센서와 하드웨어

액추에이터 작동 원리 — BLDC 모터, 스테퍼 모터, 서보 모터

로봇의 "근육" 역할을 하는 액추에이터인 BLDC 모터, 스테퍼 모터, 서보 모터를 세 가지 관점에서 비교합니다. 이 세 가지는 사실 동일한 분류 체계가 아닙니다. 모터 구조(BLDC/스테퍼)와 제어 방식(서보)은 서로 다른 두 축이지만 종종 혼동됩니다. 이러한 혼동을 해소하고, NASA의 진공청소기 브러시 마모 문제부터 위너의 사이버네틱스 탄생에 이르기까지 토크/응답/제어 간의 실제적인 상충 관계를 추적합니다.

이벤트 카메라(DVS) 작동 방식 및 주요 제품 — Prophesee, iniVation

일정한 간격으로 프레임(정지 이미지)을 계속 캡처하는 기존 카메라와 달리, 이벤트 카메라(DVS, Dynamic Vision Sensor)는 각 픽셀이 밝기가 변하는 순간만을 마이크로초 해상도로 독립적으로 보고합니다. 본 연구에서는 프로페시 메타비전(Prophesee Metavision), 이니베이션(iniVation) DVXplorer/DAVIS, 삼성 DVS-Gen4와 같은 실제 칩과 1988년 실리콘 망막 연구에서 2024년 이니베이션 인수까지의 신경 형태 공학 계보, 스테레오 이벤트 카메라 기반 자율 주행 데이터셋인 DSEC, 그리고 무인 항공기(UAV)에 탑재된 SLAM 연구를 살펴봅니다.

Fundamentals · 22 분 읽기

자기력계의 작동 원리 및 주요 제품 — 보쉬, ST, 허니웰

지구 자기장의 방향을 감지하여 방향을 결정하는 자기계는 전원이 공급되는 한 절대 방향 외부 기준값을 지속적으로 반환하는 유일한 센서입니다. 스마트폰의 전자 나침반부터 드론의 요각 보정, 큐브샛의 자세 제어에 이르기까지 다양한 분야에서 사용됩니다. 이 글에서는 자기계의 네 가지 기본 물리적 원리인 홀 효과, AMR, GMR, 플럭스게이트를 살펴보고, Bosch BMM150, STMicroelectronics LIS3MDL, Honeywell HMC5883L의 실제 칩 사양을 비교합니다. 또한 경철/연철 오차 및 그 보정, AHRS 센서와 IMU의 융합, 그리고 광물 탐사부터 제2차 세계 대전 당시 잠수함 수색, 달 탐사를 거쳐 오늘날의 큐브샛 자세 제어에 이르기까지 자기계 기술의 역사를 다룹니다.

Fundamentals · 24 분 읽기

무선 통신 모듈 작동 원리 — ESP32, nRF52840, SX1262

센서의 측정값을 센서 외부로 전달하는 것은 거의 항상 전파입니다. Wi-Fi의 OFDM이 직교 부반송파를 사용하여 다중경로를 극복하는 방법, BLE의 GFSK 변조와 스타 토폴로지가 듀티 사이클 동작을 가능하게 하는 방법, 그리고 LoRa의 처프 확산 스펙트럼(CSS)이 SF7-12 확산 계수 범위에서 데이터 전송 속도를 위해 범위를 어떻게 교환하는지 ESP32-C6, Nordic nRF52840, Semtech SX1262, TI CC2652R7, MultiTech mDot과 같은 칩의 실제 수치를 통해 살펴봅니다. 1999년 Wi-Fi 명명에 얽힌 이야기부터 1996년 10세기 덴마크 왕의 별칭에서 유래한 Bluetooth라는 이름, 작은 프랑스 스타트업이 개발한 LoRa가 Semtech에 인수된 이야기, 그리고 1천만 대 이상의 기기로 확장된 ZENNER의 LoRaWAN 스마트 미터 네트워크의 실제 사례까지, 주파수 대역, 송신 전력, 감도 및 토폴로지를 선택하는 방법을 살펴봅니다.

