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Math

Math, Physics, Electronics

Created: 2020, 05 07 >Updated: 2025, 07 31

Math

statistics

  • 합의 법칙 - 분류하는 것(동시에 할 수 없는 것. 빠짐없이)
  • 곱의 법칙 - 동시에(1을 하고, 2도 하는 것) 발생하는 일
  • 순열
    • 7P3 - 7부터 3개의 숫자를 하나씩 빼면서 곱한다.

log

상용로그에서 로그의 밑이 생략되있으면 10이 생략된 것인데 알고리즘 풀이 때 로그는 밑을 2로 한다 자연로그라고 밑은 e로 하는 방식도 있어서 사용처마다 밑이 없는 것이 다르다

tangent

어떤 원의 오른쪽에 가상의 수직선이 찰싹 붙어 있다고 가정합니다. (가상의 수직선은, 원의 오른쪽에만 딱 1개 있습니다. 왼쪽에는 없습니다.) 그리고 각도를 나타내는 파란 직선이, 원의 둘레를 뚥고 나와서는, 그 오른쪽의 가상의 수직선과 만나는 점이 있습니다. 그 점과 x축을 수직으로 이어준 것이 탄젠트입니다. 각도를 나타내는 파란 직선의 방향이 어떻게 되든, 무조건 오른쪽에 있는 가상의 선과 만납니다. 왼쪽에는 선이 없기에 무조건 오른쪽입니다.

[출처] [펌] 탄젠트 함수 개념 설명 그림; 삼각함수에서 Tan Tangent Diagram 그래프 출처: http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=baek2187&logNo=150029878863&parentCategoryNo=&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView

라플라스 변환

  • 인간의 변화 기준인 시간을 기계가 인식하는 변화의 기준인 주파수로 변환

Physics

이온 : 전기적 성질을 띄고있는 원자

Force

Energy

Velocity

엔트로피, 에너지, 열역학 1, 2 법칙

지구는 둥글다 태양도 둥글다 달도 둥글다 일정질량 이상의 물체는 둥글게 된다고 한다

speed = distance / time a = v-u/t acceleration = Final velocity - Initial velocity / time d = m/V density = mass / Volume F = ma Force = mass _ acceleration P = W/t Power = Work / time Weight = mass _ gravity

왼손 오른손 법칙

플레밍

왼손 - 전동기(전기로 힘을 만든다)

자기장(자속밀도) - 전류(기전력) - 힘

오른손 - 발전기(힘으로 전기를 만든다)

자기장 - 힘 - 전류

어떤 상황에서 왼손, 오른손으로 하는지?

전동기인지 발전기인지 알 수 있는 상황에서 힘이나 전류의 방향을 알기 위해?

암페어의 오른 나사 법칙 - 자기장 - 전류

전류의 방향과 자기장의 방향을 확인할 수 있다

엄지손가락이 전류

기전력

도체 양 끝에서 일정한 전위를 유지시킬 수 있는 능력

회로에 전류를 계속 흐르게 유지시키는 능력

전위가 다른 2점 간에는 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전류를 이동시키려는 힘이 작용하는데 이것이 기전력

힘이 아니라 단위 전하당 한 일의 양이라고 한다.

https://www.scienceall.com/%EA%B8%B0%EC%A0%84%EB%A0%A5cell-potential-electromotive-force-2/

무선통신

  • 주파수는 발생 가능하다
  • 대기중에 있는 전자기를 진동시켜서 발생시킨다
  • 진동시키는 방법은?
  • 교류발전을 통해. RLC 회로
  • 주파수 대역은 인간이 설정한 약속된 신호인가?
  • 맞다
  • IEEE 대역, ITU대역 등이 있다
  • 주파수를 잡는 장비만 있으면 인터넷 사용이 가능한가?

이동통신에서

기지국은 셀 내에서 채널 할당 - 인접한 기지국에 다른 주파수를 할당해서 간섭 감소시킨다. 다른 주파수를 쓰는 셀들의 집합을 클러스터로 묶어 시스템에서 관리

기지국 - 주파수 셀 - 클러스터 - 시스템

고주파일수록 수신기가 작아진다?

