• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.2221-2226
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• 2009

본 논문에서는 태양전지를 기본 전력공급원으로 사용하는 대형건물용 옥외간판 LED 표식장치를 시스템을 구현하였다. 부하 발전 배터리 용량을 산정하고, 상용 예비전력을 도입한 계통연계형 태양광발전시스템을 설계하였다. 표식장치인 LED 부하에 대한 사전 휘도 시뮬레이션 및 균일성 검사를 거친 후, 이를 태양광발전시스템과 함께 설치하였다. 태양전지-LED 표식장치 현장 시험운영을 통하여 시스템의 신뢰성과 성능 및 제반 문제점을 파악하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.675-687
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• 2010

Structural Health Monitoring (SHM) is the science and technology of monitoring and assessing the condition of aerospace, civil and mechanical infrastructures using a sensing system integrated into the structure. Impedance-based SHM measures impedance of a structure using a PZT (Lead Zirconate Titanate) patch. This paper presents a low-power wireless autonomous and active SHM node called Autonomous SHM Sensor 2 (ASN-2), which is based on the impedance method. In this study, we incorporated three methods to save power. First, entire data processing is performed on-board, which minimizes radio transmission time. Considering that the radio of a wireless sensor node consumes the highest power among all modules, reduction of the transmission time saves substantial power. Second, a rectangular pulse train is used to excite a PZT patch instead of a sinusoidal wave. This eliminates a digital-to-analog converter and reduces the memory space. Third, ASN-2 senses the phase of the response signal instead of the magnitude. Sensing the phase of the signal eliminates an analog-to-digital converter and Fast Fourier Transform operation, which not only saves power, but also enables us to use a low-end low-power processor. Our SHM sensor node ASN-2 is implemented using a TI MSP430 microcontroller evaluation board. A cluster of ASN-2 nodes forms a wireless network. Each node wakes up at a predetermined interval, such as once in four hours, performs an SHM operation, reports the result to the central node wirelessly, and returns to sleep. The power consumption of our ASN-2 is 0.15 mW during the inactive mode and 18 mW during the active mode. Each SHM operation takes about 13 seconds to consume 236 mJ. When our ASN-2 operates once in every four hours, it is estimated to run for about 2.5 years with two AAA-size batteries ignoring the internal battery leakage.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권3호
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• pp.1-8
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• 2011

주차정보시스템은 주차 대기시간을 줄이고 운전자의 편의를 증진시킬 수 있지만, 다수의 검지기, 표출장치, 제어장치 등을 포함하는 특성에 기인하여 항구적인 전력을 소비하는 특징을 갖는다. 근래에 국내외에서 환경 친화적 그린 빌딩을 위한 저 전력 소비 형 주차정보시스템의 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 가상 빌딩의 주차장을 대상으로, 소비전력 저감을 특징으로 하는 주차정보시스템을 설계하였다. 본 설계를 위한 주차검지기로는 기 상용화된 배터리방식 주차 검지기인 무선루프식검지기와 지자기방식 검지기를 적용하고, 시스템 구성 및 통신 네트워크, 운전자 정보서비스 시나리오, 배터리 수명 평준화 등에 대한 설계를 진행하였다. 이어서, 설계된 주차정보시스템의 운영 소비전력을 추정하고 이를 종래의 일반적인 초음파방식 시스템의 동작 소비전력과 비교 하였다. 또한, 주기적 배터리 교체비용을 고려한 전력 유지비용을 환산하여 비교하였다. 7년의 배터리 교체주기를 기준으로 하였을 때, 설계된 시스템의 운영 소비전력은 기존 초음파센서 기반 시스템의 13% 수준으로, 전력 운영비용 환산 값은 기존시스템과 유사한 수준인 94.9%로 추정되었다. 본 연구의 시스템은 소비전력의 괄목할 만 한 경감에 따라, CO2발생의 저감을 기대할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1479-1485
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• 2012

