Physical Sensor (물리센서) 실험

소개글

Physical Sensor (물리센서) 실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적

기계공학 및 전자공학 기술의 발달로 차량은 점차 지능화 되어가고 있으며, 수 백 종류 이상의 많은 센서들이 차량에 장착되어 자동차 전자제어 시스템의 핵심 역할을 하고 있다. 특히, 반도체 공정 기술 및 초소형 기계 제작 기술을 이용한 MEMS (Micro-Electro Mechanical Systems) 기술의 발달로 마이크로스케일(∼10-6 m)의 센서가 제작 가능해 졌으며, 기존의 벌크형 (∼cm) 센서들이 MEMS 기반의 센서로 대체되어가고 있다. 본 실험에서는 차량에 사용되고 있는 대표적인 물리적 센서인 거리 감지용 초음파센서 및 가속도 감지용 MEMS 가속도 센서의 원리를 이해하고, 실제 차량에서 어떻게 사용 되는지 실험을 통하여 이해해 보도록 한다.


2. 실험 원리

(1) 초음파 센서를 이용한 가속도 측정 원리
위의 그림과 같이 차가 경사도 의 비탈길을 내려간다고 하면 자동차와 초음파 반사판 사이의 거리 s는 계속 변하게 된다. 초음파 센서를 통해 시간에 따른 거리 s 를 측정할 수 있으며, 거리를 s, 속도를 v, 가속도를 a 라고 하면 이들 사이의 관계식은 다음과 같다.
, .
초음파 센서를 이용하여 시간에 따라 측정되는 거리 값을 이용하여 곡선 피팅을 한 후 그 식을 두 번 미분하면 비탈길을 내려가는 자동차의 가속도 값을 알 수 있다.

(2)계산에 의한 가속도 계산 원리

위 그림에서 경사면을 내려가는 자동차가 이동 방향으로 받는 힘의 크기는 이며, 자동차의 바퀴가 경사면에서 미끄럼 없이 구름 운동을 한다고 가정하면 마찰력은 없으므로 자동차의 가속도는 로 계산될 수 있다.


3. 실험 장치
-MEMS 가속도센서 모듈 : Freescale 사의 배터리 내장형 무선 가속도 센서 MMA7456L 이며, 기울기 및 가속도 값을 실시간으로 측정하며 측정값을 무선 수신부 (USB Stick) 로 송신한다.

참고 자료

http://dves.egloos.com/4608917