[GNU Octave - 무료 매트랩] 벡터 셔플 (뒤섞기, Shuffle, 랜덤순열)

벡터의 요소들을 랜덤하게 섞어 보려고 합니다.


우선 샘플 데이터를 입력합니다.

>> a = [3.14 5 2.718 4]
a =

   3.1400   5.0000   2.7180   4.0000


numel() 함수로 벡터의 사이즈 N를 얻고 randperm() 함수로 1~N 사이 숫자로 이루어진 랜덤순열을 구합니다. 순열에 중복된 숫자는 없습니다. 결과적으로 샘플 데이터의 인덱스의 랜덤순열인 셈입니다.

>> ind = randperm (numel (a))
ind =

   1   3   2   4


이제 인덱스의 랜덤순열로 샘플 데이터 벡터를 조회하면 됩니다.

>> b = a(ind)
b =

   3.1400   2.7180   5.0000   4.0000


끝.

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

공압 속도 제어: 미터인 vs 미터아웃

이미지
Understanding Flow Controls: Meter-In vs Meter-Out 에어실린더에 작용하는 힘은 압력조절기(pressure regulator)에 의해 결정됩니다. 그리고 피스톤이 움직이는 속도는 속도제어(flow control) 밸브를 통해 이루어집니다. 실린더의 각 포트마다 속도제어 밸브가 설치되어 인출과 인입 속도를 제어하게 됩니다. 아래는 속도제어 밸브의 구조입니다. 위 그림에 대한 기호는 아래와 같이 표기됩니다. 미터아웃(Meter-Out) 방식의 실린더 속도제어 아래 그림은 미터아웃 방식에 대한 도식입니다. 미터인(Meter-In) 방식의 실린더 속도제어 아래 그림은 미터인 방식에 대한 도식입니다. 끝.
Read more »

3상 모터 전력에서 전류 계산하기 (How to Convert Three-Phase Power to Amps)

3상 모터의 전력값에서 전류값을 계산하기 위해서는 모터의 정격전압(voltage)과 역률(power factor)을 알고 있어야 합니다. 역률은 실제 전압과 그 전압으로 인해 흐르는 전류 사이의 지연정도를 의미합니다. 이런 정보는 모터의 명판에 대부분 기재되어 있습니다. 3상 모터의 정격전압값과 전류값이 주어진 경우 전력을 계산하는 공식은 아래와 같습니다. W (watts) = V (volts) x I (amps) x 1.732 x power factor 위 식에서 전류값을 구하는 공식을 유도하면 아래와 같습니다. I = W / (V x 1.732 x power factor) 전력에는 3가지 타입이 있습니다. 유효전력 (Active Power)는 와트 (Watt) 단위이며 전기소자에 의해 실제로 소비된 전력을 의미합니다. 무효전력 (Reactive Power)는 VAR (Volt-ampers reactive) 단위이며, 유도형 모터 (inductive motor)나 변압기 (transformer), 솔레노이드가 무료전력을 저장 또는 방출합니다. 피상전력 (Apparent Power)는 인가되는 AC 전압과 총 전류의 곱이며, 유효전력과 무효전력의 합이기도 합니다. 유효전력과 피상전력의 관계는 다음과 같습니다. 1kVA = 1kW / power factor 또는, 1kW = 1kVA x power factor 즉, 전기소자가 실질적으로 소비하는 유효전력은 전기소자에 인가되는 피상전력과 전기소자의 역률의 곱으로 해석할 수 있습니다.
Read more »

