머리말 ... ⅲ
0 메카트로닉스 개념 ... 1
   0-1 메카트로닉스 생성배경, 정의 및 구성 ... 1
   0-2 메카트로닉스 응용 ... 4
   0-3 메카트로닉스 진행과정 및 향후 전망 ... 5
1 기초 전기이론 ... 9
   1-1 원자 구조 ... 9
      1-1-1 물질 구성 ... 9
      1-1-2 도체, 부도체, 반도체 ... 10
   1-2 전하(charge : q) ... 12
   1-3 전류(current : l) ... 14
   1-4 전압(valtage : V) ... 16
      1-4-1 전압 정의 및 단위 ... 16
      1-4-2 전압 발생원 ... 16
   1-5 전기회로 구성 ... 18
      1-5-1 회로 구성 ... 18
      1-5-2 개회로(open circuit)와 단락회로(short circuit) ... 20
2 전기회로 및 응용 ... 21
   2-2 직렬회로 ... 21
   2-3 병렬회로 ... 22
   2-4 키르히호프 법칙 ... 23
      2-4-1 전류법칙 ... 23
      2-4-2 전압법칙 ... 24
   2-5 저항 특성 ... 25
   2-6 전력(electric power) ... 27
   2-7 휘스톤 브리지 회로 ... 28
   2-8 응용 소자 및 장치 ... 29
      2-8-1 스트레인게이지(strain gauge) ... 29
      2-8-2 로드셀(load cell) ... 30
      2-8-3 가변 저항기(volume, potentiometer) ... 32
3 자기회로 및 응용 ... 33
   3-1 자기장(magnetic field) 특징 ... 33
      3-1-1 자속(magnet flux) ... 33
      3-1-2 자기장 단위 ... 34
   3-2 전류에 의한 자기장 발생 ... 35
      3-2-1 현상 빌견 및 법칙 ... 35
      3-2-2 응용(motor) ... 36
   3-3 자기장에 의한 기전력 발생 ... 39
      3-3-1 현상 발견 및 법칙 ... 39
      3-3-2 응용(generator) ... 40
   3-4 솔레노이드(solenoid) ... 41
   3-5 응용 소자 및 장치 ... 43
      3-5-1 스피커 ... 43
      3-5-2 벨 ... 43
      3-5-3 홀 센서(Hall senser) ... 44
      3-5-4 전류계(ammeter, moving coil) ... 46
      3-5-5 분류계(shunt) ... 47
      3-5-6 전압계(volt meter, 배율기) ... 48
4 교류회로 및 응용 ... 49
   4-1 교류(Alternating Current : AC) 특징 ... 49
   4-2 교류(AC) 표기 ... 50
   4-3 인덕턴스(Inductance : L) ... 51
      4-3-1 자기 인덕턴스(self-inductance) ... 52
      4-3-2 상호 인덕턴스(mutual-inductance) ... 53
   4-4 변압기(transformer) ... 55
   4-5 LVDT(선형 차동변압기) ... 56
   4-6 와류(eddy current)를 이용한 측정장치 ... 58
      4-6-1 와류의 정의 ... 58
      4-6-2 와류 손실(eddy current loss) ... 59
      4-6-3 와류식 두께 측정기(비접촉식) ... 59
      4-6-4 자기유도식 비접촉 변위기 ... 60
      4-6-5 와류 브레이크(eddy current brake) ... 61
   4-7 캐퍼시턴스(capacitance : C) ... 62
   4-8 R, L, C 특징 비교 ... 67
   4-9 유효전력(real power) ... 67
   4-10 공진(resonance) ... 68
   4-11 필터(filter) ... 71
5 전자 소자 및 응용 ... 73
   5-1 반도체(semiconductor) 특징 ... 73
   5-2 다이오드(diode) ... 75
   5-3 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) ... 77
   5-4 7 Segment(FND) ... 78
   5-5 트랜지스터(transistor) ... 80
      5-5-1 트랜지스터 기본 동작 ... 81
      5-5-2 드랜지스터 읽는 방법 ... 83
      5-5-3 트랜지스터 응용 예 ... 87
   5-6 스위치(switch) ... 93
   5-7 릴레이(relay) ... 94
6 디지털 회로 ... 95
   6-1 디지털(digital) 특징 ... 95
   6-2 2진수(binary digit) ... 97
   6-3 논리 게이트(logic gate) ... 98
      6-3-1 AND 게이트 ... 98
      6-3-2 OR 게이트 ... 99
      6-3-3 NOT 게이트 ... 100
      6-3-4 NAND 게이트 ... 101
      6-3-5 NOR 게이트 ... 103
      6-3-6 Exclusive OR와 NOR 게이트 ... 105
   6-4 가산기(adder) ... 107
      6-4-1 반가산기(half-adder) ... 107
      6-4-2 전가산기(full-adder) ... 108
   6-5 비교기(comparator) ... 109
   6-6 인코더(encoder) ... 112
   6-7 디코더(decoder) ... 114
   6-8 Multiplexer ... 117
   6-9 Digital system 응용 ... 118
      6-9-1 일정량의 약을 채우기 ... 118
   6-10 플립- 플롭(flip-flop) ... 119
