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스마트시티/빌딩

홈 및 빌딩 제어를 위한 KNX 네트워크 전송 매체(2)

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KNX Sector

전송 미디어로서 파워 시스템

건물 및 빌딩에 대한 제어 및 관리 시스템에 대한 비중이 날로 높아가고 있다. 냉난방은 물론 조명, 환기, 접근 통제 제어 등에 대한 비용과 이들을 최적의 조건으로 통합 제어하는 방안이 새로운 과제로 부각되고 있다. 또한 끊임없이 증가하는 에너지 사용을 최적화하는 방안도 적극 모색중이다. 이에 건물 및 빌딩 제어를 위한 개방형 표준 네트워크인 KNX(KONNEX)가 부각되고 있다.

230V 파워 시스템(파워라인 KNX)은 KNX 시스템에서 더 많은 전송 미디어로서 사용될 수 있다.

이미 시장에 도입된 ETS 프로그램은 파워라인 KNX에 의해 사용될 수 있다. 이는 버스 케이블을 분리하여 부설할 필요가 없다. 모든 KNX 파워라인은 외부 컨덕터와 중성(neutral) 컨덕터의 연결에만 필요하다. 파워라인 KNX 어플리케이션은 리트로피팅(retrofitting) 또는 재설치 두 분야에서 모두 찾아볼 수 있다. 장치의 차원 및 동작은 이미 잘 알려진 트위스트 페어(TP) KNX 구성요소와 대부분 부합한다.

파워라인 KNX는 관련된 유럽 기준, 특히 일련의 DIN EN 50065(3 kHz 내지 148.5 kHz 의 주파수 범위내에 저전압 전기 네트워크에 걸친 신호 전송)와 일련의 DIN EN 50090(홈 및 빌딩 전자기 시스템 HBES(Home and Building Electronic Systems))에 부합한다.

분리 가능하고, 부가적인 버스 라인을 설치할 필요가 없거나, 여러 가지 이유로 시스템이 존재하는 것이 가능하자 마자, 존재하는 230/240 파워 네트워크는 새로운 전망을 내다보며 개방한다.

토폴로지

전송 미디어로서 파워라인 KNX 을 갖춘, KNX 시스템은 라인과 에리어에 계층적 구조를 제공한다.

(1) 라인
최소 인스톨레이션 유닛은 라인이다. 이것은 최대 255 개의 장치로 구성될 수 있다.

토폴로지는 대개 버스 케이블 미디어의 토폴로지와 부합한다. 파워 서플라이는 분리할 필요가 없다. 왜냐하면 장치의 서플라이는 230 V 인스톨레이션 네트워크로부터 직접 실행되기 때문이다. 모든 장치는 외부 컨덕터와 중립 컨덕터를 필요로 한다.

파워라인 KNX 는 현재 케이블 길이에 대한 어떠한 제한도 가지고 있지 않다.

(2) 에리어
파워라인 KNX 라인은 트위스트 페어에서 사용된 라인 커플러를 시스템 커플러로 교체함으로써 트위스트 페어 라인으로부터 생성된다. 파워라인 KNX 장치는 230 V 파워 네트워크에 연결된다. 시스템 커플러의 연결은 공지된 트위스트 페어 메인 또는 백본 라인을 통해 실행된다. 단지 라인 미디어만이 순수 트위스트 페어 인스톨레이션과 상이하다.

따라서, 최대 15 개의 파워라인 KNX 라인은 최대 15 메인 라인상에 255 버스 장치로 실행될 수 있다. 개별적인 에리어 사이에 물리적 분리는 밴스-스톱 필터(band-stop filter)의 도움으로 수행된다.

전송 기술

원래 형태의 230V 와이어링 시스템은 정보를 전달하려는 것이 아니므로, 파워라인 KNX 시스템은 기존 시스템의 조건에 적합해야만 한다. 전기 통신 의미로서, 이 시스템은 전송 방식, 임피던스 및 삽입된 인터페이스는 널리 알려지지 않은 개방형 네트워크이다. 파워라인 KNX 의 전송 프로세스는 최선의 전송 신뢰도를 가지도록 디자인된다.

고주파 신호를 위한 파워 시스템의 한정되지 않은 개방형 전송 특성에도 불구하고, 파워라인 KNX 는 신뢰할 만한 빠른 데이터 전달이 가능하게 한다. 시스템은 절반 이중 오퍼레이션(half duplex operation)으로 양방향으로 동작한다 : 각각의 장치는 메시지를 송신하고 수신한다.

