이 왔습니다.

이를 해결하기 위해 3D로 설계하여 게이트와 채널사이의 표면적을 늘렸습니다.

반도체하면 꼭 나오는 DRAM과 NAND Flash에 대해서 알아보겠습니다

DRAM은 램의 한 종류로 저장된 정보가 시간에 따라 소멸하기 때문에 주기적으로 재생시켜야 하고 구조가 간단하여 

대용량 임시기억장치로 사용됩니다. 휘발성 메모리라고도 합니다. 

낸드플래시는 전원이 꺼져도 저장한 정보가 사라지지 않는 플래시 메모리 반도체입니다.

비휘발성 메모리라고도 하죠. 주로 스마트폰, PC의 주저장장치로 사용됩니다.

출처 : 네이버 지식백과

DRAM과 낸드플래시는 한국 반도체 시장에서 매우 중요합니다

삼성은 현재 메모리 부분에선 DRAM과 NAND Flash 둘 다 1위를 차지하고 있습니다.

하이닉스는 DRAM에서 2위, NAND Flash는 5위를 달리고 있네요.

메모리 비메모리 통합 순위는 원래 인텔이 1위였으나 17년에는 삼성이 메모리 반도체 호황기로 1위를 역전한 거 같습니다.

그럼 이제 제가 궁금했던 걸 공부하면서 정리하겠습니다.

DRAM(Dynamic random access memory)의 원리와 구조를 살펴보겠습니다.

DRAM은 하나의 데이터를 저장하기 위해 한 개의 Transistor(스위치)와 Capacitor(정보기억)가 사용됩니다.

하지만 Cap은 물리적으로 전자를 누전되는 성질이 있어 주기적으로 Cap을 Refresh해줘야 합니다.

주기적으로 Refresh 해줘야 하는 성질 때문에 Dynamic이라는 말이 붙게 됐습니다.

제가 생각하고 있는 메모리에서의 기억은 래치나 플리플롭이었습니다. SRAM은 래치구조를 가지고 있더라고요.

하지만 DRAM에서는 간단하게 캐패시터로 기억을 합니다. 캐패시터가 래치의 역할을 대신해 구조가 간단하죠.

속도는 SRAM이 래치의 구조여서 더 빠릅니다. 하지만 DRAM은 구조가 단순하고 쉽게 대용량을 만들 수 있습니다.

값을 쓰는 방식은 WL에 High를 줘서 회로를 이어주고 BL에 전압을 줘서 캐패시터에 전하를 채웁니다.

값을 읽는 방식도 마찬가지로 WL에 High를 줘서 BL로 캐패시터에서 방전되는 전하값을 읽으면 됩니다.

플립플롭 구조인 SRAM입니다. 오른쪽에 있는 그림은 인버터 회로인데 SRAM에는 인버터 회로가 2개 들어있어 래치의 역할을 합니다.

NAND FLASH

셀이 직렬로 연결, 셀이 작다.

Write 속도가 빠르다, Read 속도가 느리다.

셀당 한 비트의 저장공간을 가지면 SLC(Single Level Cell), 두 비트는 MLC, 세비트는 TLC 입니다..

NAND Flash는 DRAM과 달리 캐패시터가 아니라 Floating Gate에 전하를 저장해 전원이 꺼져도 데이터가 보존되는 비휘발성 메모리입니다.

데이터 쓰기 과정은 다음과 같습니다.

Floating Gate 윗 부분을 Top Gate 혹은 Control Gate 라 부르는데 Top Gate에 전압을 인가해주면 

Source에서 Drain으로 이동하던 전자가 Floating Gate로 끌려가게 됩니다. 이 과정을 통해 Floating Gate에 전하를 저장합니다.

데이터 지우기 과정은 하단 부분에 전압을 인가해줘 Floating Gate에 갇혀있던 전자를 밖으로 빼냅니다.

데이터 읽기 과정은 다음과 같습니다.

