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led

1. 개요 및 역사LED는 전류가 흐르면 빛을 내는 화합물 반도체이며, ‘발광다이오드’라고도 불린다. 화합물 반도체는 2종 이상의 원소로 이루어진 반도체이다. LED는 주로 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), 갈륨질소(GaN) 등으로 만들어지며, 어떤 화합물을 쓰느냐에 따라 LED 빛의 색상이 달라진다. LED는 극성이 있기 때문에 순방향으로 전지를 연결하였을 때에는 전류가 흘러 불이 켜지지만 반대 방향으로 연결하면 불이 켜지지 않는 성질이 있다.1907년 영국의 라디오 엔지니어인 헨리 조셉 라운드는 진공 다이오드의 대체물로 금속-반도체 탄화규소 정류기의 전기적 특성을 조사하던 중, 고체상의 재료에서 빛이 방출되는 현상을 발견하였다. 1962년 Nick Holonyak Jr.는 가시광선 영역의 발광소자를 실현하여 적색 발광 다이오드를 개발하였다. 이후 연구기관은 1990년대 초에 GaN 기반의 재료를 이용한 청색 LED 개발에 성공하였고 이를 바탕으로 뒤따라 녹색 LED와 백색 LED도 개발되었다.2. 특징LED는 에너지 효율이 높지만 전력소모는 적다. LED는 기존 백열등 대비 1/5 수준의 전력만 소비하기 때문에 에너지를 크게 절감할 수 있다. 또한 LED는 1만~5만 시간정도의 장기간동안 사용할 수 있다. 이는 백열등 수명의 15배이상이다. LED는 지구를 보호하는 친환경 기술이다. 환경규제 물질로 지정된 수은을 사용하는 형광등과 달리 LED는 수은을 전혀 포함하지 않아, 이산화탄소가 발생하지 않는다. 또한, 자외선 같은 유해성분 방출이 없어, 우리의 피부까지 보호할 수 있다. 디지털 반도체 소자인 LED는 기존 아날로그 조명과 달리 제어하기 쉽다. 빛의 색상이나 온도, 밝기 등을 제어할 수 있어 빛을 밝히는 광원만이 아니라, 다양한 기능을 갖춘 조명으로 만들 수 있습니다. 또한, 반도체 소자인 LED 칩은 작기 때문에 공간을 절약할 수 있고 여러 디자인을 구현할 수 있다.그러나 LED는 휘도가 높기 때문에 눈이 부셔 직접적으로 보기 어렵다. 그리고 부분교체가 힘들다. 전력을 조명에 맞게 변환해 주는 SMPS가 고장 나면 조명등 자체의 점등이 불가능한 경우가 있다. SMPS 부품이 LED 조명 가격에서 크게 차지하기 때문에, 이 부품이 고장 나면 새로 구입하는 것과 수리 비용이 비슷하다. 그렇기 때문에 LED 조명이 고장 나면 등기구 전체를 교체하는 경우가 많다.3. 