본 교재에서는 LabVIEW를 사용한 Data Acquisition system에 직접 사용 가능하도록 H/W와 센서를 활용하는 방법을 상세히 기술하였습니다. 지금까지 약 17년간 강의실에서 학생들에게 LabVIEW를 강의하고 Term project를 통해 아이디어를 현실화하는 과제를 진행하면서 학생들이 가장 힘들어 했던 부분이 바로 LabVIEW와 센서와의 연결이었는데 본 교제에서 그 해답을 제시하였습니다.

1 개요 2 센서 변환 2.1 변환회로3 2.2 전위차계(Potentiometer)3 2.3 전압 강압5 2.4 LED 점등 방법6 3 Noise 처리법 3.1 잡음(Noise)9 3.2 Hardware를 사용하는 방법9 3.3 전원접지 및 연장선11 3.4 Software를 사용하는 방법11 4 신호의 종류 4.1 아나로그 신호15 4.2 디지털 신호16 4.3 트리거링17 5 아나로그 입출력 5.1 아나로그 입력19 5.2 아나로그 출력28 6 Solar cell 활용 6.1 사용센서: Solar cell31 6.2 동작원리31 6.3 목적31 6.4 실험 사항31 6.5 소요 장비 및 센서 리스트 32 6.6 프로그램 시 구현할 기능32 6.7 센서 연결32 6.8 프로그램 작성33 6.9 프로그램 완성33 연습문제34 7 Thermocouple을 이용한 온도 측정 시스템 7.1 사용 센서: thermocouple(K type)35 7.2 동작원리35 7.3 목적36 7.4 실험 사항36 7.5 소요 장비 및 센서 리스트36 7.6 프로그램 시 구현할 기능37 7.7 센서 연결37 7.8 프로그램 작성39 7.9 프로그램 완성46 연습문제47 8 CdS 활용 8.1 개요 49 8.2 사용센서: CdS49 8.3 동작원리50 8.4 목적50 8.5 실험 사항50 8.6 소요 장비 및 센서 리스트50 8.7 프로그램 시 구현할 기능50 8.8 연결51 8.9 프로그램 작성51 8.10 프로그램 완성60 연습문제61 9 Thermistor를 이용한 온도 측정 시스템 9.1 개요63 9.2 사용센서63 9.3 동작원리 63 9.4 목적64 9.5 실험 사항64 9.6 소요 장비 및 센서 리스트 64 9.7 프로그램 시 구현할 기능64 9.8 센서 연결64 9.9 프로그램 작성65 9.10 추세선을 이용한 온도환산66 9.11 프로그램70 연습문제72 10 RTD를 이용한 온도 측정 시스템 10.1 개요73 10.2 사용센서: RTD (Pt100)73 10.3 동작원리73 10.4 목적74 10.5 실험 사항74 10.6 소요 장비 및 센서 리스트74 10.7 프로그램 시 구현할 기능74 10.8 센서 연결74 10.9 프로그램 작성75 10.10 프로그램 완성78 연습문제80 11 Photo interrupter 활용 11.1 사용 센서81 11.2 동작원리81 11.3 목적82 11.4 실험 사항82 11.5 소요 장비 및 센서 리스트 82 11.6 프로그램 시 구현할 기능82 11.7 전압 강압82 11.8 센서 연결84 11.9 동작 설명85 11.10 프로그램 작성86 연습문제89 12 근접센서를 이용한 물체 접근 감지 장치 12.1 사용 센서91 12.2 원리 91 12.3 개요 92 12.4 소요 장비92 12.5 동작내용92 12.6 목적92 12.7 실험 사항92 12.8 소요 장비 및 센서 리스트 92 12.9 프로그램 시 구현할 기능92 12.10 센서 결선93 12.11 프로그램 작성93 12.12 프로그램 완성95 연습문제96 13 Loadcell을 이용한 하중 측정 시스템 13.1 사용 센서97 13.2 원리97 13.3 개요 97 13.4 소요 장비98 13.5 동작내용98 13.6 목적98 13.7 실험 사항98 13.8 소요 장비 및 센서 리스트 98 13.9 프로그램 시 구현할 기능98 13.10 센서 결선98 13.11 프로그램 작성100 13.12 프로그램 완성101 연습문제102 14 LVDT를 이용한 변위 측정 시스템 14.1 사용 센서103 14.2 원리104 14.3 개요 104 14.4 소요 장비104 14.5 동작내용104 14.6 목적105 14.7 실험 사항105 14.8 소요 장비 및 센서 리스트 105 14.9 프로그램 시 구현할 기능105 14.10 센서 결선105 14.11 프로그램 작성106 연습문제108 15 적외선 변위센서를 이용한 거리 측정 시스템 15.1 사용 센서109 15.2 원리 110 15.3 개요 110 15.4 소요 장비110 15.5 동작내용110 15.6 목적110 15.7 실험 사항110 15.8 소요 장비 및 센서 리스트110 15.9 프로그램 시 구현할 기능111 15.10 센서 결선111 15.11 프로그램 작성111 15.12 프로그램 완성116 연습문제117 16 적외선 근접 센서를 이용한 근접 감지장치 16.1 개요 119 16.2 사용센서119 16.3 동작원리119 16.4 목적119 16.5 실험 사항120 16.6 소요 장비 및 센서 리스트120 16.7 프로그램 시 구현할 기능120 16.8 센서 연결120 16.9 프로그램 작성121 16.10 프로그램 완성123 