기초이론 및 제품응용/음향카메라(Acoustic Camera)

Norsonic : 음향카메라로 노트북 팬소리 추적 ; Track laptop fan noise with an acoustic camera

cylos 2026. 7. 20. 08:30

진동, 소음 계측기 전문 업체 싸이러스㈜입니다.

오늘은 Norsonic사의 Nor848 Acoustic Camera를 사용하여 싸이러스 사무실에서 측정하고 분석한 “음향카메라로 노트북 팬소리 추적 (Track laptop fan noise with an acoustic camera)“를 소개합니다.

노르소닉사의 Nor848B Microphone Array, 그림 1

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소음 방출이 심한 노트북을 Acoustic Camera(Nor848)를 사용하여 측정을 하여 내용을 정리 후 포스팅하였습니다. 시험 결과를 바탕으로 작성을 하고 포스팅하여 내용에 오류가 있을 수 있습니다.

 

아래 Article의 내용은 아래와 같습니다

1. 측정 장소 : 싸이러스 주식회사 사무실 (경기도 수원시)

2. 측정 목적 : 노트북 냉각 팬의 방사 소음을 측정

3. 측정 일자 : 2021년 10월 ; October 2021

 

Problem (문제)

3년 이상 사용한 노트북은 보통 구입 당시보다 팬소음이 크게 발생을 합니다. 그런데 노트북 한대가 비정상적인 팬소음이 발생하고 있습니다. 동일 시기에 구입한 다른 노트북보다 팬의 소음이 크게 발생하며, 물이 흐르는 소음이 발생하고 있습니다. 노트북에서 소음이 발생하는 위치를 확인하고, 팬 소음을 주파수 분석을 하여 수리가 필요한지 확인을 하였습니다.

 

Measurement (측정)

노트북을 정상 사용과 동일한 위치에 설치를 하고 촬영을 했습니다. 노트북은 초기 부팅 시 팬소음이 크고, 부팅이 완료되면 팬소음이 낮아집니다. 이러한 상황을 측정하기 위해 128개의 마이크가 있는 Norsonic Nor848B 0.4m 음향 카메라를 책상 앞에 직접 설치하여 촬영했습니다. 주변 소음 제거를 위하여 출근 시간 전 또는 출근 시간 후에 측정을 하여 사무실내의 주변 소음 발생을 최소화하였습니다.

노르소닉사의 Nor848B Microphone Array, 그림 2

 

Result (결과) 

첫번째 측정의 결과는 실망스러웠습니다. 측정자는 이미지의 특정 지점을 들을 수 있는 가상 마이크를 사용하여 명확한 차이를 들을 수 있었지만 소스의 색상은 아래 그림3에서 볼 수 있듯이 노트북에서 방출되는 소음과 책상의 왼쪽에서 방출된 소음이 강한 음향 반사를 만들고 있습니다.

소리가 반사되어 음원이 2개로 보임, 그림 3

 

강한 음향 반사는 반사 소음으로 인하여 원치않는 소스의 색상이 만들어 지며, 노트북의 소음 레벨 측정에 영향을 줄 수 있습니다. 그래서, 강한 음향 반사의 영향을 줄이는 것이 좋습니다. 흡음재를 사용하여 왼쪽 반사 면을 덮음으로써 음향 반사가 충분히 흡수되어 관심 소스가 아래 그림4와 같이 시각화 될 수 있습니다.

반사면에 흠음재를 부착하여 음의 반사를 억제한 그림, 그림 4

 

소음의 반사가 없는 측정 환경을 만든 후 노트북 사용 시 청취 되는 소음을 촬영하기 위하여 노트북의 소음을 여러 방법으로 다시 측정하였습니다.

 

1. 노트북의 본체를 받침대를 이용하여 비스듬하게 놓고 측정.

2. 노트북을 세우고 노트북의 바닥에서 방출되는 소음을 측정

3. 노트북을 뒤집어 놓고 노트북의 바닥에서 방출되는 소음을 측정

 

노트북에서 방출되는 소음을 총 세 개의 방법으로 측정 후 분석을 하였지만 노트북 사용 시 청취되는 소음과는 거리가 있었습니다. 그리고 노트북의 설치 환경에 따라서 소음 방출이 다른 것을 알 수 있었습니다.