구조LED는 LED 칩, 본딩 와이어, 전극 단자, 렌즈, 형광체, 에폭시, 반사 컵, 몰드로 구성되어 있다.4. 발광 원리LED는 전기에너지를 빛에너지로 바꿔주는 '광반도체'이다. 기본적으로 LED는 양(+)의 전기적인 성질을 가진 p형 반도체와 음(-)의 전기적인 성질을 가진 n형 반도체의 이종접합 구조를 가진다. 음의 성격을 띤 n형 반도체와 정공이 많아 양의 성격을 띤 p형 반도체가 얇은 층 형태로 붙어 있다.여기서 순방향으로 전압을 가하면, 수 볼트의 전압으로 전류가 흘러 발광한다. 즉, n층의 전자가 p층으로 이동하여 정공과 결합하면서 에너지를 발산한다는 것이다. 이 때 에너지는 주로 빛이나 열의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산하는 것이 LED이다.n층의 전자와 p층의 정공이 결합하면서 전도대(Ec)와 가전자대(Ev) 사이의 에너지 준위(eV) 차이에 따라 에너지를 발산하는데, 이 에너지 준위 차이인 밴드갭 에너지에 따라서 빛의 색상이 정해진다. 에너지의 차이가 크면 단파장인 보라색 계통의 빛을 나타내고, 에너지 차이가 작으면 장파장인 붉은색 계통의 빛을 나타낸다.또한, LED는 화합물의 재료에 따라 에너지 준위(eV) 차이가 달라지기 때문에 어떤 화합물을 쓰는지에 따라 LED 빛의 색이 달라진다. 아래의 재료를 사용하여 다양한 색의 발광 다이오드를 제작할 수 있다.5. 기술 동향한국에서는 신호등, LED 광고판, 소방시설 등에 쓰이고 있으며 백색 LED이 개발되면서 형광등을 대체할 조명기구로 주목받고 있다. 밝지만 전기료가 적게 들면서도 뜨겁지 않다는 장점으로 인해 라이브 공연장에서 조명으로도 이용되고 있다.최근에는 자동차의 광원으로 긴 수명과 낮은 전력소비, 간단한 구조가 장점인 LED가 주목받고 있다. 또한, 자동차 산업의 내연기관에서 전기차로 바뀌고 있고 전기차는 전력 효율이 중요하기 때문에 에너지 효율이 좋은 LED 장착이 꼭 필요하다. 내연기관차 역시 전력효율이 중요해지면서 LED 적용이 늘어나고 있다. LED는 수명이 길고 전력효율이 뛰어날 뿐만 아니라 개별 조절이 가능하기 떄문에 항상 같은 방향에 같은 광량을 제공해야 하는 헤드램프에 적용 가능하다.또한, 농업에 LED를 적용할 수도 있다. 식물은 빛의 파장에 따라서 생장, 광합성, 발아작용 등에서 영향을 받는다. LED 조명은 빛의 파장을 비교적 쉽게 조절할 수 있어, 식물에게 도움이 되는 최상의 빛을 제공하는 데 효과적이다. 빛의 파장을 이용하여 식물의 맛과 영양소까지 바꿀 수도 있다. 같은 종류의 채소라고 해도 더 쓴 맛을 내거나, 부드럽고 연하게 키울 수도 있다.