음파 전파 음파는 거리가 멀면 감쇠됨 그래서 마이크로폰으로 전파로 변환

송수신 안테나의 길이는 파장의 길이의 1/4 정도로 한다 저주파 20Hz라면(음성의 파장) 빛의 속도 = 주파수 * 파장 위 식에 의해 주파수가 낮으면 파장이 커져야 함 파장이 커지면 송수신 기기가 커져야 함

Radio Communication (Radio Frequency)

mose -> radio -> -> 0, 1 transform -> 3G -> 4G -> 5G frequency, bandwidth sender, receiver

데이터를 변환해서 전파로 만든다 대역폭이 정해져 있다면 특정 대역폭을 기준으로 데이터를 추가하는 방식인가?

대역폭이 높은(3GHz) 곳은 데이터도 더 많이 실을 수 있나?

Network

전자파의 세기?

주파수의 파장과는 상관 없다 멀리 보내려면 출력이 세야 한다 무선통신용 4G의 경우는 파장은 크지만 출력은 약하다?

전자기파

파장 세기 주파수 진폭(세기) 대역폭 전자파 위험 기준은?

전자기파 전파(마이크로파 등) -- 광선(가시광선 등) -- 방사선(X선 등) 파장이 길다 -- 짧다 진폭은 파형의 높이(세로), 파장은 길이(가로),

이동통신에는 전파 중 마이크로파 사용 중. 파장이 길고 주파수가 높다 5G는 28Ghz를 쓰고 있고 3G보다 파장이 짧아서 기지국을 가까이 여러개 만들어야 한다 파장이 커지면 송수신 기기가 커져야 한다고 함 고주파일수록 수신기의 크기는 작아진다고 함 수신기의 크기가 크면 멀리서도 받을 수 있다?

주파수 = 1 / 주기

주기는 높은 부분에서 다음 높은 부분까지의 거리(파장)

파장이 길어지면 주파수가 짧아진다

파장 = 전송속도 * 주기

송신, 수신. 송신부에서는 특정 주파수만 생성하는 회로 수신부에서는 특정 주파수만 받아들이는 회로 RLC 회로가 직류와 교류에서의 특성이 다르다 직류는 +에서 -, 교류는 발전기에서 나오는 불규칙한 방향 교류의 특성인 전류가 흐르는 방식이 영향을 받는다 RLC가 같이 있게되면 서로 교차하여 공명하는 진동 수(공진 주파수)가 발생하여 특정 주파수만 받아들일 수 있게 된다

전자레인지는 2Ghz 정도. 근데 전력을 많이 받아 진폭(세기)이 세다고 함

태양 - 빛 - 전자기파 페러데이 - 맥스웰 - 전자기파 - 가시광선=빛 전자기파 = 전기 > 빛

빛 = 원자 = 핵 + 전자 핵 = 양전하, 전자 = 음전하 (전하 = 전기적 성질) 전기 = 양전하 + 음전하. 그러므로 전기 = 빛 전기로 빛을 만든다 - 형광등

태양 핵분열 - 전자기력 생성

휴대폰 충전은 DC, 전원은 AC

wifi, lte, LAN 다운로드 속도

3G - 21Mbps LTE - 150Mbps 5G - 250Mbps 공공 WIFI - 350Mbps 기가랜 WIFI - 500Mbps 초당 62MB를 다운 받는다 기가랜 유선 - 700Mbps LTE는 정지상태에서 1Gbps 가 나온다고 한다. 이동 시 100Mbps 공유기 5GHz 200Mbps, 2.4GHz 100Mbps 정도 나온다고 한다

기가랜 필요사항: 인터넷, 하드웨어(랜카드), 케이블, 공유기 성능

1000bps = 1.25B/s 100Mbps = 12.5MB/s 초당 12.5MB 다운

이더넷으로 연결 후 확인해야 제대로 나온다 벤치비나 통신사 제공 프로그램 이용 와이파이는 20메가도 잘 안나온다고 한다

비와 전파의 상관관계

지난 2012년 국립전파연구원이 발표한 보고서 '국내 전파전달 및 전파기반 특성 연구'에 따르면 10GHz 이상의 전파는 대기 중을 통과할 때 대기를 구성하는 여러 인자들에 의해 감쇠를 겪게 됩니다. 전파 손실이 발생하는 건데요.