3선 결선식 센서의 타입 PNP, NPN

이미지
원문:  https://www.schneider-electric.co.uk/en/faqs/FA142566/ 산업용 근접센서는 대부분 반도체 부품으로 만들어집니다. 근접센서에서, 트랜지스터와 같은 반도체 부품은 물체의 근접을 감지하게 되면 출력을 스위칭(출력을 내보내거나 차단) 하는데 사용됩니다. 3선 결선 방식의 센서는 회로와 트랜지스터 구성방식에 따라 PNP 타입과 NPN 타입으로 나눌 수 있습니다. 한가지 중요한 점은 PNP, NPN 타입의 구분은 센서가 NO(normally open) 타입인지, NC(normally closed) 타입인지와는 상관이 없다는 것입니다. PNP, NPN 타입 센서 모두 NO, NC 접점을 가질 수 있습니다. PNP, NPN 타입 중 무엇을 선택해야 하나? PNP, NPN 센서 타입 중 어떤 것을 사용할 지는 센서가 사용될 회로의 환경에 달려 있습니다. 릴레이를 사용하는 전통적인 회로 구성방식에서는 아래와 같이 PNP, NPN 센서를 사용할 수 있습니다. PNP 방식은 센서의 출력선을 릴레이 코일의 +단자에 결선합니다. NPN 방식의 센서는 출력선을 릴레이 코일의 -단자에 결선합니다. NPN 방식보다는 PNP 방식이 많이 사용되고 있습니다. PLC를 이용하는 환경에서 센서의 타입을 선택하는 경우에는 PLC 입력카드의 타입에 유의해야 합니다. PLC 입력카드에는 입력카드의 입력단자로 전류가 흐르는 sink타입과, 입력카드 입력단자에서 전류가 나가는 source타입 두가지가 있습니다. PNP 타입의 센서를 사용하는 경우 sink 타입의 입력카드를 사용하고, COM단자에 -전원을 인가합니다. 그리고 센서의 출력부를 입력카드의 입력단자에 연결합니다. NPN 타입의 센서를 사용하는 source 타입의 입력카드를 사용하고, COM단자에 +전원을 인가합니다. 그리고 센서의 출력부를 입력카드의 입력단자에 연결합니다. PNP 타입의 센서가 많이 사용되므로 덩달아 sin...
Read more »

[PLC] 서보 모터 브레이크 결선, 왜 릴레이 터미널을 써야 할까?

이미지
[실무 가이드] 서보 모터 브레이크 결선, 왜 릴레이 터미널을 써야 할까? 서보 앰프 브레이크 배선 예시 (ex. MINAS-A6B 시리즈) 서보 시스템을 설계하거나 시운전(Try Run)을 할 때 가장 빈번하게 발생하는 사고 중 하나가 서보 드라이버의 출력 포트 소손 입니다. "그냥 24V 신호니까 브레이크에 바로 연결하면 안 되나?"라는 의문에서 시작해, 가장 안전하고 똑똑한 결선 방법까지 정리해 봅니다. 1. 서보 드라이버 출력(X4)의 한계: "생각보다 약하다" 대부분의 메이저 서보 드라이버(Panasonic, Mitsubishi 등) 출력 포트는 최대 정격이 30V 50mA 내외입니다. 반면, 모터 브레이크를 해제하는 데 필요한 전류는 소형 모터 기준 약 300~400mA 에 달합니다. 결론: 직접 연결하는 순간 정격의 6~8배가 넘는 전류가 흐르며 드라이버 내부 트랜지스터가 즉사합니다. 2. 해결사: 릴레이 터미널 선택의 기술 드라이버 보호를 위해 중간에 '릴레이'라는 다리를 놓아야 합니다. 이때 어떤 보드를 쓰느냐가 시스템의 안정성을 결정합니다. 브레이크 OFF 신호는 X4 커넥터의 핀 1, 2번을 사용해서 배선합니다. BRK-OFF-(2번 핀)에 DC24V의 0V를 연결하고 BRK-OFF+(1번 핀)을 릴레이 코일의 -단자에 연결합니다. 그리고 릴레이 코일의 +단자에는 DC24V+를 연결합니다. 중요한 점은 브레이크 코일용 DC 파워서플라이와 제어용 DC 파워서플라이는 별개의 것을 사용하는 것이 권장사항입니다. ① 소비전류를 체크하라 (앰프 보호) 범용 릴레이(HR7 등): 코일 소비전력이 약 0.9W(37.5mA)로, 드라이버 정격(50mA)에 너무 바짝 붙어 있어 위험 마진이 적습니다. 슬림 릴레이 터미널(R4T-YC, R4T-16P-S): 소비전력이 약 110~120mW (약 10mA) 수준입니다. 드라이버 정격의 20%만 사용하므로 매우 안전합니다. ② 유도성 부하(브레이크)에 강...
Read more »

