[python] 파이썬 랜덤값 행렬 생성 (numpy)

랜덤값을 가지는 행렬을 생성해야하는 경우가 있습니다.


0~1 사이의 실수를 균등한 확률로 반환해 주는 함수가 numpy 모듈의 random.rand() 함수입니다. 아래는 샘플 코드입니다.


import numpy as np

randArray = np.random.rand(2, 3)

print(randArray)


rand() 함수의 첫번째 인자는 행의 수, 두번째 인자는 열의 수입니다. 아래는 실행결과입니다.


[[0.22835727 0.27396922 0.05207836]
 [0.62131204 0.98586921 0.95003107]]


끝.


댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

[PLC] PLC 아날로그 입출력 기본

이미지
 PLC 아날로그 입출력 개념 및 결선  아날로그 신호가 PLC로 들어오면 우선 A/D 컨버터(Analog-Digital Converter)를 거치게 됩니다. A/D 컨버터는 아날로그 형태의 신호를 PLC에서 처리 가능하도록 디지털 형태로 변환시켜 줍니다.  PLC에서 다루는 아날로그 신호는 아래와 같은 형태가 있습니다. - 전압(Voltage) - 전류(Current) - 저항(Resistance) 신호의 형태에 따라 신호가 취급되는 값의 범위가 있습니다. 가장 흔히 사용되는 형태는 전류 형태이며 4-20mA 값을 주로 사용합니다. A/D 컨버터가 아날로그 값을 디지털로 변환할 때 사용되는 bit수를 분해능이라 합니다. 일반적으로는 16bit 길이가 사용됩니다. 다시말해 4-20mA 사이의 16mA를 16bit로 쪼개어 표현한다는 의미입니다. 따라서 분해능에 사용된 bit수가 많을수록 더 세밀한 단위를 취급할 수 있습니다. 아래 그림은 4-20mA 출력을 가지는 온도 트랜스미터(temperature transmitter)의 예입니다. 온도 트랜스미터와 온도센서가 연결되어 있습니다. 온도 정보는 트랜스미터에서 섭씨 0~100도로 계량화(calibrated) 됩니다. 즉, 섭씨 0도는 4mA, 섭씨 100도는 20mA가 되는 것입니다. 위 그림에서 온도 정보는 PLC로 바로 들어오지 않고 트랜스미터를 거쳤습니다. 온도 정보를 PLC가 바로 해석하기 보다는 트랜스미터에서 해석하여 전압이나 전류 형태로 변환하여 PLC의 전압/전류 아날로그 카드로 연결됩니다. 만약 트랜스미터가 없다면, 온도센서의 정보를 해석하기 위해 PLC에는 온도입력 모듈이 별도로 필요하게 됩니다. 전압/전류 아날로그 입력카드를 사용하면, 온도센서가 아니더라도 다양한 형태의 아날로그 데이터를 트랜스미터 전압/전류 형태로 취급할 수 있으므로, 좀 더 유현한 구조가 됩니다. 아날로그 입력 모듈의 결선법은 입력 신호가 전압인지, 전류인지에 따라 다릅니다. 전압/전류은 저항과 연...
Read more »

[농사] 실내 식물 재배 조명, 어떤 걸 선택해야 할까?

실내에서 식물을 키우다 보면 자연광 부족 문제를 겪기 쉽습니다. 이럴 때 꼭 필요한 게 바로 **재배용 인공 조명(Grow Light)**입니다. 하지만 종류도 많고 특징도 달라서, 처음 접하는 분들은 어떤 걸 선택해야 할지 막막하실 수 있어요. 이번 글에서는 형광등부터 LED까지 식물 재배용 조명의 종류별 특징과 장단점을 쉽게 정리해드릴게요! 💡1. 형광등 (Fluorescent) 초보자에게 가장 접근성이 좋은 조명입니다. 💰 가격이 저렴 하고 🔌 전기 소모도 적으며 🔥 열도 거의 발생하지 않아 🌱 어린 식물이나 새싹 재배에 적합 합니다. 👉 특히 T5 형광등 은 좁은 공간에서 식물 가까이에 설치 가능 해 실내 채소 키우기에 좋아요. ❗ 단, 빛의 세기가 약해 고광도를 필요로 하는 작물(예: 고추, 토마토)에는 부족할 수 있습니다. 🔆2. 고압나트륨등 (HPS: High Pressure Sodium) 🌺 꽃 피는 작물 이나 열매 작물 에 적합한 고강도 조명입니다. 🌡 열이 많아 추운 겨울엔 난방 효과도 있음 . 💰 가격이 저렴 해서 널리 쓰이지만, ❗ 실내에서 사용할 땐 환기와 냉방이 필수 입니다. 👉 몇 피트 위 에 설치해야 하므로, 천장이 높은 공간 에서 유리해요. 🔷3. 메탈할라이드 & 세라믹 메탈할라이드 (MH / CMH) MH는 푸른빛 위주로 빛을 내며, 식물의 줄기와 잎을 튼튼하게 자라게 해줍니다. CMH는 MH의 업그레이드 버전 으로, 💡 더 효율적이고 💨 열 발생도 적고 💪 생장/개화 모두 커버 가능합니다. 👉 채소나 잎채소류, 허브 키우는 분들에게 적합! 🔴🔵4. LED (Light Emitting Diodes) 최근 가장 인기 있는 조명입니다. ⚡ 전기 소모가 매우 적고 , 🔥 열도 거의 없으며 , 🌈 스펙트럼(빛의 색)을 다양하게 조절 가능 해 거의 모든 작물...
Read more »