전파 손실은 우리가 일상에서 사용하는 2.4GHz 또는 5GHz 주파수 대역에도 마찬가지로 적용되죠.

전파가 물을 통과할 경우, 전파의 크기가 절반으로 줄어드는데요. 그렇기에 와이파이가 끊기는 현상이 있을 수 있죠.

TV의 통신은 안정적인 이유?

tv도 어차피 컴퓨터가 각 가정에 송신하는 것 아닌가? 근데 방송국 서버실이 그렇게 구축되있다면 모바일도 서버용량에는 문제가 없을 것 같은데 끊김이 있고 성능이 왔다갔다 한다.

tv는 어떻게 그렇게 안정적으로 송신할 수 있지?

둘다 전파로 변환해서 쏘는건 마찬가지인데

안테나에 송신하는 장치로 보내기만 하면 나머지는 송신시스템이 알아서 하는건가? 모바일은 왜 그렇게 안되지? 방송국은 24시간 연결되있는 주파수가 있어서 되고 모바일은 계속 신호를 새로 잡아야해서 그런걸까

스마트 워치가 수면 측정 하는 원리

가속계, 적외선 기술 가속계: 움직임을 판단해 잠에 들었는지 확인 적외선 PPG: 심박수와 심박변이도 확인

깊은 수면 시 심박수 감소, 심박변이 폭 줄어듬

정확도 50%. 깊은 수면은 비교적 정확, 얕은 수면은 안맞을 수 있음

생명공학기술과 미래

원시 지구는 지금과 대기가 달라서 수중의 무기생물이 유기 생물이 될 수 있었다고 한다


전자회로의 역사

전자회로는 능동소자를 활용한 회로. 다이오드,트랜지스터,저항,콘덴서 등 반도체의 발전과 함께 전자회로는 발전해나갔다.1

트랜지스터

  • 접합형, BJT, 전계효과(FET), 박막 트랜지스터(FET), MOSFET, CMOS

능동소자 중 반도체 소자의 대표적인 소자로 트랜지스터가 있다. 그 전 반도체 원리의 시효는 진공관이다.

ㅇ 진공관의 원리

장거리 통신을 위해 전기신호를 이용한 통신을 시도 중간중간 신호를 증폭시킬 필요가 있었고 증폭기능을 위해 진공관 개발 진공관은 부피가 크고 전기도 많이 먹는다.

플레밍에 의해 다이오드(이극진공관) 개발 - 1904년 트랜지스터 발명 - 1947년

  • 벨 연구소 연구원들(월터 브래튼, 존 바딘(접점 트랜지스터),윌리엄 쇼클리(접촉 트랜지스터))

집적회로 발명 - 1958년 텍사스 인스트루먼트사

ㅇ집적회로 분류

  • TTL
  • CMOS
  • ROM
  • RAM

ㅇ 트랜지스터 원리 ㅇ 집적회로 원리 ㅇ 트랜지스터의 소형화와 방법

ㅇ 트랜지스터 -1 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 쌍극성 트랜지스터

ㅇ 트랜지스터 -2 전계효과 트랜지스터(FET) 단극성 트랜지스터

CPU 의 발전 (intel) 1971 - 4004, 108kHz, 2300개의 트랜지스터, 10마이크로 공정 1972 - 8008, 500kHz, 3500 10 1982 - 8086, , 13만 4천 1.5 1985 - 386 1989 - 486, 25MHz,120만개 1 1993 - 펜티엄 발표 1995 - 펜티엄프로, 0.6 1997 - 펜티엄2,233MHz,750만개 0.35 - 셀러론의 기반 1999 - 펜티엄3,500MHz,950만개 0.25 - 작동속도 상승, 전력 공급 상승, 열 상승 펜티엄3 2세대 3세대 4세대 거쳐 1.4GHz, 0.13 - AMD와의 경쟁 시작 2002 - 펜티엄4, 2~3.06GHz , 90nm - 대신 전력소비량이 130W에 달함 2005 - 코어2(듀얼코어도 됨) ,1GHz, 65W, 65nm - 작동속도를 낮췄으나 실제 성능은 펜티엄4와 비슷 2008 - 코어2 2세대 45nm 2GHz, 60W - 누설전류 심화 -> High-K 소재 사용