공압회로 기호

이미지
공압제어에서 방향제어밸브는 핵심요소입니다. 공압회로에서 방향제어밸브를 의미하는 기호에는 밸브의 상세한 내용이 표현됩니다. 기호는 엑츄에이터의 종류, 위치(position)의 개수, 공기가 흐르는 경로(flow path) 그리고 포트(ports)들에 대한 정보를 포함합니다. 공압회로에서 방향제어밸브 기호를 읽는 방법에 대해서 간략히 정리합니다. 밸브(Valve) 기호 대다수의 밸브 기호는 아래 그림과 같이 기본적으로 3가지 항목은 포함하고 있습니다. 엑츄에이터는 밸브의 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는 역할을 합니다. position & flow box들은 밸브가 어떻게 동작하는지 묘사합니다. 모든 밸브는 최소한 두개의 position을 가지고, 한 position당 최소 하나 이상의 flow path를 가집니다. Position & Flow Boxes position & flow box는 밸브의 이동가능한 위치를 나타냅니다. box안의 화살표는 flow path를 의미합니다. 위 그림은 두개의 box를 가지고 있으며, 왼쪽 엑츄에이터가 동작하지 않는 상태에서는 오른쪽 box의 flow path가 적용됩니다. 왼쪽 엑츄에이터가 동작하면 엑츄에이터 가장 가까이 있는 왼쪽 box의 flow path가 적용됩니다. 밸브는 한 시점에 하나의 position 상태에만 머물러 있씁니다. 위 그림은 솔레노이드와 리턴스프링이 양쪽에 있는 형태의 밸브입니다. 양쪽에 있는 리턴스프링은 두 솔레노이드 모두 활성화되지 않는 경우 밸브를 가운데 position으로 위치시키는 역할을 하게 됩니다. 위 그림에서는 엑츄에이터가 동작하지 않으면 air flow가 없게 됩니다. 이런 형태의 밸브는 실린더를 점진적으로 제어하는데 흔히 사용됩니다. 포트(Ports) box내 end point 개수가 곧 포트 개수입니다. Figure 2C에서 5개의 포트가 확인됩니다. 배출용 포트는 간혹 소음기나 flow control va...
Read more »

제너 다이오드에 저항을 연결하는 이유

이미지
Why do we connect a resistor before a Zener diode? 아래 회로를 통해 저항의 크기를 변화시키면 어떠한 패턴이 발생하는지 살펴보겠습니다. 아래 그림에서 3개의 병렬회로에는 각각 12V가 인가됩니다. 그리고 동일한 제너 다이오드가 연결되어 있고 각각의 제너 다이오드 앞단에 60R, 6R, 0.6R 저항이 연결되어 있습니다. 그림에서 알수 있듯이 저항의 값을 줄이면 제너 다이오드에 걸리는 전류값이 증가합니다. 제너 다이오드에 흐르는 전류가 증가하면 덩달아 제너 다이오드에서 소비전력이 높아질 것이고, 과열로 인하여 다이오드가 손상될 것입니다. 따라서 제너 다이오드 앞단에 연결된 저항은 다이오드에 과전류가 흐르는 것을 막기 위해 사용합니다. 아래 데이터시트를 통해 좀더 구체적인 예를 들어 보겠습니다. 첫번째 항목인 P D 는 손실전력을 의미합니다. 위 시트상 P D =500mW입니다. 제너 전압 V Z 가 결정되어 있다면 아래 조건을 만족하도록 저항을 선택해야 합니다. 예를 들어 제너 전압이 V Z =5.1V 인 경우, 아래와 같이 최대 전류를 구할 수 있습니다. 이제 98mA를 초과하지 않도록 적절한 저항을 선택하여 제너 다이오드 앞단에 연결해 주면 됩니다. 끝.
Read more »