연습문제124 17 습도센서 활용 17.1 사용 센서125 17.2 원리 125 17.3 개요 126 17.4 소요 장비126 17.5 목적126 17.6 실험 사항126 17.7 소요 장비 및 센서 리스트 126 17.8 센서 결선126 17.9 채널 설정 128 17.10 사용자 스케일 설정129 17.11 프로그램 완성134 연습문제135 18 Hall sensor 활용 18.1 사용 센서137 18.2 원리 138 18.3 개요 138 18.4 소요 장비138 18.5 동작내용138 18.6 목적138 18.7 실험 사항138 18.8 소요 장비 및 센서 리스트139 18.9 프로그램 시 구현할 기능139 18.10 센서 결선139 18.11 프로그램 작성142 18.12 프로그램 완성 143 연습문제144 19 PWM(Pulse Width Modulation)소자를 이용한 DC motor속도 제어 19.1 사용 모듈 145 19.2 원리 145 19.3 개요 145 19.4 소요 장비146 19.5 동작내용146 19.6 목적146 19.7 실험 사항146 19.8 소요 장비 및 센서 리스트 146 19.9 프로그램 시 구현할 기능147 19.10 결선147 19.11 프로그램 작성154 19.12 프로그램 완성156 연습문제157 20 LED 점등 20.1 사용 센서159 20.2 원리159 20.3 동작내용159 20.4 목적159 20.5 실험 사항160 20.6 소요 장비 및 센서 리스트160 20.7 프로그램 시 구현할 기능160 20.8 LED 점등 회로160 20.9 결선161 20.10 프로그램 161 20.11 프로그램 완성164 연습문제165 21 SSR(Solid State Relay)를 이용한 220V전원 on/of 21.1 사용 소자167 21.2 원리167 21.3 개요 168 21.4 소요 장비168 21.5 동작내용168 21.6 목적168 21.7 실험 사항168 21.8 소요 장비 및 센서 리스트 168 21.9 프로그램 시 구현할 기능168 21.10 결선169 21.11 프로그램 작성170 21.12 프로그램 완성172 연습문제172 22 종합 예제 아이디어 22.1 미니 에어하키 게임173 22.2 홀센서를 사용한 자력선 강도 측정기173 22.3 외부인 감지 및 외출 정보 알리미174 22.4 물건 도난 분실 알리미174 22.5 온도조절 텀블러174 22.6 숙면 도우미175 22.7 비닐하우스 피해 방지 시스템175 22.8 복합 세면대176 22.9 흙먼지 떨이 발판176 22.10 Smart Fitting Room176 찾아보기 179

LabVIEW는 Flexibility가 아주 큰 프로그램이므로 시중에서 많은 종류의 LabVIEW 관련 서적이 출판되었습니다. 그러나 종래 시중에서 볼 수 있는 교재들은 대부분 S/W 활용에 주안점을 두었기에 실제 센서 등을 활용하는 방법이 제시되지 않아 활용에 어려움이 있었습니다. 수년전 myDAQ을 이용한 센서관련 LabVIEW 교재를 발행한 적이 있었으나, myDAQ라는 특수 H/W에 국한되어 활용성이 떨어졌었습니다. 본 교재에서는 LabVIEW를 사용한 Data Acquisition system에 직접 사용 가능하도록 H/W와 센서를 활용하는 방법을 상세히 기술하였습니다. 지금까지 약 17년간 강의실에서 학생들에게 LabVIEW를 강의하고 Term project를 통해 아이디어를 현실화하는 과제를 진행하면서 학생들이 가장 힘들어 했던 부분이 바로 LabVIEW와 센서와의 연결이었는데 본 교제에서 그 해답을 제시하였습니다. NI USB-6343과 같은 범용 DAQ 시스템들은 주로 전압만을 입력 받아 물리량을 분석하기에 myDAQ와 같이 저항을 직접 측정할 수 없다는 한계가 있어 초보자들이 센서를 활용하여 계측제어시스템을 구현하는데 어려움이 있었습니다. 그러나 본 교재에서는 Thermistor나 CdS와 같이 입력 물리량이 저항의 변화로 나타나는 센서들의 출력을 직접 전압으로 변환하여 범용 DAQ 시스템에서 활용할 수 있도록 전위차계 등의 회로 사용법을 소개하였습니다. 따라서 저항 변화를 전압의 변화로 변환하거나, 12V 또는 24V를 NI H/W가 받아들일 수 있는 10V 이내의 값으로 변환할 수 있도록 하였습니다. 이를 활용하여 본 교재에서는 NI USB-6343이라는 Data Acquisition H/W를 사용하여 손쉽게 각종 센서의 원리와 활용방법을 학습하도록 하였습니다. 본 교재에서 활용한 센서들은 산업 현장에서 가장 활발하게 사용하는 센서들입니다. 이러한 센서들을 활용하는 방법을 사용하면 개개인들의 아이디어를 실제로 동작하도록 만들어 보는데 큰 도움이 될 것으로 생각합니다. 여기에서 사용한 센서들은 대부분 시중에서 디바이스마트 (www.devicemart.co.kr), 엘레파츠 (www.eleparts.co.kr) 등을 통하여 대부분 손쉽게 구할 수 있는 것들입니다. 마지막 장에 본 교재에서 언급한 각종 센서 들을 사용하여 종합적으로 구현 할 수 있는 아이디어를 몇 가지 제시하였고 본 과제를 잘 마친 사람은 어렵지 않게 종합시스템을 완성할 수 있으리라고 생각됩니다.