  • i3,i5,i7 브랜드 시작, 45nm, 2010 - 32nm[클락데일 i5] ->2011 샌디브릿지-> 2012 22nm 코어 3세대[아이비브릿지] ->4세대 하스웰 (전력소비량 감소 집중) 2013 - 14nm 진입을 위해 3D 핀펫 기술 도입 2015 - 14nm , 19억개의 트랜지스터, 브로드웰

Block chain

  • 분산경제포럼 코인은 한계가 있어보인다. 블록체인 이슈 PoS vs DPoS 모든 구성원에게 투표권한을 주느냐, 간접 투표로 하느냐 [블록체인] 개발자를 위한 블록체인 로드맵 암호화 기술의 개방(DES) 프라이버시 보호 운동 -> 사이퍼펑크(암호(cipher) + 사이버펑크(악동))

데이비드 차움

  • 금융거래 암호화를 통해 개인의 프라이버시를 보호하려 시도

  • 익명성 가진 결제수단의 부작용 인지. 조건을 제시

  • 각 개인이 행한 결제에 대해 제 삼자는 알 수 없어야 한다

  • 예외적 상황 하에서는 신원에 대한 자료를 제공할 수 있어야 한다

  • 도난당한 것으로 보고된 결제 수단에 대해서는 사용을 중지할 수 있어야 한다

분산 대 탈중앙화

분산

  • 여러가지 일을 나눠 처리
  • 일을 나눠서 하므로 속도 상승, 고가용성 확보 지배 개체가 있음

탈중앙화

  • 여러가지 일을 반복해서 처리
  • 신뢰성 상승
  • 모든 개체가 동등

하지만 실제 세계에서 개개인의 의견을 듣는다면 모든 사람의 의견이 모아질 수 없기 때문에 여러 사람들의 의견을 모아 말해주는 의원을 뽑는 간접 민주주의 형식이 나온 것 처럼 블록체인도 대표를 뽑을 수 밖에 없을 것 같다

  • 그렇다면 대표를 뽑는 방법은? 한국 의회를 보면 의회의 힘이 너무 강하다
    • 스웨덴의 국회의원을 뽑는 방식과 국회의원의 마음가짐을 확인해보자

Think#스웨덴 국회

디지털화의 효용 대 블록체인의 효용 구분해야 한다

블록체인의 오해

  • 거래 비용 절감 (중앙 기관 없이 거래 가능하기 때문에)
    • 오히려 중개업자가 양산되어 수수료가 더 나오고 있는 실정이다
    • 동일한 작업을 할 때 에너지가 더 소비된다 (중복 작업을 하기 때문에)
  • 데이터 활용 (위변조가 어렵기에 안전하고, 접근 권한 설정이 가능하다)
    • 대신 모든 데이터가 노출된 상태다(암호화 되어있더라도)
  • 사용성이 떨어진다
  • 노드, 피어, 트랜잭션

블록체인은 신뢰가 존재하지 않는 네트워크에서도 신뢰할 수 있는 기록을 작성할 수 있는 방법을 연구하는 분야

하이퍼레저 패브릭

이더리움과 다른 프라이빗 블록체인 오더링시스템 하에서 네트워크를 설정하고 CA를 설정하여 시작하고 그룹을 생성한다 그룹간에는 컨소시움을 구성할 수 있고 컨소시움간에 채널을 만들어 통신이 가능하며 채널 내부에서 거래가 이루어진다 채널 안에서 장부 생성이 가능하며 피어라는 단일체를 만들어서 거래하게 된다 피어는 체인코드를 입력하고 검증하는 역할을 하게 된다 검증은 체인코드의 보증정책을 설정해서 따르게 한다 이제 클라이언트 어플리케이션에서 입력을 받아 체인코드를 통해 검증하고 이 검증된 내용은 오더링 서비스를 통해 블록을 만들어 각 피어에 접속된다. 그 후 보증정책을 통과하면 장부에 기록되고 채널에 블록연결되게 된다

블록체인의 암호화폐는 익명이어야 하나?