[스마트팜] PLC와 프로세스 제어, 그리고 온실 환경제어

  🌿 PLC와 프로세스 제어, 그리고 온실 환경제어: 자동화의 만남 현대 농업이 단순한 재배를 넘어 스마트팜 으로 진화하면서, **PLC(Programmable Logic Controller)**와 프로세스 제어(Process Control) 기술이 핵심 요소로 떠오르고 있습니다. 특히, 온실 환경제어 는 이 두 기술의 융합을 통해 놀라운 효율성과 생장 최적화를 달성할 수 있습니다. 이 글에서는 PLC가 프로세스 제어에 어떻게 활용되며, 그것이 온실 제어 시스템에 어떻게 연결되는지 쉽게 풀어보겠습니다. 🧠 PLC란 무엇인가? PLC는 공장 자동화, 생산 라인, 환경제어 등 다양한 분야에서 사용되는 산업용 컴퓨터 입니다. 센서에서 입력을 받고, 프로그래밍된 로직에 따라 액추에이터(모터, 히터, 펌프 등)를 제어하는 역할을 합니다. 📌 PLC의 주요 특징 높은 내구성 (고온, 습기, 전기적 노이즈에 강함) 실시간 제어 가능 다양한 프로그래밍 언어 지원 (LD, FBD, ST 등) 타 장비와 통신 연동 (MODBUS, OPC 등) ⚙️ 프로세스 제어란 무엇인가? Process Control 은 온도, 압력, 유량, 농도, pH 와 같은 연속적인 물리량을 일정한 목표 수준으로 유지하도록 제어하는 기술입니다. 이는 발전소, 화학공장, 정유설비는 물론, 온실과 같은 생명 기반 시스템에도 필수적입니다. 📌 대표적인 제어 기법 PID 제어: 가장 보편적인 연속 제어 방법 MIMO 제어: 여러 입력-출력 간 상호작용을 고려 모델 예측 제어 (MPC): 미래 상태 예측 기반 제어 🌱 온실 환경제어와 프로세스 제어 온실은 그 자체로 작은 생명공학 공정 이라 볼 수 있습니다. 식물의 최적 생장을 위해 온도, 습도, CO₂ 농도, 광량, 토양 수분 등을 정밀하게 제어해야 하죠. 이때, 프로세스 제어가 핵심 역할을 합니다. 예: 겨울철 온실 자동 제어 시스템 센서 제어 대상 동작 방식 온도...
Read more »

[스마트팜] 농업과 수학, 그 특별한 연결고리

  📐 농업과 수학, 그 특별한 연결고리: 미적분학이 농사를 바꾸다 최근 농업은 단순한 재배를 넘어, 데이터와 과학, 그리고 수학에 기반한 정밀 농업(Precision Agriculture) 시대로 진입하고 있습니다. 그 중심에는 미적분학 을 포함한 수학적 사고가 자리하고 있죠. 이번 글에서는 농업에 수학이 어떻게 활용되는지 , 그리고 이와 관련된 영문 서적 들을 소개해 드립니다. 🌱 농업에 수학이 쓰이는 5가지 방법 1. 작물 생장 모델링 작물은 일정한 속도로 자라지 않습니다. 초기에는 느리게, 이후 급속히 성장한 뒤 다시 완만해지는 로지스틱 성장곡선 을 보입니다. 이 곡선은 미분을 통해 생장 속도 , 적분을 통해 총 생장량 을 계산할 수 있습니다. 예측 가능한 생장 모델은 수확 시기 , 투입 자원 최적화 등에 핵심적입니다. 2. 비료 및 수분 최적화 작물의 양분 흡수량이나 수분 필요량은 시간에 따라 변합니다. 도함수 를 통해 순간적인 필요량을 파악하고, 적분 을 통해 일정 기간 동안의 누적 필요량을 계산할 수 있습니다. 정확한 모델은 낭비 없는 농업을 가능하게 만듭니다. 3. 정밀 농업과 환경 데이터 분석 드론 이미지나 위성 데이터로부터 지형의 기울기, 일조량, 습도 등을 수학적으로 분석합니다. 지형의 기울기 계산 에는 미분이, 누적 일조량, 강수량 분석 에는 적분이 필수적으로 활용됩니다. 4. 스마트팜 자동화 제어 시스템 하우스 온도, 수분, 양액 공급 등은 센서 데이터를 기반으로 자동 제어됩니다. 이때 핵심은 제어 이론 , 특히 PID 제어기(P: 비례, I: 적분, D: 미분). 수학 없이 작동하지 않는 영역입니다. 5. 병해충 예측 및 데이터 기반 의사결정 작물 상태, 날씨, 토양 데이터 등을 기반으로 예측 모델 을 구성합니다. 예를 들어, 온도 변화율이 급격하면 병해충 발생 확률이 올라갈 수 있죠. 이러한 분석에는 미분과 통계적 모델이 함께...
Read more »