센서와 하드웨어 September 2, 2026

배터리와 BMS의 작동 원리 — 몰리셀, DJI, 삼성 SDI

로봇이나 드론의 비행 거리와 안전성을 결정하는 것은 모터나 센서가 아니라 배터리와 배터리 관리 시스템(BMS)입니다. 리튬 이온 전지의 전기화학적 특성부터 셀 밸런싱 및 보호 회로에 이르기까지, 몰리셀의 고방전 전지, DJI의 지능형 비행 배터리, 그리고 삼성 SDI의 차세대 고체 배터리의 실제 사양을 비교 분석하고, 보잉 787 화재 사고가 BMS의 한계에 대해 업계에 어떤 교훈을 주었는지 살펴봅니다.

Fundamentals · 21 분 읽기

센서와 하드웨어 September 2, 2026

힘 및 촉각 센서의 작동 원리 — ATI, Bota, XELA

힘 센서는 로봇 팔에 '팔의 감각'을, 촉각 센서는 로봇 손에 '손가락 끝의 감각'을 부여합니다. 본 논문에서는 변형률 게이지에서 시작하여 압저항식, 정전 용량식, 광학식의 세 가지 촉각 감지 방식을 거쳐 그 물리적 원리를 추적하고, ATI, Bota Systems, XELA Robotics부터 129개의 센서를 탑재한 Shadow Robot의 의수형 로봇 손에 이르기까지 실제 제품들을 살펴봅니다. 또한 1938년 변형률 게이지가 동시에 발명된 실화도 함께 소개합니다.

센서와 하드웨어 September 2, 2026

SBC(싱글 보드 컴퓨터)의 작동 방식 및 주요 제품 — 라즈베리 파이 5, 젯슨, 코랄

로봇의 "두뇌" 역할을 하는 임베디드 컴퓨터를 세 가지 설계 철학에 따라 비교합니다. 라즈베리 파이 5의 범용 SoC, NVIDIA Jetson Orin의 GPU 통합 AI 컴퓨터, 그리고 Google Coral의 전용 ASIC입니다. TOPS/W 효율성 지표의 실제 의미부터 newbot 프로젝트가 범용 SoC를 선택한 이유, 그리고 2026년 AI 데이터센터의 DRAM 부족 사태가 취미용 SBC 시장에 미칠 실제적인 영향까지 살펴봅니다.

센서와 하드웨어 August 28, 2026

초음파 센서의 작동 원리 및 주요 제품 — 보쉬, 무라타, 도요타 ICS

초음파 센서는 초음파 펄스의 왕복 시간을 측정하여 근처 장애물까지의 거리를 측정합니다. 이는 라이다(LiDAR)의 음향적 대응 기술입니다. 광학 센서가 감지하지 못하는 투명한 유리나 검은색 물체까지 투과하여 볼 수 있지만, 유효 탐지 거리는 몇 미터에 불과합니다. 본 연구에서는 박쥐의 반향정위 연구, 제1차 세계 대전 당시 소나 개발, 보쉬 USS Gen 6의 측정 거리, 로봇 공학의 핵심 기술인 무라타 MA40S4S 및 맥스보틱스 모듈, 그리고 도요타의 8개 센서로 구성된 지능형 장애물 탐지 소나와 같은 실제 사례를 통해 각각의 요소가 실제 성능에 어떤 영향을 미치는지 분석합니다.

센서와 하드웨어 August 22, 2026

레이더 작동 원리 및 주요 제품 — 콘티넨탈, 보쉬, 혼다 센싱

밀리미터파 레이더는 전파 반사를 통해 거리와 상대 속도를 측정하므로 광학 센서에 문제를 일으키는 비, 안개, 눈부심 및 기타 악조건에 가장 강한 센서입니다. 본 문서에서는 FMCW의 비트 주파수가 어떻게 거리와 속도를 동시에 측정하는지, 제2차 세계 대전 당시의 체인 홈(Chain Home)으로 거슬러 올라가는 레이더 기술의 계보, 테슬라의 레이더 기술 포기 및 이후 재추진, 컨티넨탈 ARS540의 4D 이미징 사양, 그리고 혼다 센싱 360의 5개 레이더를 이용한 360도 전방위 탐지 사례를 살펴보고, 이러한 요소들이 각각 탐지 거리/시야각/해상도 간의 상충 관계를 어떻게 변화시키는지 분석합니다.