  • 정보공개는 하지만 탈중앙화되어 자유롭게 거래하는 것에 의의가 있는게 아닌가?
  • p2p는 누군가는 내 것을 남에게 주어야 한다 그리고 그것은 거부감이 들 수 있다 ○ 이 것을 어떻게 다르게 생각 할 수 있을까 ○ 보상이 추가된다 나의 자원은 비워놓고 중앙에서 가져다 쓰기를 원할 수 있다 사용자는 그냥 중앙에서 내려받기를 원하지 내 자원이 사용되기를 원하지 않는다
  • p2p 특성상 노드들이 오프라인 상태일 경우가 발생하는데 이 때 공격에 대비하기 위해 비잔틴문제해결 알고리즘의 얘기가 나오게 되었군

블록체인을 회사 안의 플랫폼으로 사용하는 경우

신뢰성은 다소 포기하는 것인가? 블록체인에서 신뢰성은 서로 감시한다는 것에서 오는데 회사가 블록체인을 운영한다면 감시할 주체가 없지 않은가?

블록체인과 공개 된 정보

블록체인은 중앙 관리가 없고 각 노드들이 서로 감시하는 방식으로 보안이 유지되는 컨셉인데 공개 돼있다고 해도 감지하는 시스템이 있어야 알 수 있지 아무리 노드가 많아도 아무도 안 지켜볼 수도 있다. 인터넷에 수많은 데이터가 있어도 알려져야 그 정보가 사람들에게 닿는거지 그냥 있다고 누가 알 수 있는 것이 아니다 블록체인은 보안성이 있는 것인가?

  • 변조가 되면 자신의 해시와 변조된 해시가 다르기 때문에 감지가 된다
  • 위조 시 앞, 뒤의 노드를 같이 변조해야 한다. 그래서 51% 이상해야 탈취가 되는데 그 정도 자원을 얻으려면 필요한 비용이 훨씬 많이 들게 하여 51% 공격을 무의미하게 만든다.

채굴과 똑같은 방식인 척 위장한 트랜잭션을 구분해낼 수 있나?

  • 머클 트리

코인 대신 nft?

nft를 가진 사람들만 이용할 수 있는 것을 제공해서 nft를 회원권의 개념으로 쓴다고 충섭님께 들었다 일리있다. 전자적인 회원권 기존의 회원권과 차이가 없고 오버 테크놀러지라 생각했는데 필요한 곳도 있을 수도...?

Blockchain

키워드

  • 공개키 개인키
  • 해시함수
  • 머클트리
    • 자식 중 하나만 변경되어도 감지가능
    • 최상위의 노드만 확인하면 됨
  • 비대칭 암호화 기법
  • ECDSA
  • 작업증명
  • 지분증명
    • BFT 기반
    • 체(간)기반
    • 소수의 검증집단을 두게되면 익명성이 사라진다?
  • DPOS 위임지분증명
  • 비트코인은 18년말 난이도가 101배 정도 상승할 것으로 설계되었으나 실제로는 7조배 상승.
  • 탈중앙화는 목적이 아니라 수단이다.
  • 불록체인을 개발하고 유지하는 것에도 비용이 들고 관리도 필요하다.

전산으로 데이터를 공유하는 곳 (은행, 민원센터) 에서는 익명성과 정보의 신뢰성이 큰 효과를 볼거 같은데

비트코인은 처음의 코인과 나중에 얻는 코인이 다른 에너지가 사용되었는데 처음에 얻은 것의 가치가 힘들게 얻은 것과 동일하다는 것은 이상하지 않은가?

  • 시간이라는 가치가 밸런스를 맞춰주나?

Drone

보조배터리 드론 몸통 모터 4개 변속기 클린플라이트 ( 자이로 센서 확인 가능 앱) 자력계 가속도계 자이로 GPS 기압계 연동

관성측정장치(IMU)

스마트폰과 연동해 기울임 인식 기능

호버링

저가 드론의 FC는 어떻게 자이로센서 모터 등을 값싸게 구성할 수 있는가

FC의 제작 ? 방법은?