전력(kW) 계산하기 (직류, 교류 단상, 교류 삼상)

전력(kW) 계산하기 (직류, 교류 단상, 교류 삼상) 전류(A)와 전압(V)를 알고 있는 경우, 전압원이 종류에 따라 전력(kW)을 어떻게 계산하는지 보겠습니다. DC amps to kilowatts calculation (직류) 직류는 단순히 전류와 전압을 곱하고 1000으로 나누면 kW 단위의 전력을 구할 수 있습니다. P (kW) = I (A) × V (V) / 1000 AC single phase amps to kilowatts calculation (교류 단상) 교류 단상의 경우 역률(Power Factor)를 곱한 뒤, 전류와 RMS 전압을 곱하고, 1000으로 나누면 kW 단위의 전력을 구할 수 있습니다. P (kW) = PF × I (A) × V (V) / 1000 AC three phase amps to kilowatts calculation (교류 삼상) Calculation with line to line voltage (상간 전압 이용시) 교류 삼상의 상간 전압을 이용하여 전력을 구하는 경우, √3과 역률(Power Factor)을 곱하고, 위상 전류(phase current)와 두 활선 사이의 RMS 전압을 곱합니다. 그리고 1000으로 나누어 kW 단위의 전력을 구합니다. P (kW) = √3 × PF × I (A) × V L-L(V) / 1000 Calculation with line to neutral voltage (활선-중립선 이용시) 교류 삼상의 활선-중립선 전압을 이용하여 전력을 구하는 경우, 3과 역률(Power Factor)을 곱하고, 위상 전류(phase current)와  두 활선 사이의 RMS 전압을 곱합니다. 그리고 1000으로 나누어 kW 단위의 전력을 구합니다. P (kW) = 3 × PF × I (A) × V L-N(V) / 1000 끝.
Read more »

[아두이노] 가변저항(Potential Divider)과 전압분배(Voltage Divider)

이미지
위 그림에서 (a)는 전압분배(Voltage Divider), (b)는 가변저항(Potential Divider)입니다. 전압분배는 고정된 두개의 저항으로 구성됩니다. 가변저항은 전압분배와 구조적으로 비슷하나 하나의 저항을 특정 지점을 기준으로 둘로 나누게 되며, 이 특정 지점은 임의로 조절 가능한 구조로 되어 있습니다. 위 그림에서 전압분배나 가변저항 모두 두 저항 사이에 Vd 포인트가 위치하고, 저항 R1, R2 크기를 조절할 수 있느냐 없느냐가 차이점입니다. 전압분배와 가변저항 둘 모두, 직렬로 연결된 두 저항의 크기에 따라 인가되는 공급 전압이 달라지는 원리를 이용하며, 공급전원을 원하는 크기로 출력하기 위해서 사용합니다. 아래 그림은 동일한 저항값을 가지는 R1, R2가 직렬로 연결되어 있는 회로입니다. Vin은 총 전압이고, R1, R2에 나누어 인가됩니다. 결론적으로 Vout은 Vin과 다른 전압을 가지게 됩니다. 각 저항 R1, R2에 얼마의 전압이 인가될지는 두 저항의 상대적인 크기와 총 저항의 크기로 결정됩니다. 그 공식은 아래와 같습니다. 아래 회로를 봅시다. Vin이 5V이고 R1 is 1KΩ and R2 is 10KΩ인 경우 Vout에 인가되는 전압은 얼마일까요?  가변저항은 다양한 저항값을 가진 제품들이 있습니다. 예를 들어 10KΩ 가변저항의 경우 0Ω에서 최대 10KΩ까지 저항값을 변경할 수 있습니다. 그럼 아두이노와 가변저항을 이용하여 LED의 밝기를 조절해 보겠습니다. 우선 가변저항은 아래와 같은 구조를 가집니다. 3개의 핀으로 구성되어 있고, Vref-Ground 핀을 통해서 공급전원을 인가하면 ouput 쪽으로 가변저항에 의해 조정된 출력전압이 인가됩니다. 우선, 아두이노 우노와 220옴 저항, LED를 이용하여 위와 같은 회로를 구성합니다. 그리고 아두이노 IDE를 이용하여 아래와 같이 코드를 입력합니다. const int ledPin = 9;  //pin 9의 PWM 기능을 이용합니다. ...
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 »

