• Journal of Bio-Environment Control
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• v.30 no.1
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• pp.27-36
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• 2021

A capacitive water sensor was developed to measure the capacitance over a wide part of a substrate using an insulated electrode plate (30 cm × 10 cm) with copper and Teflon attached on either side of the substrate. This study aimed to convert the capacitance output obtained from the condenser-type capacitance sensor into the substrate water content. The quantification experiment was performed by measuring the changes in substrate water weight and capacitance while providing a nutrient solution and by subsequently comparing these values. The substrate water weight and capacitance were measured every 20 to 30 seconds using the sensor and load cell with a software developed specifically for this study. Using a curve-fitting program, the substrate water content was estimated from the output of the capacitance using the water weight and capacitance of the substrate as variables. When the amount of water supplied was increased, the capacitance tended to increase. Coefficient of variation (CV) in capacitance according to the water weight in substrate was greater with the 1.0 kg of water weight, compared with other weights. Thus, the fitting was performed with higher than 1.0 kg, from 1.7 to 6.0 kg of water weight. The correlation coefficient between the capacitance and water weight in substrate was 0.9696. The calibration equation estimated water content from the capacitance, and it was compared with the substrate water weight measured by the load cell.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2008.04a
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• pp.168-173
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• 2008

본 연구는 UKF Algorithm을 이용한 정전용량형 원격RF센서시스템을 개발하였다. 원격 RF센서 시스템이란 wireless, implantable 그리고 batterless을 만족하는 센서 시스템을 의미한다. 기존의 원격 RF센서 시스템은 보편적으로 집적회로 타입을 채택하지만, 그 구조의 복잡성과 전력소모의 제약을 받는다. 이러한 제약을 해결하기 위해 본 연구에서는 R, L 그리고 C만으로 구성되어있는 유도결합원리를 이용한 원격 RF센서 시스템을 제안하였다. 제안된 RF 센서 시스템은 압력 혹은 습도와 같은 환경의 변화를 정전용량 값으로 측정할 수 있으며 센서의 정전 용량 값을 측정하기 위해 비선형시스템의 파라메타추정에 적합한 Unscented Kalman Filter(UKF) 기법을 채택하였다. UKF 기법을 이용하기 위해 제안된 시스템은 페이저법을 사용하여 수학적으로 모델링되었다. 마지막으로, 제안된 UKF 알고리즘을 이용한 원력 RF센서시스템이 잡음환경에서도 정전용량값을 비교적 정확하게 추정가능함을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07d
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• pp.2017-2019
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• 2003

열악한 환경에서 동작해야 하거나 물리적 접근이 어려운 곳에 장착되는 센서 시스템의 경우, 유선에 의한 정보전달이 어려울 뿐만 아니라 센서 내 전원설비가 제한적인 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점에 대한 해결책으로서 밧데리없이 유도결합에 의하여 원격 센서로부터 정보 취득이 가능한 한 방법을 제안하였다. 이 방법은 전원공급에 의한 유도 결합식의 원격 센서 시스템과는 달리, 원격 센서의 정전용량을 변 복조 과정 없이 재귀적 최소 자승 추정법에 의해 센서의 정전용량을 고정도로 추정하는 것이다. 이를 위하여 시 스템의 유도결합 모델을 사용하였으며, 모델 파라미터가 시간에 따라 변화하는 경우에는 망각률을 사용하여 정확도가 높은 원격 센서 시스템을 구현할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2007.11a
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• pp.131-137
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• 2007

본 연구에서는 RLS(Rescursive Least Square) 추정 알고리즘을 이용하여 정전용량형 센서를 사용한 원격 RF 센서 시스템을 구현하고자 한다. IC 칩 형태의 원격 RF 센서 시스템이 가지는 구성의 복잡성 그리고 전력소모 문제를 해결하기 위해 보다 간단한 유도결합모델이 제안된다. 원격 RF 시스템은 페이저법을 이용하여 수학적으로 모델링되며, 모델기반의 RLS 알고리즘을 적용하기위해 시스템의 파라메타를 재배열한다. 오차 제곱합의 수렴특성을 가진 RLS 알고리즘을 이용하여 정전용량 파라메타를 추정한다. 실제 위상차를 측정하기 위해 Exclusive OR를 이용한 위상차 감지 장치를 제안한다. 센서로는 각종 환경 측정-습도, 압력 등-에 실제 활용되고 있는 정전용량형 센서를 채택한다. 잡음을 내포한 측정 데이터에 대한 추정 성능을 확인함으로써 그 유효성을 검증하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2003.05a
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• pp.333-337
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• 2003

