코풀 커뮤니티

영신고 랑수빈

활동 보고서

랑*빈

2024-10-29

1. 실험 목표 아두이노를 사용해 스트로보스코프를 제작하고, 이를 통해 빠르게 움직이는 물체의 정지 또는 느린 움직임을 관찰한다. 이를 통해 스트로보스코프의 원리와 동작을 이해하고, 빛의 주파수와 물체의 움직임 사이의 관계를 실험적으로 확인한다. 2. 준비물 아두이노 보드(예: Uno, Nano 등) LED (고휘도 LED 권장) 저항 (LED 보호용) 가변저항 또는 포텐셔미터 (빛의 주파수 조절용) 버튼 (스트로보스코프 시작 및 정지) 점퍼 케이블 브레드보드 USB 케이블 (컴퓨터와 아두이노 연결) 컴퓨터 (아두이노 IDE 설치) 3. 사전학습 스트보로스코프는 규칙적인 간격으로 강하게 날카로운 빛을 점멸시키는 장치를 의미합니다. 이 기계는 산업부문에서 특히 회전하는 기계의 RPM을 측정하는데 사용됩니다. 또한 고장을 감지하거나 육안으로 확인할 수 있도록 하는 데도 이 장치가 사용되기도 합니다. 일반적으로 사람의 눈은 모든 순간을 감지할 능력이 없으며, 평균 1초당 12프레임을 감지할 수 있습니다. 이러한 특징을 이용하여 일정한 속도로 움직이는 물체에 일정한 주파수의 빛을 비추게 되면, 움직이고 있는 물체를 멈추거나 반대 방향으로 움직이는 것처럼 보이게 할 수 있습니다. 스트로보 효과에서의 주파수는 초당 반복 횟수로 표현하며, 일반적으로 헤르츠(Hz) 단위로 표기됩니다. 예를 들어, 10Hz의 주파수는 1초 동안 10번의 반복을 의미합니다. 즉, 10Hz의 주파수로 스트로보 효과를 적용한다면 1초 동안 10번의 LED가 깜빡인다고 할 수 있습니다. 주파수가 높아질수록 스트로보 효과의 속도가 빨라지며, 낮아질수록 느려집니다. 4. 실험 방법 1. 아두이노를 PC에 연결하여 포트설정이 되어 있는지 확인 합니다. 아두이노의 GND를 브레드보드와 연결합니다. 택트 스위치를 브레드보드에 연결하며, 각각 GND, 2번핀과 3번핀에 연결합니다. 브레드보드에 단색 LED의 짧은 다리 ( - )에 GND와 저항을 연결하며, 긴 다리( + )는 13번 핀에 연결합니다. 아두이노에 5V FAN의 5V, GND에 연결합니다. 아두이노 스케치에 코딩 후 업로드를 클릭해 스트로보스코프 실험을 진행합니다. 2. 코드 작성 및 업로드: 아두이노 IDE에서 LED 깜빡임 주기를 조절할 수 있는 코드를 작성하고 아두이노 보드에 업로드한다. 3. 움직이는 물체 관찰: 일정한 속도로 회전하는 물체에 스트로보스코프를 비추어, 물체가 정지 또는 느리게 움직이는 것처럼 보이는지 관찰한다. 5. 주의사항 LED에 지나친 전류가 흐르지 않도록 적절한 저항을 사용한다. 아두이노 보드의 전원 공급이 안전하게 연결되었는지 확인한다. 스트로보스코프의 빛을 오래 쳐다보지 않도록 주의한다. 빛의 강도가 강할 경우 눈에 피로를 줄 수 있다. 6. 실험 결과 스트로보스코프의 주파수를 조절할 때, 일정한 속도로 회전하는 물체가 정지한 것처럼 보이거나, 역방향으로 회전하는 것처럼 보였다. 이 현상은 스트로보스코프의 주파수와 물체의 회전 속도 사이의 관계에서 발생한 것으로 실험 목표를 성공적으로 달성하였다. 7. 소감 이번 스트로보스코프 실험은 전자공학과 진학을 희망하는 나에게 매우 유익한 경험이었다. 아두이노와 같은 마이크로컨트롤러를 이용해 실제 회로를 구성하고 이를 통해 물리적 현상을 관찰하고 분석하는 과정이 인상적이었다. 특히 LED의 깜빡임 주파수를 조절하며 물체의 움직임을 변화시킬 수 있다는 점에서 전자 회로 설계와 프로그래밍의 결합이 얼마나 강력한 도구가 될 수 있는지 깨달았다. 전자공학을 전공하고 싶다는 마음이 더 확고해졌으며 앞으로도 다양한 전자 회로 설계와 프로그래밍 실습을 통해 더욱 깊이 있는 지식을 쌓고 싶다. 이러한 경험을 통해 이론과 실험이 연결되는 즐거움을 느꼈고, 전자공학의 실질적 응용 가능성을 확인할 수 있어 뜻깊었다.

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