• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.37 no.5C
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• pp.393-402
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• 2012

In this study, we propose a signal processing algorithm to measure the arousal level of a human subject using a PPG(Photoplethysmography) sensor. From the measured PPG signals, the arousal level is determined by PPI(Pulse to Pulse Interval) and discrete-time signal processing. We ran psychophysical experiments displaying visual stimuli on TV display while measuring PPG signal from a finger, where the nature landscape scenes were used for restorative effect, and the urban environments were used to stimulate the stress. However, the measured PPG signals may include noise due to subject movement and measurement error, which results in incorrect detections. In this paper, to mitigate the noise impact on stimulus detection, we propose a detecting algorithm using digital signal processing methods and statistics of measured signals. A filter is adopted to remove a high frequency noise and adaptively designed taking into account the statistics of the measured PPG signals. Moreover we employ a hysteresis method to reduce the distortion of PPI in decision of emotional. Via experiment, we show that the proposed scheme reduces signal noise and improves stimulus detection.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.411-412
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• 2013

최근 UV LED는 생화학 및 의료 산업에서 많은 각광을 받고 있다. 특히, 360nm 이하의 파장대를 갖는 UV LED는 치료 기술, 센서, 물이나 공기 등의 정화와 같은 목적으로 특별한 관심이 쏠리고 있다 [1]. 이러한 지속적인 연구를 통하여 현재까지 UV LED는 거대한 성장을 이루어 왔다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고, 360 nm 이하의 UV LED는 여전히 오믹 접촉과 전류 분산이 원활하지 못하다는 문제점을 가지고 있다. 이것은 UV LED의 외부 양자 효율을 감소시키고, 더 나아가 극도로 낮은 광 추출 효율을 초래한다. 최근 이러한 문제를 해결하고자, 투명 전도성 산화물(TCO)을 금속 전극과 p-AlGaN 사이에 삽입해주는데, 현재 가장 널리 사용되는 TCO 물질은 ITO 이다 [2]. 하지만 ITO 물질은 상대적으로 작은 밴드갭(3.3~4.3 eV)과 단파장 빛이 가지는 큰 에너지로 인하여 deep-UV 영역에서는 빛이 투과하지 못하고 대부분 흡수된다 [3]. 따라서 본 연구에서는 기존의 박막형 ITO 투명 전극에 비해 투과도 손실을 최소화할 수 있는 mesh, grid 기반의 투명전극을 연구하였다. Fig. 1과 같이 $5{\mu}m$, $10{\mu}m$, $20{\mu}m$ 간격으로 이루어진 mesh, grid 구조의 투명전극을 구현하여 투과도 손실을 최소화하면서 우수한 전기적 특성을 확보하기 위한 구조 최적화 연구를 진행하였다. 본 연구를 위해 mesh, grid 구조의 ITO 전극 패턴을 photolitho 공정으로 형성하였으며, e-beam 증착법으로 60 nm 두께의 ITO 전극을 형성 후 질소 분위기/$650^{\circ}$에서 30초 동안 RTA 공정을 진행하였다. Fig. 1에서 볼 수 있듯이 mesh, grid의 간격이 증가할수록 투명 전극이 차지하는 면적이 감소하여 투과도는 향상되는 반면, 투명 전극과 p-GaN과의 접촉 면적 또한 감소하므로 오믹 특성이 저하된다. 따라서 투과도 손실을 최소화하면서 우수한 전기적 특성을 확보하기 위해 mesh는 $20{\mu}m$, grid는 $10{\mu}m$ 간격의 구조로 각각 최적화하였다. 그 결과 박막 기반의 ITO 투명전극 대비 최대 약 10% 향상된 투과도를 확보하였으며, I-V Curve 결과를 통하여 p-GaN 기판과 mesh 구조의 ITO 전극 사이에 박막 기반의 투명 전극과 비슷한 수준인 $0.35{\mu}A(@5V)$의 전기적 특성을 확보하였다. 결과적으로 mesh, grid 기반 투명전극의 구조 최적화를 통하여 p-GaN과 원활한 오믹 접촉을 형성하는 동시에 기존 박막형 ITO 투명 전극 구조보다 높은 투과도를 확보할 수 있었다.

