안녕하세요, AI 기반 예지보전 솔루션 모터센스입니다.
지난번에는 모터센스 How it works 에 대해 알아봤습니다.
만약 해당 게시글을 보지 않았다면, 아래의 링크를 참고해 주세요.
오늘은 MotorSense의 진동 센서에 대해 알아보고자 합니다.
AI는 기계 학습을 통해 주어진 데이터를 분석하고 예측합니다.
AI가 올바른 결과를 도출하기 위해서는 무엇보다 정확한 데이터를 입력하는 것이 가장! 중요합니다. 근간이 되는 데이터가 정확하지 않거나 신뢰할 수 없다면, 제아무리 AI의 분석 기술이 뛰어나다 한들 그 결과를 신뢰할 수 없겠죠.
MotorSense의 인공지능은 진동 데이터를 기반으로 모터 상태를 진단하고 고장을 예측합니다. 따라서 분석의 바탕이 되는 모터 진동을 정확하게 수집하고 측정하는 것이 중요한데요.
실제 공장에서 진동을 측정하면 현장의 여러가지 소음과 불필요한 진동이 섞여 데이터가 부정확해집니다. 때문에 그간의 포스팅에서 소개드린 바와 같이 노이즈 필터링 등 후보정 기술을 이용해 분석에 필요한 모터 진동만을 추출해 데이터 신뢰성을 높이기 위해 노력하고 있죠. 정밀하게 추출한 데이터에 객관적인 AI 분석의 결합이야말로 MotorSense의 정확도의 비결입니다
오늘 포스팅에서는 바로 이 데이터를 측정하는 진동 센서에 대해 자세히 알아볼게요.
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센서 디자인: 피타고라스의 황금비율
흔히 첫 인상을 쉽게 잊지 못한다고들 하죠. 이를 전문용어로 ‘초두효과(Primacy Effetct)’ 라고 하는데요. 처음 제시된 정보 또는 인상이 나중에 제시된 정보보다 더 깊이 각인되는 현상을 말합니다.
얼핏 보기엔 그냥 작고 까만 상자일 뿐인 MotorSense도 ‘좋은 첫 인상’을 드리기 위해 나름의 고민을 거쳐 만들어졌답니다.
그림 1. Node size compared credit card size
사람에게 가장 완벽하고 조화롭게 느껴진다는 1.618:1의 비율을 ‘황금비(Golden ratio)’라고 합니다. 신용카드가 바로 이 황금비에 따라 만들어진 사물의 대표적인 사례인데요. MotorSense 센서에도 바로 이 황금비가 적용되어 있습니다. 사용자에게 안정적이고 믿음직한 느낌을 드리기 위한 것이죠.
MotorSense는 기능과 심미성, 두 마리 토끼를 모두 잡은 센서를 만들기 위해 황금비 외에도 많은 노력을 기울여 왔는데요. 시작품부터 현재까지 어떤 변화를 거쳤는지 함께 살펴볼까요?
MotorSense Node: 과거부터 현재까지
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그림 2. Node history
MotorSense의 초기 진동 센서는 벽돌만한 크기였습니다. 다양한 설비와 장소에 부착하기에는 한계가 명백했죠. 이를 극복하기 위해 여러 버전을 거치며 사이즈를 줄이는 데 집중했고, 다섯 번째 버전에 다다른 지금은 손 안에 쏙 들어오는 크기가 되었습니다 . 덕분에 작은 모터나 좁은 공간에도 부착할 수 있게 되었고, 적용할 수 있는 기계 종류나 산업 현장의 범주도 더욱 넓어졌습니다.
최신 업그레이드: 무선 진동 센서 Node 1.5
그림 3. Node 1.4 & Node 1.5
위 사진은 무선 진동 센서 Node 1.4 버전(뒤)과 1.5 버전(앞)입니다.
얼핏 비슷해 보이지만, 잘 들여다 보면 한 가지 달라진 점이 있는데요. 바로 센서 상부 버튼이 새로 생긴 것입니다. Node 1.5 버전은 이전 버전들과 달리 이 센서 상부 버튼을 통해 사용자가 직접 센서 세팅을 조작할 수 있습니다. 잠깐, 그런데 무슨 세팅이 필요할까요?