[FA] 제어반 회로설계 : Power Circuits External, 필드배선 터미널

이미지
  🔧 산업 제어반 외부 배선 터미널 사이즈 및 전선 선정 기준 (UL 508A & NEC) 산업 제어반에서 외부 부하(모터, 히터, 조명 등)로 전력을 전달하기 위한 **Field Wiring(현장 배선)**은 안전성, 허용 전류, 단락 보호 기준 에 맞게 설계되어야 합니다. UL 508A 및 NEC 2008에서는 외부 배선에 연결되는 터미널의 사이즈 및 전선 규격 에 대해 명확한 기준을 제시하고 있습니다. ✅ 1. 기본 원칙: 터미널은 부하의 125% 전류를 감당해야 함 📗 NEC 2008, Art. 215.2(A)(1) "현장 배선용 터미널은 부하 전류의 125%를 기준으로 설계되어야 하며, 최소 AWG #14 (2.1 mm²) 이상이어야 한다." 예시 : 부하 전류가 30A인 경우, 터미널은 30A × 1.25 = 37.5A 를 처리할 수 있어야 함 AWG #14 보다 가는 전선은 허용되지 않음 ✅ 2. 비사전조립(non-pre-fabricated) 전선 전용 터미널이어야 함 "터미널은 나사형(busbar 등)에 압착 커넥터(crimp terminals)를 함께 사용하는 것을 금지한다." 즉, 현장에서 단선 또는 연선을 바로 체결 가능한 구조 여야 하며 압착 단자+나사 조합은 사용 금지 반드시 UL 인증을 받은 단자 블록 을 사용해야 함 ✅ 3. 여러 모터 또는 복합 부하 계산 📗 NEC 2008, Art. 430.22 & 430.24 "여러 모터 또는 모터 + 다른 부하가 있는 경우, 가장 큰 모터의 FLA × 125% + 나머지 부하 전류를 합산해야 한다." 부하가 많아질수록 총 전류는 크게 증가 → 전선과 터미널 사이즈도 이에 따라 결정됨 ✅ 4. 조명/히터 부하도 포함해야 함 📗 UL 508A, Article 28.3 "조명이나 히터 부하가 있다면 해당 부하도 125%로 계산해 ...
Read more »

[PLC] 접지(지락) 사고와 단락의 차이점 (The Difference Between a Ground Fault and Short Circuit)

이미지
단락이란? (Defining a Short Circuit) 흔히 쇼트(short)라고 불리우는 단락은 전기가 원래 흐르는 경로에서 벗어나 저항이 거의 없거나 아예 없는 곳으로 흐르는 것을 의미합니다. 전선 피복 안쪽의 심이 다른 선과 접촉하게 되는 경우 발생합니다. 단락이 되면 낮은 저항으로 인해 순간적으로 많은 양의 전류가 흐르게 됩니다. 결과적으로, 차단기가 떨어지고 (trip) 전류 흐름이 차단되게 됩니다. 단락은 원래 전류가 흐르는 경로를 무시하고 저항이 적은 짧은 경로를 통해 전류가 흐르게 되므로, 이런 현상을 "short circuit"이라고 합니다. 위 그림에서 붉은색은 핫라인 (Hot line)이고 파란색은 중성선 (Neutral line)입니다. 단락이란, 핫라인에 해당하는 선 하나가 중성선과 접촉하게 되는 것을 의미합니다. 예를 들어, 기기나 제어반 내부에 결속되어 있던 선이 헐거워 지거나, 손상되어 두 선이 접촉하게 될 수 있습니다. 또는 전선 피복이 감당하지 못할 만큼의 전류가 흘러 전선 피복이 녹아 내림으로써 전선 안쪽의 심이 노출되면서 단락이 발생할 여지를 만들 수도 있습니다. 단락이 위험한 이유는 전류가 핫라인과 중성선 사이를 넘어가면서 생기는 아크현상이나 불꽃이 화재를 유발시킬 수 있기 때문입니다. 차단기를 사용하면 단락이나 과전류를 감지하여 전류를 차단할 수 있습니다. 또는 아크차단기를 이용하여 아크를 감지 및 전류를 차단할 수도 있습니다. 접지결함 (Defining a Ground Fault) 접지결함이란 위 그림에서 붉은색의 핫라인에서 초록색의 접지선 (Ground)를 통해 비정상적인 방향으로 전류가 흐르는 경우를 말합니다. 기술적으로는 접지결함은 단락의 한 종류로 볼 수 있습니다. 접지결함이 발생하면 단락과 마찬가지로 차단기가 떨어(trip)져 전류 흐름이 차단됩니다. 접지결함은 전선의 핫라인이 접지선과 접촉되거나, 기기 내부에서 떨어져 나온 핫라인이 전도체 재질의 기기 케이스...
Read more »