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 »

[스마트팜] 아쿠아포닉스에서 pH 제어를 자동화해보자! (Python 활용)

아쿠아포닉스(Aquaponics)를 운영하면서 가장 중요하게 관리해야 하는 요소 중 하나가 바로 pH 입니다. pH가 적정 범위를 벗어나면 물고기, 박테리아, 식물 모두 스트레스를 받고 시스템 전체가 무너질 수 있죠. 그래서 저는 " pH 관리를 자동화할 수 있을까? "를 고민하게 되었고, Python 을 활용해 제어 프로세스를 구현하는 방법을 정리해봤습니다. 1. 기본 pH 관리 프로세스 아쿠아포닉스에서 pH를 관리하는 기본 흐름은 다음과 같습니다. 현재 pH 측정 (센서로) 목표 pH 범위와 비교 pH를 높이거나 낮출지 결정 산성/염기성 조정제 소량 주입 시간을 두고 다시 pH 측정 단순하지만, 사람이 수시로 pH를 측정하고 조정하는 건 상당히 번거롭습니다. 이걸 자동화 하면 훨씬 효율적이겠죠? 2. Python으로 간단한 pH 제어 프로그램 만들기 Python을 이용하면 아주 간단하게 자동 pH 제어 로직을 짤 수 있습니다. # 설정값 TARGET_PH = 7.0 # 목표 pH PH_TOLERANCE = 0.2 # 허용 오차 ±0.2 MAX_DOSING_AMOUNT = 1 # 최대 주입량 (1ml) # pH 센서 읽기 (구현 필요) def read_ph_sensor (): ph_value = 7.5 # 예시 return ph_value # 조정제 주입 함수 def dose_solution ( amount_ml, direction ): if direction == "lower" : print ( f" {amount_ml} ml 산성 조정제 투입") elif direction == "raise" : print ( f" {amount_ml} ml 염기성 조정제 투입") # pH 제어 메인 함수 def cont...
Read more »

[자동화] 안쓰는 안드로이드폰을 활용한 식물 성장 타임랩스 촬영

식물의 성장을 기록하고 싶은데 별도의 카메라를 구매하기 부담스럽다면, 사용하지 않는 안드로이드폰을 활용하는 것이 좋은 대안이 될 수 있습니다. 스마트폰의 카메라를 이용해 일정 간격으로 사진을 촬영하고, 이를 타임랩스 영상으로 변환하는 방법과 FTP 서버로 자동 업로드하는 방법까지 자세히 설명합니다. 1. 안드로이드폰을 타임랩스 카메라로 활용하기 📌 필요한 준비물 안드로이드 스마트폰 (Wi-Fi 연결 가능, 카메라 작동 가능) 삼각대 또는 고정 거치대 (스마트폰을 흔들림 없이 고정) 전원 공급용 충전기 및 케이블 (장시간 촬영을 위해 필수) 타임랩스 촬영 앱 (추천 앱: FrameLapse, Lapse It, Open Camera) 📷 타임랩스 촬영 앱 설정 타임랩스 촬영 앱 설치 : FrameLapse , Lapse It , 또는 Open Camera 같은 앱을 다운로드합니다. 촬영 간격 설정 : 원하는 촬영 간격을 설정합니다. 빠른 성장(예: 새싹): 5~10분 간격 느린 성장(예: 성숙한 식물): 30~60분 간격 해상도 및 저장 형식 선택 : 고해상도를 선택하면 더 선명한 영상이 생성됩니다. 카메라 위치 고정 : 삼각대 또는 벽면 거치대를 사용해 스마트폰을 단단히 고정합니다. 전원 연결 : 장시간 촬영을 위해 스마트폰을 충전 상태로 유지합니다. 촬영 시작 : 설정을 확인한 후 녹화를 시작합니다. 2. 촬영된 이미지를 타임랩스 영상으로 변환하기 스마트폰에서 촬영된 이미지들을 타임랩스 영상으로 변환하려면 PC에서 FFmpeg 또는 동영상 편집 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 🎞 FFmpeg를 활용한 영상 변환 FFmpeg는 무료로 사용할 수 있는 강력한 영상 변환 툴입니다. ffmpeg -framerate 30 -pattern_type glob -i "*.jpg" -c:v libx264 -pix_fmt yuv420p timelapse.mp4 *.jpg : 동일한 폴더에 있는 ...
Read more »