• Composites Research
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• v.32 no.6
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• pp.301-306
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• 2019

Triboelectric nanogenerator (TENG) is one of the energy harvesting methods in spotlight that can convert mechanical energy into electricity. As TENGs produce high electrical output, previous studies have shown TENGs that can power small electronics independently. However, recent studies have reported limitations of TENG due to air breakdown and field emission. In this study, we developed a triboelectric nanogenerator that utilizes the metal-to-metal surface contact to induce ion-enhanced field emission and electron avalanche for electrons to flow directly between two electrodes. The average peak open-circuit voltage of this TENG was measured as 340 V, and average peak closed-circuit current was measured as 10 mA. The electrical output of this TENG has shown different value depending on the surface charge of surface charge generation layer. The TENG developed in this study have produced RMS power of 0.9 mW, which is 2.4 times higher compared to conventional TENGs. The TENG developed in this study can be utilized in charging batteries and capacitors to power portable electronics and sensors independently.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.34 no.4
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• pp.277-282
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• 2014

Recently, much attention has been paid to nonlinear ultrasonic technology as a potential tool to assess hidden damages that cannot be detected by conventional ultrasonic testing. One nonlinear ultrasonic technique is measurement of the resonance frequency shift, which is based on the hysteresis of the material elasticity. Sophisticated measurement of resonance frequency is required, because the change in resonance frequency is usually quite small. In this investigation, the nonlinear electromagnetic acoustic resonance (NEMAR) method was employed. The NEMAR method uses noncontact electromagnetic acoustic transducers (EMATs) in order to minimize the effect of the transducer on the frequency response of the object. Aluminum plate specimens that underwent three point bending fatigue were tested with a shear wave EMAT. The hysteretic nonlinear parameter ${\alpha}$, a key indicator of damage, was calculated from the resonance frequency shift at several levels of input voltage. The hysteretic nonlinear parameter of a damaged sample was compared to that of an intact one, showing a difference in the values.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.97-97
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드 로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기 베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.66 no.8
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• pp.1285-1290
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• 2017

In this paper, we developed a core module of the steering system to control and operate the outboard ship with the automatic steering system, and implemented it as a complete integrated system. In particular, this paper presents the problem of the rudder sensor used in the existing system and implements the contactless rudder sensor as an improvement. In the case of existing rudder sensors, there is a problem that safety operation and economic loss of the ship operation is caused by malfunction due to immersion during use in outboard vessels. However, the proposed rudder sensor is separated from the rotary shaft to constitute a contactless type, and a circular magnet is fixed so that the rotating value can be detected and used by the Hall sensor to completely solve the flooding problem. As a result of the characteristic test, the voltage value from 1.8V to 3.2V was obtained between $-35^{\circ}$ and $+35^{\circ}$ degrees and satisfied the reference value. The proposed rudder sensor was mounted on the outboard ship, and all the performance of controller system were checked. According to the system proposed in this paper, it satisfies the Korean Standard Specification, which defines the speed of convergence in 30 seconds by switching from left to right in 7 seconds. We also confirmed that automatic steering was performed by comparing the compass sensor with the destination in the integrated controller at the start-up.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.45 no.5
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• pp.12-20
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• 2008

RFID(Radio frequency indentification) technology, that the reader detect the tag information attached on the objects without contact, is considered the kernel of realizing tile Ubiquitous Sensor Network. Particularly, because there are lots of tags(which the reader have to detect) in the UHF RFID system(that is applied at the Logistic & Distribution industry). In the UHF RFID system the negative effects, we called the tag-collision, may occur and we should solve these effects. So, in the EPCglobal Gen2 protocol they present the Slotted Random Anti-collision algorithm to prevent the tag-collision effect. In this paper, in order to minimize the tag-collision effect and bring on the system efficiency, we propose the Power Increasing Method that controls the transmission power of the reader depending on the environment and verily the improved performance.

• Composites Research
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• v.16 no.2
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• pp.41-47
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• 2003

This paper is concerned with the performance evaluation and comparison analysis fur several kinds of LIPCA (Lightweight Piezo-Composite Actuator) device system. LIPCA device system is composed of a piezoelectric ceramic layer and fiber reinforced light composite layers, typically a PZT ceramic layer was sandwiched by a top fiber layer with low CTE (coefficient of thermal expansion) and base layers with high CTE. To investigate the effect of lay-up structure of the LIPCA on the actuating performance, four kinds of actuator with different lay-up stacking sequence were designed, manufactured, and tested. The performance of each actuator was evaluated using an actuator test system consisted of an actuator supporting jig, a high voltage actuating power supplier, and a non-contact laser measuring system. From the comparison of the performance of the LIPCA prototypes, it was found that the actuator with higher coefficient of unimorph actuator can generate larger actuating displacement.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.117-117
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보 분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동 제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm 까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.25 no.1
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• pp.5-10
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• 2004

Body movement is one of the important factors in sleep analysis. In this study, a thermopile detector with four channels was implemented as a non-contacting detector of body movement in sleep. Using a thermopile mathematical model and several frames of thermal images, the possibility of detecting body movement was evaluated. Instant body movement signals were evaluated for the upper, lower, and entire body using the Haar wavelet. This decomposition shows the points in time when the upper-body or lower-body movement occurred and the level of body movement. Additionally, partial body movement was decomposed in head-only, whole body, and leg-only movement using the ANFIS algorithm. Finally, three subject's data were evaluated for 60 minutes, and the detection rates of instant and partial body movement, on average, were 96.3％ and 89.2％, respectively.