Top Gate에 전압(약한 전압)이 걸리면 전기장이 발생해 Source에서 Drain으로 흐르는 전류에 영향을 미치게 됩니다.

Floating Gate에 있는 전하의 양에 따라 전기장의 세기가 변화해 전류의 변화가 달라지게 되므로 

전류를 통해서 Floating Gate의 전하의 양을 파악해 데이터를 읽습니다..

출처 : http://www.skcareersjournal.com/431

만약 Floating Gate에 전하가 있는 상태에서 Control Gate에 약전압을 인가하면 Control Gate와 Floating Gate 모두에 전기장이 생겨

전기장이 서로 간섭해 정공을 밀지 못해 정공의 영향으로 전류가 흐르지 못합니다.

그리고 Floating Gate에 전하가 없다면 오직 Control Gate의 전기장의 영향을 받기 때문에 정공이 밀려냐 전류가 잘 흐릅니다.

지금까지 DRAM과 NAND Flash의 기본적 구조와 원리를 알아보았습니다.

다음 포스팅은 반도체의 최신 기술로 돌아오겠습니다.

나이퀴스트 이론, 주파수는 무엇인가?

우선 샘플링이 무엇인가를 알아야합니다.

샘플링을 알아보기 위해서 아날로그 데이터를 디지털화 시키는 과정을 알아보겠습니다.

우리 주변의 데이터는 모두 아날로그 데이터입니다.

이 신호를 컴퓨터가 처리할 수 있게 디지털화 시켜줘야합니다. 

그리고 아날로그로 데이터를 통신하면 변조의 위험이 많기 때문에 데이터 무손실의 장점을 가진 디지털화 시켜 데이터를 통신합니다.

이 Analog to Digital Conversion 과정은 크게 표본화(Sampling), 양자화(Quantization), 부호화(Coding) 과정을 거칩니다.

위 과정이 샘플링 과정입니다. 원래의 신호에 일정한 간격으로 샘플링을 하는 것입니다.

이제 샘플링을 했으면 그 데이터의 값들을 디지털화 시켜줘야합니다.

이 데이터를 y축 기준으로 몇 단계를 나누는 과정이 양자화 과정입니다.

데이터의 값의 범위를 보고 몇 단계로 데이터를 나눌지 정합니다. 이게 양자화 레벨 수가 됩니다.

그리고 이렇게 몇 단계로 나누게 되면 데이터 값과 양자화된 값이 딱 떨어지지 않는데요. 이 차이가 양자화 오차입니다.

양자화 오차의 최대값은 양자화 계단 크기의 절반입니다.

부호화는 간단히 말하면 양자화한 데이터에 이진법의 수를 부여하는 것입니다.

4단계로 나누었으면 간단하게 (00), (01), (10), (11) 이렇게 수를 부여할 수 있죠. 

이제 본격적으로 나이퀴스트 정리를 알아보겠습니다.

샘플링 주파수는 입력 신호 최고 주파수의 2배 이상이 되어야 한다는 정리입니다.

이 조건을 만족해야 원 신호로 다시 충실히 복원할 수 있습니다. 

만약 샘플링 주파수가 입력 신호 주파수의 2배보다 낮다면 Aliasing 현상이 일어납니다.

Aliasing 현상을 주파수 대역에서 분석한 그림입니다.

Aliasing 대책은 크게 두가지로 볼 수 있습니다.

첫번째는 LPF를 사용하는 것입니다.

Aliasing이 일어난 그림을 보시면 fm부근 고주파 대역에서 일어나는데 이부분을 그냥 LPF로 버리고 샘플링하는 것입니다.

두번째는 샘플링 주파수를 늘리는 것입니다.

이번에는 본문(글 중간)에 애드센스 광고 넣는 법을 알아보겠습니다.

차근차근 따라하시면 무조건 됩니다!

우선 애드센스 화면을 보겠습니다~~~

광고단위에서 새 광고단위를 클릭해주세요!