PLC 출력 형태

PLC Output Units PLC 출력 유닛은 보통 3가지 형태입니다: - 릴레이(Relay) - 트랜지스터(Transistor) - 트라이액(Triac) PLC의 출력부에 부하(Load)를 연결하기 전에 부하의 사양을 확인해야 합니다. 부하의 최대 소비전류값이 PLC 출력부의 허용전류 이내인지 살펴봅니다. 릴레이 출력(Relay Outputs) 릴레이 출력은 가장 흔하게 사용됩니다. 릴레이는 정해진 극성이 없고 AC와 DC 모두 사용할 수 있습니다. 트랜지스터 출력(Transistor Outputs) 트랜지스터 출력은 DC전류만 취급할 수 있습니다. PLC는 트랜지스터의 베이스(BASE)에 약한 전류를 흘리므로써 회로가 폐로(Closed)되어 출력 장치로 전류가 흐르게 됩니다. 트랜지스터 출력은 릴레이 출력보다 상대적으로 작은 부하만 사용할 수 있습니다. 만약 사용하고자 하는 부하가 트랜지스터 출력부의 허용범위를 초과한다면 외부 릴레이를 사용하여 간접적으로 부하를 구동시키면 됩니다. 트랜지스터 출력 타입에 따라 NPN, PNP 구분이 있습니다. 또 다른 구분으로는 BJT와 MOSFET이 있습니다. BJT 타입은 MOSFET 타입보다 작은 스위칭 용량을 가지지만 MOSFET보다 빠른 스위칭이 가능합니다. 트랜지스터 출력은 적은 전류를 취급하지만 릴레이보다 속도가 빠르고 수명이 깁니다. 트라이액 출력(Triac Output) 트라이액 출력은 AC 부하만 사용할 수 있습니다. 릴레이 출력보다 속도가 빠르고 수명이 긴 장점이 있습니다. 유도성 부하(Inductive loads)는 동작할 때 역전류(back current)를 가지는 경향이 있습니다. 역전류는 릴레이 출력부에 영향을 미칠 수 있으므로, 다이오드(diode), 베리스터(varistor) 등의 보호회로를 사용하여 PLC 출력부를 보호합니다.
Read more »

[아두이노] 74HC595 시프트 레지스터 연동

이미지
74HC595 Shift register : Serial to Parallel 간혹 아두이노의 핀이 모자라는 경우가 있습니다. 이런 경우 시프트 레지스터가 해결책이 될 수 있습니다. 시프트 레지스터는 시리얼 데이터를 입력받아 여러 핀을 통해 병렬 출력해 주는 기능을 수행합니다. 흔히 사용되는 74HC595 시프트 레지스터와 아두이노를 연동해 보겠습니다. 74HC595는 8비트 데이터 입력, 시리얼입력으로 병렬출력, 그리고 3개의 상태를 가집니다. 다시말하자면 3개의 입력으로 8개의 출력을 제어할 수 있습니다.  74HC595와 반대 역할의 시프트 레지스터도 있습니다. 74HC165은 병렬데이터를 입력으로 받아 시리얼 데이터로 출력합니다. 이는 여러개의 입력 데이터를 적은 수의 핀으로 수집할 때 용이합니다. 74HC595는 두개의 내장 8비트 레지스터를 포함합니다. 첫번째는 시프트 레지스터(Shift Register)입니다. 74HC595에 클럭 펄스가 발생되면 두가지 일이 발생합니다. - 시프트 레지스터의 비트 0~6은 비트 1~7로 이동됩니다. - 클럭 펄스의 상승 에지 시점의 데이터 핀 상태가 비트 0에 저장됩니다. 74HC595의 두번째 레지스터는 저장/레치 레지스터(Storage/Latch Register)입니다. Latch 핀에 신호를 주면 시프트 레지스터의 내용이 저장/레치 레지스터로 복사됩니다. 저장/레치 레지스터는 74HC595칩의 Q A -Q H 핀에 연결되어 있습니다.  아래는 74HC595의 Pinout입니다. 신호선 명칭 위에 바(bar)가 있는 것은 네거티브 로직(negative logic)으로 해당 핀의 신호를 끄면 해당 기능이 동작한다는 의미입니다. - GND : 아두이노의 그라운드(ground) 핀과 연결합니다. - VCC : 아두이노의 5V 핀에 연결합니다. - SER (Serial Input) : 시프트 레지스터로 데이터를 입력하는 핀 - SRCLK (Shift Re...
Read more »