공학/기술| 2021.06.30| 4페이지| 2,500원| 조회(286)

LED, LED 특징, LED 구조, LED 개요, 재료공학개론

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자연 속 나노

재미있는 나노 현상목차 재미있는 나노 현상 연잎 상어 전복껍데기 나비날개연잎 연잎은 표면이 젖지않고 먼지나 얼룩없이 늘 청정한 상태를 유지 → ” 연잎 효과 (lotus effect)” 연꽃 속 잎의 초소수성의 결과로 나타나는 자기 청소 특성 먼지 입자는 표면의 미세 및 나노 구조로 인해 물방울에 흡수되어 , 연잎 표면에 물방울이 붙는 것을 최소화 . 연잎 , 갈대 , 튤립 등에서 관찰 재미있는 나노 현상 1연잎 재미있는 나노 현상 1 ① 연잎 표면의 나노돌기 → 연잎의 표면장력이 엄청나게 커 져 물방울이 연잎 표면에 닿지 않음 → ‘ 무수한 나노 돌기들이 연잎 표면에 닿을 수 없도록 떨어진 물방울을 지탱 ’ ② 나노돌기는 물과 서로 겉도는 소수성 연잎 → ' 초소수성 ’ ( 나노 돌기와 물방울의 접촉면적이 아주 작고 각도 가 100 도보다 큼 ) ③ 기름 성분으로 코팅 된 돌기 → 이중방수 효과연잎 나노텍스 ( Nanotex ) 옷 섬유 표면에 소수성을 띄는 나노 고분자 물질로 보푸라기를 만들어 붙여 연잎 효과를 구현 - 방수기능 : 섬유를 장시간 보호 , 통기성 유지 - 오염방지 : 오염물질이 섬유 표면에 침투하지 못하 게 함 , 부분세탁만으로도 오염물질 완벽히 제거 페인트 도포 후 나노 돌기로 덮인 표면만 남고 유기 용매 증발 → 물만 뿌려주면 깨끗해짐 . 재미있는 나노 현상 1상어 ① 상어 지느러미에 있는 ' 리블렛 ’ 이라 불리는 갈비뼈 모양의 미세돌기 가 마찰저항을 감소시킴 ② 미세돌기가 물과 충돌하여 만들어내는 작은 소용돌이들이 표면을 흐르고 지나가는 물줄기를 막아주는 코팅제 역할을 하여 표면 마찰력 감소시킴 재미있는 나노 현상 2상어 수영복 상어 비늘과 같은 돌기가 있는 전신수영복 물의 저항을 덜받고 수영복이 차지하는 면적을 최소화 . 수영복 표면 근처에서 발생하는 물의 작은 소용돌이가 돌기의 윗부분에만 작용 , 상대적으로 좁은 표면에만 표면 저항에 영향을 받게 함 → 표면저항이 줄어들어 기록단축에 유리 , 그러나 2010 년부터 국제대회에서 전면금지 됨 비행기 ( 필름 ) 상어 비늘의 원리를 이용한 필름으로 비행기 표면을 코팅 → 공기저항을 줄여 연료 사용량 감소 비행기 ( 페인트 ) 상어비늘의 원리를 이용한 페인트 → 공기저항을 줄여 연료 사용량 감소 재미있는 나노 현상 2전복 껍질 ① 껍질의 단단함 → 나노 두께의 탄산칼슘층과 고분자층이 겹겹이 쌓인 복합체 ② 껍질의 바깥층과 안층 의 대조되는 구조 → 바깥층 : 수직으로 정렬된 기둥 / 안층 : 수평으로 얇은 판 재미있는 나노 현상 3 바깥 층 : 수직으로 정렬 된 기둥 안 층 : 수평으로 얇은 판전복 껍질 ①전복 껍질에 충격을 가하면 1 차로 바깥층의 칼사이트가 2 차로는 안쪽층의 아라고나이트가 버팀 . ② 버티지 못하는 경우 지그재그 형태의 균열이 생성 → 외부의 힘을 효과적으로 분산시킴 이 과정은 아라고나이트 사이를 연결하는 단백질 층으로 구성된 접착제가 있어서 가능함 . 접착제는 층들을 잡아줌 바깥층은 일직선 형태로 갈라짐 . ( 왼쪽 ) 안층에는 지그재그 형태의 균열이 발생 ( 오른쪽 ) 지그재그 균열을 확대 ( 왼쪽 ) 단백질 층 ( 오른쪽 ) 재미있는 나노 현상 3전복 껍질 나노복합소재 연구분야에 적용 가볍고 튼튼한 방탄복 , 탱크의 외피 , 자동차 , 항공기 , 인공위성 등의 신소재 재미있는 나노 현상 3나비 날개 ①나비의 날개는 색소 없이도 빛을 내는 구조색 과 층층이 쌓인 나노 구조물이 있음 → 햇빛 중에서 특수한 빛만 반사하고 다른 색의 빛은 모두 흡수 ②→이를 ” 광결정 ” 이라 함 ③ 광결정의 기하학적 형태 -- “ 광구조 ” 광결정은 다른 각도에서 보면 약간씩 다른 색으로 보임 재미있는 나노 현상 4나비 날개 ① 해로운 안료 성분 없이 구조색을 이용해 다양한 색을 구현하는 기술로 응용 가능 ② 위조 방지용 홀로그램 ③ 조류 충돌 방지용 구조물 ( 유리창에 구조색을 응용한 나노 구조물 부착 ) ④ 도로표지판 , 스크린 ⑤ 반사형 디스플레이 ( 저전력 , 구조색 응용 ) 재미있는 나노 현상 4감사합니다{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2021.06.30| 13페이지| 2,500원| 조회(176)