열악한 환경에서 동작해야 하거나 물리적 접근이 어려운 곳에 장착되는 센서 시스템의 경우, 유선에 의한 정보전달이 어려울 뿐만 아니라 센서 내 전원설비가 제한적일 수도 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제점에 대한 해결책으로서 밧데리 없이 유도결합에 의하여 원격 센서로부터 정보 취득이 가능한 한 방법을 제안하였다. 이 방법은 전원공급에 의한 유도 결합식의 원격센서 시스템과는 달리, 원격 센서의 정전용량을 변ㆍ복조 과정 없이 재귀적 최소 자승 추정법에 의해 센서의 정전용량을 고정도로 추정하는 것이다. 이를 위하여 시스템의 유도결합 모델을 사용하여 정확도가 높은 원격 센서 시스템을 구현할 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.46 no.6
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• pp.25-30
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• 2009

In this paper, a full-digital capacitive sensor for touch key applications is proposed. The proposed circuit consists of two capacitive loads to measure and a resistor between the capacitive loads. As the method measures the delays of the resistor and two capacitive loads respectively, and obtains difference between the capacitive loads by subtracting the two delays, it can reduce the effects of changing of operating environment variables such as supplying voltage, temperature and humidity. Experimental results show the method has l.02pF resolution and can be applied to touch key applications.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.10 no.10
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• pp.1835-1841
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• 2006

Demand of enhanced bilge separation sensor system has been recently increased due to the severe regulation reinforcement of MEPC(Marine Environment Production Committee). Up to date bilge separation sensor has to be extremely accurate and highly reliable. To design and build such a bilge separator. a precise oily water separation level sensor that distinguishes oil from water is critical. Three dimensional simulations have been carried out to figure out the characteristics of capacitive level sensors, which grounds the finding of the parameters required to design the sensors. The parasitic capacitance problem which is inherent to capacitive level sensors has been taken care of. This paper concludes with the future research direction that can be pursued with the newly defined parameters of the capacitive level sensors.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.22 no.6 s.171
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• pp.30-39
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• 2005

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.04a
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• pp.986-988
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• 2012

최적의 식물 생장을 위해서는 적절한 수분의 유지가 필수적이며 넓은 지역, 다양한 종류, 고가의 식물의 경우일수록 적절한 수분의 관리를 위한 시스템의 도움이 필요하다. 이를 위해 저가의 센서노드 시스템이 적절한 해결책이 될 수 있으나 일반적인 배터리 기반의 센서노드 시스템을 적용시 배터리 용량 확인 및 교체 등의 유지보수 문제가 대두된다. 본 논문에서는 이러한 유지보수의 문제를 해결하고 식물재배에 도움을 줄 수 있는 자기유지 지원 방식의 정전용량 센싱기반의 수분 모니터링 센서노드를 설계하였다. UHF 기반의 무선 전력 전송의 자기유지 지원 시스템 및 PCB 패턴기반의 정전용량센싱 수분센서와 초저전력 센서노드 시스템으로 구성된다. 센서노드는 한번 송신시 약 0.24 mJ을 소모하며 에너지획득모듈은 에너지 획득 주기마다 약 4 mJ의 에너지를 공급하도록 설계하여 센서동작을 위한 충분한 에너지 마진을 주도록 설계하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1277-1278
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• 2007

본 논문에서는 폴리이미드를 감습재로 한 정전용량형 습도 센서의 상용화 연구 결과를 보고한다. 유리 기판상에 제작된 용량형 습도센서는 감도 0.338pF%RH, 히스테리시스 1.7%.인 특성을 나타내었다.