고주파 신호가 데이터 전달을 위해 현재 파워 시스템(230/50 Hz)에 삽입된다. 파워라인 KNX은 전송을 EN 50065에 따라서 주파수 대역을 사용한다. 95 내지 125 kHz 대역에서, 주파수는 105.6 kHz(논리 1)와 115.2 kHz(논리 0)에 있다. 이러한 기술은 SFSK(Spread Frequency Shift Keying)으로 디자인 된다. 최대 전송 레벨은 116dB(μV) 이다. 전송률은 1,200bit/s(baud) 이고, 텔레그램의 전송 시간은 대략 130ms가 걸린다. 이러한 전송 프로세스에 의해, 시스템은 모든 전형적인 네트워크 조건하에서 높은 수준의 신뢰성을 보증한다.

수신된 신호는 샘플 비교 기술과 인텔리전트 수정 프로세스를 사용하여, “복구”될 수 있다 – 심지어 전송 도중에 폴트가 발생했더라도. 텔레그램이 올바르게 이해되었다면, 수신자에 의해 송신자를 인정하게 된다. 이로써, 전송 프로세스는 종결된다. 트랜스미터가 응답을 수신하지 않았으면, 프로세스를 반복한다.

버스 억세스

분배된 버스 억세스 절차 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)은 파워라인 KNX 를 위한 버스 억세스에 사용된다. 버스 장치가 전송 프로세스를 시작하기 전에, 다른 장치가 벌써 텔레그램이 송신되었는지를 검사한다. 두 개의 버스 장치가 동시에 전송한다면, 불일치가 검지되고 전송 프로세스는 버스 장치 모두를 정지한다. 장치 내 랜덤 발생기는 텔레그램의 반복이 상이한 시간에 시작되어 어떠한 불일치도 발생하지 않는 것을 보장한다.

텔레그램 구조 및 어드레싱

파워라인 텔레그램은 대략 다음의 2 부분으로 나눌 수 있다.
*코어는 트위스트 페어의 경우와 같은 동일한 텔레그램 콘텐트이다.
*TP 텔레그램은 미디어-특정 보정물에 삽입된다.

트레이닝 필드
트레이닝 필드는 트랜스미터와 리시버의 동기화에 사용된다. 비트 시퀀스는 정확하게 0101 로 정의된다.

프리앰블 1 + 2
프리앰블 1 + 2는 텔레그램이 송신되었는지 나타내는 리시버용 시작 신호이다. 두 프리앰블의 콘텐트는 동일하다 : 1011 0000(B0).

시스템 ID
복수의 파워라인 KNX 인스톨레이션은 시스템 ID를 경유하는 신호화에 의하여 분리될 수 있다. 동일한 시스템 ID를 가지는 장치만이 서로 통신할 수 있다.

이 값은 1 에서 255 사이에 있다. 시스템 ID는 더욱이 더 커진 파워라인 KNX 인스톨레이션을 세팅하는 중요한 역할을 한다. 하나 이상의 시스템 커플러가 앞서 설명한 바와 같이 KNX 인스톨레이션에서 사용된다면, 복수의 파워라인 KNX 신호 범위가 있다.

각각의 신호 범위는 그 자신의 시스템 ID를 갖는다.

글_ 오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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스마트기계

인피니언, 산업용 저전력 모터 드라이브용 고성능 IPM CIPOS™ Maxi 출시

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인피니언, 모터 드라이브용 IPM CIPOS™ Maxi

인피니언 테크놀로지스(코리아 대표이사 이승수)는 자사의 지능형 전력 모듈(IPM) 제품군에 새로운 제품을 추가했다. CIPOS™ Maxi IM818 시리즈는 다양한 전력 및 제어 소자들을 통합하여 신뢰성을 높이고 PCB 크기와 시스템 비용을 최적화한다. CIPOS™ Maxi는 1200V IPM으로는 업계 최소형인 DIP 36x23D 패키지로 제공되며 동급 최고의 전력 밀도와 성능을 제공한다.

회사측은 CIPOS Maxi가 HVAC(난방, 환기, 냉방) 시스템의 모터, 펌프, 팬, 능동 PFC 애플리케이션의 저전력 드라이브에 사용하기에 적합하다고 밝혔다. 이 제품은 최대 1.8kW 전력 정격으로 5A 및 10A 제품들로 구성되었다.