그리고 텍스트 및 디스플레이 광고를 선택해줍니당

그리고 크기는 반응형으로 생성해주시면!

이 코드를 복사 해주세요!

그리고 이제는 티스토리 화면입니다!

서식관리를 클릭해주세요

글 중간에 넣는 광고는 플러그인이 아니라 수식으로 저장한 다음에 글쓰기 때 넣어줘야 합니다!

우선 HTML 클릭해주세요!

아까 복사했던 코드를 복사 붙여넣기 해줍니다 ㅎㅎ

그리고 이제 포스팅할 때 광고를 원하는 구간에 커서를 두고

아까 서식으로 썼던 글중간을 클릭해주세요

그리고 발행을 누르시고 시간이 지나면 광고가 이렇게 들어간답니다 ㅎㅎ

글쓰기에서 확인하시려면 오른쪽 상단에 있는 HTML을 클릭하시면 

이렇게 아까 저장했던 코드들이 들어간 걸 확인할 수 있습니다 ㅎ

위치인식은 삶에서 중요한 부분을 차지하고 있습니다.

네비게이션, 구글맵 등 GPS(Global Positioning System, 위성 위치 확인 시스템) 기반으로 잘 활용되고 있죠.

운전 시 네비게이션은 이제 필수고 여행을 다닐 때는 구글맵으로 많은 도움을 받죠.

하지만 실내에선 다음과 같은 서비스를 이용하기 힘듭니다.

왜냐하면 GPS의 한계 때문이죠. 

GPS의 오차는 실내에서 사용하기에 아직 크고 또한 건물 내에서 위성신호를 잘 받지 못하기 때문입니다. 

이제 여러가지의 IPS(Indoor Positioning System, 실내 위치 인식 시스템)을 살펴보겠습니다.

WLAN

건물 내에 Wi-Fi AP(Access Point)와 스마트폰의 수신 신호 세기를 측정하여 실내 위치를 파악합니다.

블루투스

RSSI(Received Signal Strength Indication)을 이용하여 위치를 파악합니다.

블루투스 많이 사용하시죠. 저도 개발도중 블루투스 RSSI를 사용해본적이 있는데 생각보다 오차가 심하고 거리에 한계가 있더라고요.

센서 이용

스마트폰에 있는 가속도, 방향, 관성센서 같은 걸 활용해 위치를 파악합니다.

여러 대기업에서 실내 위치인식 관련 스타트업 기업을 많이 사들였는데요.

과연 어떤 기술이 성공할지는 모르겠습니다.

그래도 저는 WLAN 쪽이 발전 가능성이 크다고 생각합니다. 왜냐하면 Li-Fi때문입니다.

LED 조명을 통해서 통신이 가능한데 이를 가시광 통신(Visible Light Communication, VLC)이라고 합니다. 

이를 위치 인식에 활용하면 Access Point가 더 촘촘해지기 때문에 위치인식이 더 정확해질 것입니다.

또 어떠한 기사를 봤는데 영상처리를 통해서 위치추적이 가능하더라고요.

이스라엘 스타트업인 Shopcloud에서 스마트폰의 카메라나 자이로 센서를 통해서 실내 위치인식을 합니다.

영상처리를 통해서 위치인식을 한다는 것이 참 좋은 아이디어라고 생각합니다.

보통 실제로도 주변의 간판이나 랜드마크를 통해서 위치를 파악하기 때문입니다.

카메라를 통해서 현재 위치를 파악하고 센서를 통해서 움직임을 통해 길을 안내해주는 시스템!!!

아니면 센서를 사용하지 않고 

Visual Odometry를 통해서 길을 안내할 수도 있을듯 합니다.

특징점들을 통해 사용자의 위치 움직임을 따낼수 있습니다.

관련 영상입니다.

https://www.youtube.com/watch?v=IKKlx2JYmNQ

Shopcloud 관련 링크입니다

https://blog.naver.com/koisraco/90189866630