건물 에너지, IT와 여러 가지 글들
파이썬에서 그래프를 그릴 때 많이 사용하는 모듈이 Matplotlib일 것이다. 이 모듈을 사용할 때, 한글을 나타내려면 다음과 같이 하면 된다. 특히 맥을 사용할 경우에 유용하다.
import matplotlib.pyplot as plt #그래프 작성용
plt.rcParams["font.family"] = 'AppleGothic' # 맥에서 한글 출력
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 한글폰트 마이너스 기호 문제numpy를 최대한 활용할 수 있는 함수를 짠다. 단일 변수나 numpy 배열로도 계산을 할 수 있어야 한다.
Numpy Array의 연산은 Broadcast(element-wise)연산으로 이루어진다. Array간의 연산은 각 요소별 연산이 이뤄지며 연산 함수 또는 연산자를 이용한다. Array와 Scalar간의 연산은 Scalar 값이 Array 각 요소별로 계산한다.
아니나 다를까 비베와 마찬가지로 numpy의 arcsin, arccos 함수에서 문제가 발생했다. 삼각함수에 의한 연산을 하다보면, 인자의 값이 -1보다 작거나, 1보다 큰 경우가 발생한다. 이렇게 되면 당연히 arcsin이나 arccos에서는 오류가 발생한다. 이를 해결하기 위하여 강인한 invsin(), invcos() 함수를 짰다.
def invsin(x):
"""
robust arcsin function
이론적 정의역 : -1 <= x <= 1
실제 정의역 : -2 < x < 2
치역 :-pi/2 <= y <= pi/2
"""
arc_sin = np.where(np.abs(np.fix(x))==1, np.sign(x) * np.pi / 2,
np.arctan(x / np.sqrt(-x * x * (np.abs(np.fix(x))!=1) + 1)))
return arc_sin
def invcos(x):
"""
robust arccos function
이론적 정의역 : -1<= x <=1
실제 정의역 : -2 < x <2
치역 : 0 <= y <= 2*pi
"""
arc_cos = np.where(np.abs(np.fix(x))==1, (np.pi * (x<0)),
np.arctan(-x / np.sqrt(-x*x*(np.abs(np.fix(x))!=1)+1)) + np.pi/2)
return arc_cos파이썬으로 이차방정식을 풀어보자.
놀란 점 : 파이썬은 복소수까지 기본적으로 지원한다.
#quadraticeqn.py
# 이차방정식의 해를 구한다.
def solve_quadratic_eqn(a, b, c):
d = (b**2) - 4 * a * c
root_d = d ** 0.5
x1 = (-b + root_d)/(2*a)
x2 = (-b - root_d)/(2*a)
return x1, x2
#end of def
########
a = complex(input("2차항의 계수를 입력하시오-> "))
b = complex(input("1차항의 계수를 입력하시오-> "))
c = complex(input("상수항을 입력하시오-> "))
x1, x2 = solve_quadratic_eqn(a,b,c)
print ("{} 또는 {} 입니다.".format(x1,x2))
쉘 또는 명령어 창에서 실행한 결과는 다음과 같다.
% python3 quadraticeqn.py
2차항의 계수를 입력하시오-> 1
1차항의 계수를 입력하시오-> 1
상수항을 입력하시오-> 1
(-0.49999999999999994+0.8660254037844386j) 또는 (-0.5-0.8660254037844386j) 입니다.
% python3 quadraticeqn.py
2차항의 계수를 입력하시오-> 1+3j
1차항의 계수를 입력하시오-> 2+1j
상수항을 입력하시오-> 5
(-0.9439335302606269-0.7407288955208566j) 또는 (0.44393353026062693+1.2407288955208566j) 입니다.
# 계수가 복소수의 범위까지 확대되었다.|
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Option Explicit Type Point3D '3차원 점의 좌표를 위한 사용자정의자료형 X As Double Y As Double Z As Double End Type Public Sub WriteLineDXF(fileNo As Integer, StartPoint As Point3D, EndPoint As Point3D) Dim DXFCode As Integer 'DXF Group Code Dim DXFValue As Variant 'DXF value ' DXFCode = 0 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = "LINE" Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 8 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = 0 Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 62 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = 4 Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 10 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = StartPoint.X Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 20 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = StartPoint.Y Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 30 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = StartPoint.Z Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 11 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = EndPoint.X Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 21 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = EndPoint.Y Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 31 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = EndPoint.Z Print #fileNo, DXFValue End Sub |
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Sub TestFile() Dim fileName As String, textData As String, fileNo As Integer ' Dim DXFCode As Integer 'DXF Group Code Dim DXFValue As Variant 'DXF value ' fileName = "C:\MyChair.DXF" ' for Mac fileNo = FreeFile 'Get first free file number ' ' Open fileName For Output As #fileNo ' DXFCode = 999 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = "Created by SolarView" Print #fileNo, DXFValue ' DXFCode = 10 Print #fileNo, Format(DXFCode, "@@@") DXFValue = 12.5 Print #fileNo, DXFValue ' Close #fileNo End Sub |
아래 내용은 인터넷익스플로러로 작업한 내용입니다.