참고 사이트

부품 구매

연결 조립 모터 구동 확인 센서값을 받아와서 ESC에 값 전달 모터 구동 확인 비행 테스트 조종 테스트 - 라즈베리파이 <-> 휴대폰 직접 연결 가능 -> 통신 부분... 호버링 기능 안전 착륙 기능 GPS 위치 인식

제어

PID 제어 + 필터 > ESC 필터 - DMP, Complementary Filtering, Kalman Filtering Kalman Filter 는 복잡성에 비해 정확도가 떨어진다고 한다. PID 제어 주기 PWM Update Rate 확인 Pwm 신호 출력 스마트폰 제어 Wire < I2C 라이브러리 기본적으로 모터들이 똑같은 입력을 받아도 출력값이 다를 수 있다 ESC 캘리브레이션 해줘야 되고 사용자의 입력값 Xu xd Yl yr Zu zd 센서의 출력값 AcX,AcY,AcZ GyX,GyY,GyZ I2C 교환 값 센서 값 초기화값 (센서 값들을 시간별로 더한 후 평균값을 구한다) SumAcX baseAcX 센서 계산값 Accel_x = AcX - baseAcX Accel_xz,accel_yz Accel_angle_y,accel_angle_x Gyro_x 센서 보정값

  • 1 필터 (칼만,DMP)
  • 가속도+자이로 값 전달 (안정적으로)
    • -> 센서의 평균값을 구하고 필터 공식을 대입해 출력값 구한다.
  • 2 PID
  • 최종 출력값을 안정되게 보내주는 제어방법
  • K = 사용자가 임의의 값을 넣는 것 같다 (?)
  • P : K _ err -> P= Kp _ err
  • I : K * err의 적분값 -> I+=Ki*err*dt
  • D : K _ err의 미분값 -> D=-Kd_(dInput/dt)
  • P+I+D 값을 ESC에 보내준다.
  • Err = Setpoint - input ( setpoint ? )
  • dErr = err - prevErr -> dInput = input - prevInput
  • Roll,PitchmYaw 각각 PID 값을 구한다.

Roll Pitch Yaw

센서값 초기화 -> 센서 평균값 추출 -> 센서 계산값 -> 필터값 적용 -> PID 적용 -> 모터

부품 구매

드론 제작 시작 라즈베리파이로 똑똑한 드론 만들기 프로젝트

모터 변속기 가속도/자이로 센서 GPS 센서 프레임 전원 공급 배터리 ( 보조배터리 ) - ( 남는 배터리로 보조배터리 제작 ) 라즈베리파이 공기계 휴대폰 ( 카메라 사용 ) 조종용 휴대폰 - 앱 제작 필요

우려되는 점

  1. 라즈베리파이가 모터를 구동할 파워를 가질 수 있는가
  2. 보조배터리로 전원공급이 가능할까

구성 라즈베리파이 - MPU-6500 (칼만 필터,PID 제어) ㄴ 변속기 - 모터 ㄴ 배터리

  • 휴대폰 카메라 ( 그냥 장착 ) MPU-6500 으로 읽은 위치 값을 변속기에 출력값으로 넣어 컨트롤.

호버링 기능 좌표위치 이동 휴대폰 카메라 연동


모터 변속기 센서 프레임 구매 필요 라즈베리파이의 전력 사용 한계값 구하고 그에 맞는 모터와 변속기를 구매한다. 모터는 전체 드론 무게를 고려해서 구매한다. 450mm 급 드론 예상 900g 이내 휴대폰 150g 모터 25g x 4 변속기 배터리 라즈베리파이&센서&배선 100g 이내 프레임 변속기 20A,6A,12A 모터 보다 허용 A 높은 걸로 (최소 5A 더) A(전류)는 모터가 회전하는데 필요한 전류량 낮은 A로 도는 모터는 아마 힘이 약하겠지 모터 속도, 토크, 무게, 전압, 전류, 프로펠러 지름이 크면 속도를 높이거나 낮추기 어려워 좀 더 안정적이다. 배터리는 모터4개의 전류를 모두 공급 해줄수 있는 배터리여야 하는데 모터 변속기 배터리 프로펠러 센서 몸체

V 11 A 2/5 W 25 V 11 A 20 W 28

구상 중.. 킷도 괜찮겠다 싶다.. http://daduino.co.kr/product/detail.html?product_no=1237&cate_no=78&display_group=1

motor reference