Node 센서는 진동을 측정할 뿐만 아니라 측정한 진동 데이터를 클라우드(또는 서버)로 전송하는 역할도 맡고 있습니다. 데이터 전송에는 센서 내부의 Wi-Fi 모듈이 사용되는데요, 때문에 처음 설치할 때는 센서와 Wi-Fi를 연결해주는 작업이 필요합니다. 기존 센서는 이 세팅 버튼이 내부에 있어 한 번 조립하고 나면 다시 조작하기 불편했습니다. 이를 외부로 노출시킨 것이 Node 1.5 버전입니다. 센서를 조립하고 설치한 후에도 필요할 때마다 세팅을 변경할 수 있게 했죠 :)
그런데 잠깐, ‘무선 센서’가 있다면 혹시 ‘유선’도 있지 않을까요?
출시 예정: 유선 진동 센서, Probe
그림 4. Probe Demo (유선 진동 센서)
유선 진동 센서, 곧 출시됩니다. 이름은 Probe예요
Probe는 무선 센서 사용이 어려운 특수한 환경에서 사용하기 위해 개발되었습니다. Node 1.5보다 센서 크기가 훨씬 작아 더 다양한 환경에 부착할 수 있다는 점이 특징인데요. 그 외에도 자랑할 만한 점이 많답니다.
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장점 1 : Trigger 기능
Probe의 가장 큰 특징은 원하는 시점에 진동을 측정할 수 있는 Trigger 기능입니다. 설비와 센서를 유선으로 연동하고, 설비의 Trigger를 받으면 측정이 이루어지는 방식입니다. 만약 설비에서 Trigger를 줄 수 없다면 외부에서 Trigger를 연결하여 측정할 수 있습니다.
이 기능을 사용하면 설비가 작동하지 않을 때 센서도 측정을 하지 않게 해서 에너지를 절약할 수 있습니다. 또한 원하는 시점에 센서가 측정을 시작하기 때문에 보다 선별되고 정확한 데이터를 수집할 수 있습니다. 다수의 동일한 설비를 동시에 측정하고 비교 분석할 수도 있어 매우 유용합니다.
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장점 2 : 무선 통신이 제약된 환경에서도 사용 가능
유선 통신 방식이기 때문에 무선 통신이 불가능한 공간이나 철 등 금속 소재로 둘러싸인 실내 등 특수한 환경에서도 사용이 가능합니다.
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장점 3 : 배터리 제약 없음
무선 센서의 경우 내장된 배터리를 전원으로 사용하는데요. 터널이나 하수 처리장, 장비 내부와 같이 배터리 교체가 어려운 장소, 또는 너무 춥거나 더워서 배터리를 사용할 수 없는 환경이 있습니다. 이러한 극한 환경에서는 배터리 제약이 없는 유선 센서 Probe가 제격이죠.
설비와 환경에 따라 알맞은 타입의 센서를 선택한다면, 모니터링의 범위를 획기적으로 넓힐 수 있습니다. 보다 다양한 산업 현장에 적용할 수 있는 솔루션을 만들기 위해 끊임없이 노력하는 MotorSense의 발전을 앞으로도 기대해 주세요
Specifications (Update 23.06.05)
제품
Node 1.5 | Probe (출시 예정) | Dock (출시 예정) | |
제품 분류 | 무선 진동센서 | 유선 진동센서 | 유선 데이터 수집기 |
통신 방식 | 무선 (Wi-Fi 2.4GHz) | 유선 (RS485) | 유선 (RS485, Ethernet) |
센서 | 3축 MEMS 가속도계 | 3축 MEMS 가속도계 | - |
성능
샘플링 속도 | ~3.2kHz | ~3.2kHz | - |
주파수 응답 | ~1.0kHz | ~1.0kHz | - |
가속도 범위 | ~12g | ~12g | - |
제품 사양
제품 크기 | 49 x 32 x 27 mm | 32 x 21 x 16 mm | 110 x 70 x 30 mm |
제품 무게 | 50g | 70g | 250g |
전원 공급 | 배터리 (3~5년 지속) | 유선 | 유선 |
기타 정보
제품 구성 | 단독 | Probe&Dock | Probe&Dock |
동작 온도 | -40℃ ~ 70℃ | -40℃ ~ 85℃ | -40℃ ~ 85℃ |
방수 방진 | IP67 | IP67 | IP67 |
인증 | KC, FCC, CE, IDC, SIRIM | - | - |
Probe의 상세 정보는 향후 변경될 수 있습니다.
지금까지 MotorSense의 진동 센서에 대해 알아봤습니다.
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