아래 글은 Edge에서 작업한 내용임
○ 노후 건축물의 구조 안전성 기반 그린 리모델링 선별기준 개발을 통한 미래 발생 가능 재난(지진, 에너지 대란 등)에 대한 선제적 대응 효과 → 잠재적 재난에 의한 인명 및 재산 피해 최소화
아래 내용은 크롬에서 복사하여 붙인 내용임
○ 노후 건축물의 구조 안전성 기반 그린 리모델링 선별기준 개발을 통한 미래 발생 가능 재난(지진, 에너지 대란 등)에 대한 선제적 대응 효과 → 잠재적 재난에 의한 인명 및 재산 피해 최소화
아래 내용은 firefox에서 복사하여 붙인 내용임.
○ 자연재해(지진) 등을 고려한 그린 리모델링 대상 기존 건축물 표준모델 개발
○ 건물에너지 해석을 위한 최신 표준기상데이터 개발
○ 건물에너지 성능 시뮬레이션에서 활용 가능한 태양광발전시스템 평가방법론 구축
○ BIM 기반 구조/에너지 성능평가 기술 분석 및 활용방안 마련
라즈베리파이의 GPIO에는 아날로그 신호를 처리하는 것이 없다. 그래서 아날로그 신호를 내보내는 대부분의 센서를 처리하기 위해서는 ADC(analog-to-digital converter)가 필요하다. ADC 중에는 MCP3008와 MCP3208 등이 있다. 라즈베리파이와 ADC 간의 통신은 SPI를 이용한다.
다음 웹페이지에는 MCP3008, MCP3004, MCP3208, MCP3204 에 대한 데이터시트에 가까운 정보를 제공하고 있다.
Raspberry PI – Adding analogue inputs using MCP3008, MCP3004, MCP3208, MCP3204
그리고 여기는 spidev 라이브러리를 이용하였다. ADC에서 읽은 값이 해상도가 10비트이면 0~1023, 12비트이면 0~4095라는 것을 알 수 있다.
spidev 라이브러리를 이용하여 https://kalten.tistory.com/46 처럼, 통신 여부를 검토하였더니 잘 작동하지 않아서 RPi.GPIO 라이브러리를 이용하였다.
다음은 신호처리를 위해 작성한 파이썬 코드이다. RPi.GPIO 라이브러리를 이용하였다.
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import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) # MCP3008 칩으로부터 SPI 신호를 읽는다. 8개 센서를 둘 수 있다.(adcnum은 0번부터 7번까지) def readadc(adcnum, clockpin, mosipin, misopin, cspin): if ((adcnum > 7) or (adcnum < 0)): return -1 GPIO.output(cspin, True) # CS핀을 high로 만든다. GPIO.output(clockpin, False) # clock핀을 low로 만든다. GPIO.output(cspin, False) # CS핀을 low로 만든다. commandout = adcnum commandout |= 0x18 # start bit + single-ended bit commandout <<= 3 # we only need to send 5 bits here for i in range(5): if (commandout & 0x80): GPIO.output(mosipin, True) else: GPIO.output(mosipin, False) commandout <<= 1 GPIO.output(clockpin, True) GPIO.output(clockpin, False) adcout = 0 # MCP3008은 10비트의 해상도를 갖고 있다. # MCP3008에서 총 12비트을 읽는다. (=one empty bit, one null bit and 10 ADC bits) for i in range(12): GPIO.output(clockpin, True) GPIO.output(clockpin, False) adcout <<= 1 if (GPIO.input(misopin)): adcout |= 0x1 GPIO.output(cspin, True) adcout >>= 1 # first bit is 'null' so drop it return adcout # adcout는 0부터 1023까지 값을 갖는다. #end of def |
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import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) # MCP3208 칩으로부터 SPI 신호를 읽는다. 8개 센서를 둘 수 있다.(adcnum은 0번부터 7번까지) def readadc(adcnum, clockpin, mosipin, misopin, cspin): if ((adcnum > 7) or (adcnum < 0)): return -1 GPIO.output(cspin, True) # CS핀을 high로 만든다. GPIO.output(clockpin, False) # clock핀을 low로 만든다. 시작한다. GPIO.output(cspin, False) # CS핀을 low로 만든다. commandout = adcnum commandout |= 0x18 # start bit + single-ended bit commandout <<= 3 # we only need to send 5 bits here for i in range(5): if (commandout & 0x80): GPIO.output(mosipin, True) else: GPIO.output(mosipin, False) commandout <<= 1 GPIO.output(clockpin, True) GPIO.output(clockpin, False) adcout = 0 # MCP3208은 12비트의 해상도를 갖고 있다. # MCP3208에서 총 14비트을 읽는다. (=one empty bit, one null bit and 12 ADC bits) for i in range(14): GPIO.output(clockpin, True) GPIO.output(clockpin, False) adcout <<= 1 if (GPIO.input(misopin)): adcout |= 0x1 GPIO.output(cspin, True) adcout <<= 1 # first bit is 'null' so drop it return adcout # adcout는 0부터 4095까지 값을 갖는다. #end of def |
SPI통신을 위한 라즈베리 파이의 GPIO 핀 배치는 다음과 같다.
SPI – Serial Peripheral Interface at Raspberry Pi
https://github.com/RaresPlescan/daisypi/blob/master/sense/mcp3208/adc_3.py