      6-10-1 채터링(chattering, bouncing) 제거 ... 121
   6-11 플립-플록 종류 ... 123
   6-12 J-K 플립-플롭 ... 124
      6-12-1 J-K 플립-플롭 응용 ... 125
   6-13 비동기 카운더(asynchronous counter) ... 127
   6-14 동기 카운터(synchronous counter) ... 130
   6-15 레지스터(register) ... 133
   6-16 ROM(Read Only Memory) ... 135
   6-17 RAM(Random Access Memory) ... 137
7 산술연산 증폭기 ... 139
   7-1 산술연산 증폭기 특징 ... 139
   7-2 OP-AMP 종류 ... 141
8 센서 원리 및 응용 ... 147
   8-1 센서 특징 ... 147
   8-2 변환기(transducer) 기능 ... 148
   8-3 센서 분류 ... 149
   8-4 변위(displacement) 센서 ... 152
   8-5 광 센서(Optical sensor) ... 158
   8-6 가스 센서 ... 160
   8-7 초음파 센서 ... 162
   8-8 변형(뒤틀림) 센서 ... 163
   8-9 열전대(Thermocouple) ... 164
   8-10 적외선 센서 ... 165
   8-11 센서 사양(Specification) ... 166
      8-11-1 범위(Range) ... 166
      8-11-2 감도(Sensitivity) ... 166
      8-11-3 분해능(Resolution) ... 166
      8-11-4 선형성(Linearity) ... 166
      8-11-5 정확성(Accuracy) ... 166
      8-11-6 제로 드리프트(Zero drift) ... 167
      8-11-7 히스테리시스(Hysteresis) ... 167
      8-11-8 정밀도(Precision) ... 167
      8-11-9 안정도(Stability) ... 167
      8-11-10 주파수응답(Frequency response) ... 167
      8-11-11 응답시간(Response time) ... 168
      8-11-12 ... 168
      8-11-13 ... 168
      8-11-14 ... 168
9 구동기(Actuator) ... 171
   9-1 구동기 특성 및 종류 ... 171
   9-2 솔레노이드(Solenoid) ... 172
   9-3 모터(Motor) ... 173
      9-3-1 서보 모터(Servo motor) ... 175
      9-3-2 스테핑 모터(Stepping motor) ... 179
      9-3-3 직류 모터(DC Motor) ... 187
      9-3-4 교류 모터(AC Motor) ... 192
   9-4 모터용량 선정 ... 199
      9-4-1 모터 시스템 관계식 ... 200
      9-4-2 관성모멘트 계산 ... 201
      9-4-3 관성모멘트 실제 측정법 ... 202
      9-4-4 등가 관성모멘트의 계산식 ... 204
      9-4-5 관성부하를 가속하는 데 필요한 토크 계산 ... 207
      9-4-6 플라이휠 효과 ... 208
10 제어기(Controller) ... 217
   10-1 제어기(Controller) ... 217
   10-2 마이크로 컴퓨터 구성 ... 222
   10-3 CPU 종류 및 특징 ... 225
   10-4 Bus(버스)의 종류 및 특징 ... 225
   10-5 CPU 연산 실행 절차 ... 226
      10-5-1 fetch cycle(페치 싸이클) ... 227
      10-5-2 execute cycle(실행 사이클) ... 228
      10-5-3 ADD 명령 인출(fetch) 재실행 ... 229
   10-6 Read(cpu입장에서) ... 231
   10-7 쓰기(Write) 실행 절차 ... 232
   10-8 인터페이스(Interface) ... 232
      10-8-1 I／O port(입출력 포트) ... 232
      10-8-2 A／D 변환기 ... 234
      10-8-3 D／A 변환기 ... 236
   10-9 PLC(Programmable Logic Controller) ... 239
      10-9-1 시이퀀스 제어(Sequence Control) ... 239
      10-9-2 PLC의 전체 구성 및 PLC의 내부 동작 원리 ... 240
      10-9-3 PLC 프로그램 ... 245
11 메카니즘(Mechanism) ... 251
   11-1 메카니즘 특성 ... 251
   11-2 운동의 형태 ... 252
      11-2-1 자유도(Degree of Freedoms)와 구속조건 ... 253
      11-2-2 기구학적 연쇄(kinematic chain) ... 257
   11-3 4절 연쇄(four-bar linkage) ... 258
      11-3-1 평행 크랭크 4절 링크장치 ... 259
      11-3-2 비평행 등크랭크 링크장치 ... 260
      11-3-3 레버 크랭크 기구 ... 260
   11-4 캠(cam) ... 262
      11-4-1 캠 기구 정의 및 특성 ... 262
      11-4-2 캠의 종류 ... 263
      11-4-3 평면 캠 ... 263
      11-4-4 입체 캠 ... 267
   11-5 다양한 메카니즘 구성 및 종류 ... 270
부록 1 모터의 용어와 관계식 ... 277
부록 2 산업용 로봇 용어(KS B0067) ... 282
부록 3 수치제어 공작기계의 용어(KS B0125) ... 298