나노, 상어, 연잎

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갤럭시 s20, 캐논 eos 90d 스펙조사

갤럭시 s20디스플레이화면크기158.3mm(약 6.23인치)해상도1600 x 720 (HD+) / 2400 x 1080 (FHD+) / 3200 x 1440 (WQHD+)화소밀도556ppi디스플레이 타입20:9 비율 Infinity-O Display 멀티터치 지원 정전식 터치 스크린패널 정보Dynamic AMOLED 2X구현색상 수(색심도)24 bit(16 M)픽셀구조다이아몬드 형태 RG-BG 펜타일 서브픽셀 방식주사율60Hz / 120Hz (WQHD+ 제외)기타고릴라 글래스 6, HDR10+ 지원후면카메라이미지 센서 종류삼성 아이소셀 멀티 S5KGW2 센서 (망원)삼성 아이소셀 패스트 S5K2LD(슈퍼 스피드 듀얼 픽셀 AF) & 소니 엑스모어 RS IMX555 (기본)삼성 ISOCELL S5KGW2 (PDAF)(초광각)이미지 센서 형식CMOS픽셀 크기 / 화소0.8 μm / 6400만 화소 (망원)1.8 μm / 1200만 화소 (기본)1.4 μm / 1200만 화소 (초광각)센서크기1/1.72"(망원) , 1/1.76"(기본) , 1/2.55"(초광각)조리개F2.0(망원) / F1.8(기본) / F2.2(초광각)초점거리(64MP 이미지 센서, 망원카메라 기준)50cm(망원) / 10cm(기본) / 100cm(초광각)화각76°(망원)/ 79°(기본) / 120°(초광각)셔터속도범위1/12000s ~ 30s뎁스비전 카메라없음OIS 지원망원, 기본AF기본(슈퍼 스피드 듀얼 픽셀 기술 활용 위상차검출) / 망원(위상차검출)확대하이브리드 방식의 3배 광학 줌 / 소프트웨어를 통한 최대 30배 디지털 줌슬로우 모션960fps (HD) / 240fps (FHD)촬영초점자동 / 수동손떨림방지전자식 / 광학식사진최대 6400만 화소 사진 촬영동영상HD(30fps) , FHD(30fps) , FHD(30fps) , UHD(30fps) ,UHD(60Fps) , 8K(24fps) 촬영플래시LED해상도비율3 : 4 (9248 x 6936) 64MP3 : 4 (4032 x 302 x 1816) 7.3MP기록가능포맷JPEG, RAW전면카메라이미지 센서 종류삼성 아이소셀 패스트 S5K3J1 센서 / 소니 엑스모어 RS IMX374 센서이미지 센서 형식CMOS픽셀크기 / 화소1.22 μm / 1000만 화소센서크기1/3.2"조리개F2.2화각80º셔터속도 범위1/12000초 ~ 30초AF위상차검출촬영성능초점자동 / 수동손떨림방지전자식 / 광학식사진최대 1000만 화소동영상HD(30fps) , FHD(30fps) , FHD(60fps) , UHD(30fps) , UHD(60fps) 촬영해상도비율3 : 4 (2944 x 2208) 6.5MP6 : 16 (3216 x 1808) 5.8MP1 : 1 (2208 x 2208) 4.8MPFULL (3216 x 1448) 4.6MP기록가능포맷JPEG, RAW메모리RAM12GB LPDDR5 SDRAMROM128 GB UFS 3.0 규격 내장 메모리사용할 수 있는메모리 (GB)103.6외장 메모리 지원micro SDXC (규격상 2 TB, 1 TB 공식 지원)프로세서퀄컴 스냅드래곤 865 SM8250 Platform + Qualcomm Snapdragon X55 5G ModemSIMSIM 개수1SIM 슬롯 타입SIM 1 + MicroSD오디오 /비디오동영상 지원 포맷MP4, M4V, 