센서와 하드웨어 August 16, 2026 Lab

GNSS 작동 방식 및 주요 제품 — u-blox, Trimble, Fixposition

RTK는 위성 위치 측정값과 기지국에서 제공하는 보정 데이터를 결합하여, 기존 GNSS 위치 측정 방식에서 수 미터에 달했던 오차를 센티미터 수준으로 줄입니다. 본 논문에서는 이중 주파수 위치 측정 방식이 어떻게 전리층 지연을 상쇄하는지, u-blox의 ZED-F9P가 어떻게 저가형 RTK를 대중화시켰는지, Trimble RTX와 일본의 Michibiki(QZSS), 그리고 Kubota가 농기계를 위해 전국에 구축한 342개의 RTK 기지국 네트워크의 실제 사례를 통해 각 기술이 위치 측정 정확도에 어떤 영향을 미치는지 살펴봅니다.

Fundamentals · 19 분 읽기

센서와 하드웨어 August 10, 2026

IMU의 작동 원리 및 주요 제품 — Xsens, Bosch, Analog Devices

IMU는 가속도계와 자이로스코프를 결합하여 차량 자체의 병진 가속도와 회전 속도를 직접 감지합니다. 카메라나 LiDAR와 달리 외부 장치에 의존하지 않지만, 이러한 자립성에는 피할 수 없는 한계가 있습니다. 바로 시간이 지남에 따라 오차가 누적된다는 점입니다(드리프트). 본 연구에서는 MEMS 자이로스코프의 원리, 알란 분산 잡음 분석, 소비자용 칩부터 내비게이션 등급 모듈까지의 등급 체계, 그리고 Xsens의 MTi 시리즈 제품 전략에 대해 자세히 살펴봅니다.

Fundamentals · 18 분 읽기

센서와 하드웨어 August 4, 2026

심도 카메라의 작동 원리 및 주요 제품 — RealSense, Kinect, Orbbec

능동형 스테레오 방식은 적외선 이미터를 이용해 패턴을 투사하고 스테레오 매칭을 수행합니다. 구조광 방식은 알려진 패턴의 왜곡을 통해 깊이를 측정하고, 시간차 측정 방식은 위상 변화를 통해 직접 거리를 측정합니다. 이 세 가지 방식은 깊이 측정 카메라로서 공존해 왔습니다. 각 방식의 원리와 인텔 리얼센스 D435i, 마이크로소프트 키넥트, 오르벡 펨토 볼트, 아이폰 트루뎁스 등의 실제 사례를 살펴보고, 이스라엘 스타트업 프라임센스의 기술이 어떻게 키넥트를 탄생시키고, 애플에 인수되었으며, 다시 페이스 ID로 재탄생했는지 그 과정을 추적합니다.

Fundamentals · 14 분 읽기

센서와 하드웨어 July 29, 2026

스테레오 카메라 작동 방식 및 주요 제품 — ZED 2i, Subaru EyeSight

스테레오 카메라는 두 렌즈 사이의 시차를 이용해 거리를 삼각측량함으로써 단안 카메라의 근본적인 한계였던 절대 거리 문제를 해결합니다. Stereolabs ZED 2i, Luxonis OAK-D, e-con Systems TARA의 실제 사양을 살펴보고, 2008년 이후 500만 대 이상의 차량에 탑재된 스바루의 EyeSight 기술의 발전 과정을 통해 기준선 길이의 상충 관계를 추적합니다. 또한 EyeSight 개발자가 스바루를 떠나 스테레오 비전 스타트업을 설립한 이야기도 소개합니다.

센서와 하드웨어 July 23, 2026

단안 카메라의 작동 원리 및 주요 제품 — 모빌아이, 테슬라, 콘티넨탈

단안 카메라는 단일 렌즈를 통해 차선, 표지판, 장애물을 인식하여 저렴한 비용과 작은 크기를 제공하지만, 근본적인 한계가 있습니다. 바로 단일 이미지로는 절대 거리를 측정할 수 없다는 점입니다. 모빌아이 EyeQ6L, 테슬라 HW4, 콘티넨탈 MFC500, 그리고 comma.ai의 실제 사례를 통해 각 제품이 이러한 한계를 어떻게 극복하는지 살펴보고, 히브리 대학교 연구실이 어떻게 모빌아이가 되었고 인텔에 150억 달러 이상에 인수되었는지, 그리고 테슬라가 2021년 테슬라 비전에서 레이더 기능을 "삭제"하기로 결정한 배경을 살펴봅니다.