인피니언, 모터 드라이브용 IPM CIPOS™ Maxi

인피니언, 모터 드라이브용 IPM CIPOS™ Maxi

IM818 시리즈는 절연형 듀얼-인-라인 몰드 하우징을 채택함으로써 열 성능과 전기 절연이 우수하다. 까다로운 디자인의 EMI 요건과 과부하 보호 요구를 충족한다. 보호 기능에 더해서 별도의 UL 인증 온도 서미스터를 내장하였다. 또한 CIPOS Maxi는 견고한 6채널 SOI(Silicon-On-Insulator) 게이트 드라이버를 포함하여 데드 타임 기능을 사용해서 트랜션트로 인한 손상을 방지한다.

또한 모든 채널에서 저전압 록아웃 기능과 과전류 셧다운 기능을 제공한다. 또한 다기능 핀을 사용해서 다양한 용도에 따라서 설계 유연성을 높인다. 하측 이미터 핀을 액세스하여 모든 위상 전류 모니터링을 할 수 있으므로 디바이스를 손쉽게 제어할 수 있다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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ST마이크로일렉트로닉스 테세오-LIV3F 모듈, 테세오 III 위성 항법 수신기 활용 지원

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ST logo

ST마이크로일렉트로닉스, 검증된 테세오 III 칩 활용하는 사용이 편리한 GNSS 모듈 출시

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 보다 폭넓은 설계자 커뮤니티에 테세오 III(Teseo III) 위성 항법 수신기를 활용할 수 있도록 테세오-LIV3F(Teseo-LIV3F) 모듈을 출시했다. 이 모듈은 애플리케이션 개발을 가속화하는 필수 기능을 탑재하고, 최대 16M 비트의 플래시 메모리를 추가해 백업 배터리 없이도 펌웨어 업데이트나 데이터 로깅이 가능하다.

자동차 및 산업 분야 전문가들로부터 높은 평가를 받고 있는 ST의 테세오 III 다중 위성(Multi-Constellation) 수신기는 높은 정확도와 빠른 응답시간, 낮은 전력소모 특성을 모두 갖추고 있다. 테세오-LIV3F 모듈을 이용하면 내부적으로 방대한 RF 전문성을 갖추지 못한 제조업체 및 소규모 엔지니어링 팀들도 테세오 III의 장점을 활용해 산업 및 컨슈머 시장 부문에서 새로운 제품을 개발할 수 있다. 즉, 차량 추적기, 드론, 도난방지 장치, 애완동물 위치 탐지기를 비롯해 차량관리, 요금징수, 차량공유, 대중교통 등의 서비스용 시스템을 개발할 수 있다.

테세오-LIV3F는 애플리케이션 개발을 간소화하면서도 163dBm의 트래킹 감도와 1.5m의 포지셔닝 정확도(CEP), 저전력 동작(대기모드 시 17µW, 트래킹 시 75mW) 등의 고성능을 제공한다. 또한, FCC 및 CE 인증으로 제품 테스트를 간소화하고 시장 출시 시간을 단축한다.

사용이 편리한 18핀, 9.7 x 10.1mm의 이 모듈은 테세오 III 수신기와 더불어 온칩 전력관리, UART 및 I2C 인터페이스와 함께 플래시 메모리, 매우 안정적인 TCXO(Temperature-Controlled Crystal Oscillator), 32kHz RTC(Real-Time Clock)를 갖추고 있다. 모듈과 함께 제공되는 문서 및 툴에는 STM32 마이크로컨트롤러로 모듈을 구동하는 데 필요한 모든 C 코드가 포함되어 있으며, 데이터 로깅, 주행기록계, 지오펜싱(Geo-Fencing)을 사용해 부가 기능을 개발하도록 지원한다.

다중-위성 기술의 유연성을 통해 GPS, GLONASS, 갈릴레오(Galileo), 베이더우(Bei Dou) 위성 항법뿐만 아니라 태평양 지역의 QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)까지 액세스할 수 있기 때문에 전 세계적인 고장 방지(failure-Resistant) 기능을 갖춘 견고한 내비게이션을 구현할 수 있다. 이 모듈은 고속 TTFF(Time To First Fix)에 위성을 사용할 수 없는 경우, 위성궤도 데이터를 가져와 무료로 서버에 액세스할 수 있는 자율 STAGPS®(ST Assisted GPS®) 및 서버 기반 보조-GNSS를 비롯한 지원 모드를 제공한다. 미국, 유럽, 일본, 동남아시아, 인도의 SBAS(Satellite-Based Augmentation Systems) 및 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 차동 GPS를 비롯해 정확도를 향상시키는 표준화된 보강 시스템도 지원한다.