3GP, 3G2, WMV, ASF, AVI, FLV, MKV, WEBM동영상 지원 해상도UHD 8K (7680 x 4320) @60fps오디오 지원 포맷MP3, M4A, 3GA, AAC, OGG, OGA, WAV, WMA, AMR, AWB, FLAC,MID, MIDI, XMF, MXMF, IMY, RTTTL, RTX, OTA, DFF, DSF, APE생체인식지문인식 - 디스플레이 내장형얼굴인식 - 전면 카메라 인식 방식연결(데이터 전송)PC 싱크Smart Switch (PC version)블루투스 버전Bluetooth v5.0NFC , Wi-Fi Direct예USB 인터페이스,이어잭USB Type-C지원 모드싱글테이크 , 인물 동영상) , 파노라마 , 타이머 , 고속 연속 촬영(최대 100장)3D 스캐너 미지원사용후기 /개선점그동안 보급형 스마트폰을 사용하다가 처음으로 프리미엄 스마트폰으로 넘어왔다.보급형 보다 확실히 카메라의 성능이 뛰어났다. 해상도가 훨씬 뛰어났고, 초점도 적절한 곳에 즉시 잡혔으며, 야간에서도 기존보다 선명하고 밝게 찍혔다. 게다가 보급형에 비해 지원 모드가 많았고, 모드를 사용하여 찍은 사진도 이용하지 않은 사진보다 잘 나왔다. 하지만 사진의 밝기가 현실의 밝기를 잡지 못하여 생동감을 살리지 못하는 것 같아서 아쉬웠다. 그리고 카메라의 센서들의 수가 증가하고 크기가 커져 스마트폰에서 차지하는 면적이 높아져 무심코 렌즈를 손으로 만지게 되는 경우가 많아서 불편했다. 카메라의 성능이 뛰어난 스마트폰으로 바꿨으니 사진을 나의 의도에 맞게 찍기 위해 카메라의 기능을 모두 공부하여 완전히 사용해야 겠다고 느꼈다.캐논 EOS 90D해상도유효 화소수약 3250만 화소최대 해상도6960 x 4640이미지 센서 크기22.3 x 14.8 mm이미지 센서 형식CMOS 센서(듀얼 픽셀 CMOS AF 지원)화면비율3 : 2이미지 프로세서DIGIC 8광학계초점거리초점거리EF-S17-55mm35mm 환산27-88mm셔터형식전자 제어식 포컬 플레인 셔터셔터 스피드1/8000초에서 30초(뷰파인더)1/16000초에서 30초(라이브 뷰)동조속도 : 1/250초조리개F#2.8 – 5.6 IS STM초점방식형식TTL 2차 결상 위상차 검출 방식(전용 AF 센서 사용)AF 포인트최대 45 포인트(올크로스 타입)사용 가능 AF 포인트뷰파인더 : 45개 (크로스 방식)라이브 뷰 : 최대 5,481개(십자키 사용), 자동 선택시 최대 143개AF영역선택모드스팟 AF(수동선택) / 1 포인트 AF(수동선택) / 존 AF(수동선택),대형 존 AF(수동선택) / 자동 선택AFAF 보조광내장 플래시에 의한 연속적인 소발광(범위 : 4.0m)초점밝기범위EV -3 ~ 18(F2.8 대응 중앙 AF 포인트, One점(MF)노출제어프로그램 AE / 셔터 우선 AE / 조리개 우선 AE / 수동 노출지원 감도ISO 100 ~ ISO 25600 / 확장 감도 ISO 51200(H)ISO 감도(권장노출지수)베이직존ISO 감도 자동 설정크리에이티브존정지 사진 촬영: ISO 100-25600 범위에서 자동/수동 설정동영상 녹화 : ISO 100-12800 범위에서 자동/수동 설정HDR 동영상: ISO 감도 자동 설정측광모드뷰파인더 : 약 22만 화소 RGB+IR 측광 센서를 사용한 TTL 개방 측광라이브 뷰 : 이미지 센서에 의한 384분할 실시간 측광측광범위EV 1 ~ 20 (상온, ISO 100)뷰파인더형식아이레벨 펜타프리즘시야율가로/세로 약 100%배율약 0.95배기록계기록 매체SD / SDHC / SDXC (UHS-II 및 UHS-I 카드 지원)기록 가능 포맷RAW(CR3), C-RAW, RAW+JPEG, JPEG기록 화소 수L(Large) : 약 3230만 화소(6960 x 46400)M(Medium) : 약 1540만 화소(4800 x 3200)S1 (Small 1) : 약 810만 화소(2400 x 1600)S2 (Small 2) : 약 380만 화소(2400 x 1600)RAW/C-RAW : 약 3230만 화소(6960 x 4640)기록 가능 매수뷰파인더 촬영: 상온 (+23°C)에서 약 1,860매, 저온 (0°C)에서 약 1,850매라이브 뷰 촬영: 상온 (+23°C)에서 약 510매, 저온 (0°C)에서 약 500매메모리용량SD : 8MB ~ 2TB / SDHC: ~32GB / SDXC: ~2TB /UHS-I : 32GB(표준) / UHS-II : 32 GB(고속)화면 비율3 : 2 / 4 : 3 / 16 : 9 / 1 : 1연속 촬영속도고속 연속 촬영 : 뷰파인더 촬영 시 최대 약 10fps, 라이브뷰 촬영 시 최대 약 11fps저속 연속 촬영 : 최대 약 3fps최대 매수JPEG Large/Fine: 약 57매 (약 58매)RAW: 약 24매 (약 25매)Large/Fine: 약 37매 (약 36매)손떨림 보정렌즈 손떨림 보정 기술, 동영상 디지털 IS 지원플래시내장 플래시수납식 수동 팝업 플래시가이드 넘버약 12 (ISO 100/m)플래시 범위약 17 mm렌즈 화각충전시간3초플래시 측광E-TTL II 오토플래시플래시 노출보정1/3 또는 1/2스톱 단위로 ±3스톱동영상파일 형식MP4기록 화질4K (3840x2160) / Full HD (1920x1080) / HD (1280x720)HDR 동영상: Full HD / 타임랩스 동영상: 4K/Full HD녹화 가능 시간총 약 3시간 30분 (Full HD 29.97p IPB (NTSC) 설정)프레임 레이트4K : (29.97p/25.00p/23.98p) / Full HD : (119.88p, 59.94p, 29.97p) /HD : (59.94p, 50,00p)압축방식표준 (IPB), 라이트 (IPB) (타임랩스 동영상: ALL-I)디스플레이형식TFT 컬러 액정 모니터스크린 크기 및 화소와이드 3.0형 (3:2), 약 104만 화소시야율 (범위)정지 사진 촬영: 가로/세로 약 100% (JPEG Large 설정 시)동영상 녹화: 가로/세로 약 100%각도 조정개방: 약 0 ~ 175°회전: 앞쪽으로 약 0 ~ 90°, 뒤쪽으로 약 0 ~ 180°데이터 전송Wifi(IEEE 802.11b/g/n) & 블루투스 4.1 연결페어링 된 PC로 데이터 전송앱(Camera Connect)으로 원격조작, 동영상 촬영기타접사, 역광보정 지원사용후기 / 개선점언젠가 꼭 dslr을 구입해보고 싶어서 Canon EOS 90D의 사전조사를 해보았다.사전조사를 통해 카메라의 성능을 제대로 알 수 있었다. 아직까지는 스마트폰카메라의 성능이 DSLR을 이기기는 무리라고 생각되었다. DSLR의 기능을 알맞게 사용하여 의도에 맞는 사진을 찍기 위하여 독학을 더 해야겠다고 느꼈다.DSLR이 확실히 스마트폰 카메라보다 색도 선명하게 잘 살리고, 현실의 색과 비슷하게 나타내는 것 같다. 하지만 DSLR 같다.

공학/기술| 2021.06.30| 14페이지| 5,000원| 조회(157)

카메라, 스펙, 스마트폰

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