학문
센서가 전자기기의 입력 장치로 활용되는 이유는?
전자기기는 주변 환경의 온도나 압력, 빛 등의 변화를 감지해야 하는 경우가 많습니다.
센서는 물리적인 변화를 어떤 방식으로 전기적 신호로 바꾸어 활용하는 것일까요?
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
센서는 주변의 물리적인 변화를 전제 기기가 알아들을 수 있는 전기적인 신호를 변환해 줍니다. 그래서 전기 기기에서는 핵심 입력 장치로 쓰이죠. 왜냐하면 컴퓨터나 제어 장치는 온도나 압력 그리고 빛 같은 자연의 상태를 직접 인식할 수가 없습니다. 그래서 센서 내부의 소자가 열이나 빛을 받으면 저항값이나 전압이 변하도록 만들어 줍니다. 그러면 물리량을 전기 신호로 바꿈으로써 전자 기기가 외부 상황을 정확하게 판단하게 되는 거죠.
이렇게 변환된 전기 신호 덕분에 전체 기기는 스스로 판단하고 자동으로 작동하는 제어가 가능해집니다. 왜냐하면은 입력된 전압이나 전류 변화를 바탕으로 마이크로 컨트롤러가 다음 명령을 바로 내릴 수 있기 때문이죠. 그리고 터치 스크린이나 온도 조절기처럼 사람의 개입 없이도 기기가 알아서 반응할 수 있는 메커니즘이 되는 겁니다. 또한 자율주행 같은 산업에서도 레이더나 라이다를 활용한 센서를 통해 첨단 산업에도 활용이 되는 거고 더욱이 배터리의 온도도 온도 센서가 측정을 해서 충전과 방전을 할 수 있도록 입력값에 넣어 주는 등 너무나도 많은 우리 산업에서 사용되고 있죠. 일상생활에서도 가로등도 조도 센서를 활용해서 어두워지면 알아서 불을 켜준다던가 또는 일정 시간이 되면 타이머 센서를 이용해서 출력을 내주는 방법도 가능하죠. 마지막으로 엘리베이터 같은 경우도 이동을 하다가 층이 맞으면 정지를 해야 되는데 그 층을 인식하는 감지도 빛을 쏘아 주는 센서를 통해서 활용하고 있습니다. 이렇게 각각의 많은 산업용 설비에 이상 상태를 감지하던가 현재 상태를 변화를 감지해서 사고를 막아 주기도 하고 실생활에 적용을 바로바로 하고 있습니다. 그러니 센서는 전자 기기에 감각 기관 역할을 하는 필수 장치라고 이해해 주시면 좋겠습니다.
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채택된 답변안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
센서는 온도, 압력, 빛, 소리, 움직임 같은 물리적인 변화를 전기 신호로 바꾸는 역할을 합니다.
온도센서 같은 것은 온도에 따라 저항이나 전압이 달라지고, 광센서는 빛의 세기에 따라 전류가 변하는 특성들을 이용하는 것입니다. 압력 센서는 얇은 막이 눌리면서 저항이나 정전용량이 변하는 것을 측정해 압력의 크기를 알아냅니다.
이처럼 센서 내부의 재료나 구조가 외부 환경 변화에 반응하면 그 변화가 전압, 전류 ,저항 같은 저기적 값으로 나타납니다. 전자기기는 이 신호를 증폭하거나 디지털 값으로 변환한 뒤 제어장치가 해석해 화면 표시나 자동 제어에 사용하게 되구요.
센서는 현실 세계의 물리적인 정보를 전자회로가 이해할 수 있는 전기 신호로 바꾸는 입력 장치라고 보시면 되겠습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
센서는 주변 환경의 온도 압력 빛과 같은 물리적 양의 변화를 소자의 특성 변화로 변환하여 감지합니다 예를 들어 압력 센서는 가해진 힘에 따라 압전 소자의 전압이 바뀌고 광센서는 빛의 양에 따라 반도체의 전기 저항이 달라지는 원리를 이용합니다 센서 회로는 이렇게 발생한 미세한 전기적 신호 변화를 증폭하고 정류하여 내부의 MCU가 인식할 수 있는 디지털 수치 데이터로 변환합니다 변환된 디지털 값은 전자기기 제어부의 알고리즘에 입력값으로 전달되어 화면 표시나 동작 제어 등 상황에 맞는 시스템 반응을 유도합니다. 결과적으로 센서는 외부 물리 세계의 비전기적 변화를 기기가 이해하는 전기적 언어로 번역해 주는 필수적인 입력 인터페이스 역할을 수행합니다
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
센서는 온도와 압력과 같은 물리량을 전기 신호로 바꿉니다.
이유는 전자기기가 전기신호만 처리할 수 있기 때문입니다.
물리량이 전기로 변환되면 증폭,계산,저장,제어가 가능해져서 입력 장치로 쓰인는 것입니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
전자기기 안의 회로와 프로세서는 전압과 전류만 다룰 수 있어요. 온도나 압력, 빛은 그 자체로는 회로가 읽을 수 없어서 이걸 전기 신호로 바꿔주는 부품이 필요해요. 그 역할을 센서가 맡아요.
가장 흔한 방식은 물리량에 따라 저항이 변하는 재료를 쓰는 거예요. 서미스터는 온도가 오르면 전하를 나르는 전자가 늘어나서 저항이 줄어요. 스트레인 게이지는 힘을 받으면 금속선이 가늘고 길어지면서 저항이 커져요. 빛을 받으면 저항이 낮아지는 황화카드뮴 소자도 같은 방식이에요.
스스로 전압을 만드는 센서도 있어요. 서로 다른 두 금속을 붙인 열전대는 온도 차이에 비례하는 전압을 내요. 압전 소자는 눌리면 결정 안의 전하가 한쪽으로 치우치면서 전압이 생겨요. 포토다이오드는 빛을 받으면 전자와 정공이 만들어져 전류가 흘러요. 정전용량을 읽는 방식도 있어요. 터치스크린은 손가락이 닿을 때, 가속도 센서는 내부 전극 간격이 바뀔 때 정전용량이 달라져요.
이렇게 얻은 신호는 대개 아주 작아서 증폭기로 키운 뒤 아날로그-디지털 변환기(ADC)로 숫자 값으로 바꿔요. 마이크로컨트롤러는 그 값을 읽고 온도를 표시하거나 화면 밝기를 조절하는 식으로 반응해요 :)