테세오-LIV3F는 현재 18핀 LLC 디바이스로 구매 가능하다.

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자이트로닉, 대구시 스마트시티 키오스크에 터치 센서 공급

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자이트로닉(Zytronic)의 고성능 투영 정전 용량 방식 터치 센서를 기반으로 하는 새로운 “스마트 시티” 키오스크

SK텔레콤과 큐보스, 한국의 스마트 시티 키오스크에 Zytronic 터치 센서 지정

한국 최대 통신사인 SK텔레콤과 디지털 사이니지 전문기업 큐보스(QVOSS)가 자이트로닉(Zytronic)의 고성능 투영 정전 용량 방식 터치 센서를 기반으로 하는 새로운 ‘스마트 시티’ 키오스크 네트워크를 설치했다. 한국에서 4번째로 큰 도시인 대구시에 구축된 키오스크는 도시 재난 관리 기반 시설의 일부이다. 화재, 홍수 또는 지진과 같은 주요 긴급 상황이 발생했을 때 공공의 정보를 제공하며, 그 외 시간에는 대구시 뉴스 및 위치 안내를 제공한다.

자이트로닉(Zytronic)의 고성능 투영 정전 용량 방식 터치 센서를 기반으로 하는 새로운 “스마트 시티” 키오스크

자이트로닉(Zytronic)의 고성능 투영 정전 용량 방식 터치 센서를 기반으로 하는 새로운 “스마트 시티” 키오스크

한국에서는 자이트로닉의 파트너인 DTH가 대구 시내 야외 장소에 설치되는 10개의 키오스크를 위해 최신 ZXY500 컨트롤러로 작동되는 맞춤형 55인치 Zybrid® 멀티 터치 센서를 큐보스에 공급했다. 이 프로젝트는 새로 출시된 자이트로닉 ZXY500 컨트롤러의 첫 번째 상업용 출시 중 하나로서 폭을 극도로 좁힌 베젤 디자인과 강력한 80-포인트 멀티 터치 성능을 가능하게 해준다.

큐보스의 전조희 부장은 “폭을 극도로 좁힌 베젤 때문에 우리가 전체 화면 면적을 최대한 활용할 수 있어서 자이트로닉의 가장 최신 컨트롤러를 채택하고 싶었다. 자이트록닉의 매우 신뢰할만한 터치 기술과 DTH의 뛰어난 현지 지원 및 노하우의 결합은 아주 강력할 뿐만 아니라 성공적인 프로젝트 수행에 핵심”이라고 언급했다. 그는 또 “대구시가 분지에 위치해 있기 있기 때문에 여름에는 무덥고, 장마철에는 축축하고, 겨울에는 춥다. 자이트로닉의 터치 기술은 이러한 광범위한 조건 모두에서 신뢰할 만하다.”고 말했다.

대구시청의 담당관은 “새로운 컨트롤러를 사용한 이 초대형 자이트로닉 터치 스크린은 소형 스마트폰과 동일한 사용자 경험을 제공한다고 생각한다. 또한 무인 관리 장소 및 어떠한 환경 조건 하에서도 터치 센서가 신뢰할 만 하게 작동하는 능력은 대단히 인상적이다.”라고 말했다.

자이트로닉의 이안 크로스비 영업 및 마케팅 이사는 “대구의 스마트 시티 키오스크는 광역도시 기반시설의 필수적인 부분이며 시민들과 방문객들에게 정보를 제공하고 일상 생활에 대한 지원을 한다. 거기에다 공공 안전 공지를 신속하게 전달하는 것이 긴요한 긴급 상황에서 중요한 역할을 한다. 자이트로닉 터치 기술은 20년 이상 가장 까다로운 무인 관리 및 셀프 서비스 애플리케이션 그리고 다양한 환경 조건 하에서도 안정적으로 작동한다는 것을 증명했기 때문에 대구시의 키오스크에 이상적인 솔루션이다.”라고 말했다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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