노트북의 본체를 받침대를 이용하여 비스듬하게 놓고 측정, 그림 5

 

노트북을 세우고 노트북의 바닥에서 방출되는 소음을 측정, 그림 6

 

노트북을 뒤집어 놓고 노트북의 바닥에서 방출되는 소음을 측정, 그림 7

 

노트북의 상면으로 방출되는 소음을 측정

측정 방법을 달리하여 노트북을 평소 사용과 동일하게 위치하고 음향카메라를 손으로 들고 키보드 위에서 측정을 하였습니다. 측정 시 손의 흔들림과 숨을 쉴 때 몸의 움직임으로 영상이 흔들리기는 하였으나 만족할 만한 결과를 얻었습니다.

음향카메라를 들고 노트북의 소음을 측정, 그림 8

 

노트북에서 소스의 색상이 정확하게 표시가 되었으며, 후처리로 분석 시 주파수 변화에 따른 소스의 색상 변화를 볼 수 있었습니다. 그리고 가상 마이크를 사용하여 각종 팬소음을 노트북 컴퓨터를 사용할 때와 동일한 환경으로 정확하게 청취할 수 있었습니다.

팬 소음 소스 위치 및 주파수 분석, 그림 9

 

팬소음이 큰 PC는 팬의 소음 레벨이 약 42.1 dBA이며, 정상 PC의 팬소음은 약 39.4 dBA로 소음레벨의 차이를 확인할 수 있습니다. 그리고 팬소음의 영향을 주는 414 Hz ~ 416Hz의 소음 레벨도 약 20.5 dBA, 18.1 dBA로 차이를 확인할 수 있습니다. 팬소음이 큰 PC 그리고, 정상 PC와 주파수가 비슷한 것으로 보아 두 PC의 rpm이 비슷한 것을 알 수 있습니다. 정상 PC는 소스가 PC 중앙에 있는 것으로 보이며 (실제로는 팬 소음 2개가 합이 되어 중앙에 1개로 보이는 현상이 나타남) 팬소음이 큰 PC는 상단 부 오른쪽에서 소음이 방출되는 것으로 나타납니다.

정상 컴퓨터의 팬 소음 소스 위치 및 주파수 분석, 그림 10

 

팬소음이 큰 PC의 바닥 커버를 제거 후에 PC의 냉각 팬의 위치와 형상을 확인하였습니다. 냉각 팬 1개의 총 날개는 총 31개이며 좌, 우 동일한 팬을 사용했습니다. 손으로 팬을 돌려 확인하니 왼쪽의 팬이 회전할 때 이상 소음이 발생하였습니다. PC 왼쪽의 냉각 팬이 이상 소음의 원인으로 파악이 되었으며, 냉각 팬을 교환하면 정상 소음 PC와 동일한 소음으로 소음이 낮아질 것으로 예측이 됩니다.

컴퓨터의 바닥면에서 커버를 제거한 후 구조, 그림 11

냉각 팬 2개를 볼 수 있음 (왼쪽의 팬이 회전 시 소리가 발생) 

위 그림을 클릭하면 유튜브 동영상으로 이동합니다. 그림 12

 

위의 동영상의 유튜브 주소는 아래와 같습니다.

https://youtu.be/fX-ODjWUMb8

 

자세한 내용을 원하시면 sales@cylos.co.kr, 031-251-1905로 문의를 주시거나, 싸이러스 홈페이지를 참고하시기 바랍니다.

위 그림을 클릭하면, 싸이러스 홈페이지로 이동합니다

 

참고자료 (reference) :

1. 싸이러스 홈페이지 (www.cylos.co.kr)

2. Norsonic사 홈페이지

3. 싸이러스 네이버 블로그 (https://blog.naver.com/cylos_co)

4. 싸이러스 티스토리 블로그 (https://cylos.tistory.com/)

5. Linkedin #노르소닉

 

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