주차관리 시스템은 주차장에서 주차 정보를 제공하여 운전자에게 주차의 편리성을 제공한다. 동시에 다수의 센서, 디스플레이와 제어모듈을 이용하여 아주 소량의 전기 에너지 만을 소모한다. 친환경 빌딩 설계의 요구가 점차 증가함에 따라 주차관리 시스템의 운용 전력 감축 문제가 이슈화 되고 있다. 본 논문에서는 주차관리 시스템의 감지기와 디스플레이 장치의 설계와 소비 전력 감축의 결과를 제시한다. 이 시스템은 무선 Park Tile 과 Park Disk를 사용하여 전력소비를 감축 시키고, 여러 개의 주차 공간 감지기와 자동차 카운터, 정보 디스플레이 장치, 안내 터미널과 제어장치로 구성되어 있다. 그리고 시스템구조 설계와 통신망 설계, 주차 정보 서비스 시나리오 계획, 배터리 수명 제어, 운영전력 평가 등이 수행되었다. 주차장당 운영전력은 0.93KW로 평가 되었으며, 이는 기존 시스템의 20%정도 이고 매년 유지비는 기존 시스템에 비해 18%에 해당된다.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.25-30
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• 2016

본 논문에서는 최근 증가하고 있는 소지품의 분실 방지를 위한 소형 장치의 개발 결과를 제시하고 있다. 제안된 분실 방지 장치 개발을 위해 블루투스4.1 기반의 Slave와 Master로 구성되는 송수신회로로 구성된다. 그리고 저 전력 특성을 구현하기 위해 알고리즘 개발이 병행 되었다. 송수신회로는 블루투스4.1 기능을 지원하는 BoT CLE110 모듈을 사용하였으며, 장치의 제어를 위해 ATmega 328P-AU가 사용되었고 선형 레귤레이터로 LP3874EMP가 사용되었다. 설계된 제품의 소모 전력은 동작 상태에서 35mAh, MCU만 동작 할 경우 10mAh이다. 알람동작거리는 $10m{\pm}30%$, 실효복사전력은 10mW이하, 주파수대역은 블루투스 대역에서 26MHz 이하를 유지하도록 설계되었다. 그리고 Slave와 Master부의 배터리 수명을 연장하기 위한 알고리즘이 개발되었으며, 제품의 크기는 Master($45{\times}45{\times}15mm$), Slave($35{\times}35{\times}10mm$)로 사용자의 편의성을 확보하였다. 본 제품을 최적화 과정을 거쳐 손목시계형 분실 방지 장치로 상용화가 가능할 것으로 기대 된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.572-580
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• 2014

본 연구에서는 교육 및 놀이를 통해 창의력 증진이 가능한 재구성 모듈러 로봇에 대하여 다루고 있다. 보통 모듈러 로봇은 각각 셀들의 조합으로 변형 재구성하고 다양한 형태의 구조를 만드는데 적합한 로봇으로 설계되어 있지만 이를 이용하여 교육과 놀이를 주제로 한 연구는 국외에 소수 있으며 국내에는 전무하다. 제안하는 형태는 기존 모듈러 로봇과 같이 같은 동작만 반복하는 모듈이 아니라 소리를 내는 소리모듈, 바퀴가 달린 바퀴모듈, 시각적 표현을 위한 LED모듈, 전원공급을 위한 전원모듈, 통신을 위한 블루투스모듈, 움직이는 동작을 구현 가능하도록 하는 관절모듈이 있는 구조로 설계되어 있다. 이와 같은 다른 능력이 부여된 각 모듈의 다양한 결합을 이용하여 창의적 활동이 가능하도록 하고, 아이들이 쉽게 사용 할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 모듈별 각기 다른 능력을 부여하여 교육과 놀이가 가능하도록 하는 방식의 모듈러 로봇의 설계 및 동작을 다루고 있다. 그리고 연구된 동작은 실제 제작 및 실험을 통해 동작의 유용성을 보였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.204-211
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• 2011

주변의 환경을 감시하기 위한 요즘의 임베디드 시스템은 고성능의 실시간 데이터 처리능력 및 넓은 통신 대역폭을 요구할 뿐만 아니라 신호처리를 위한 임베디드 시스템의 적은 소비전력소모를 요구하고 있다. 하지만 휴대용의 성격이 있는 임베디드 시스템에 사용되는 배터리의 용량은 이러한 요구조건을 장기간 만족시킬 수 있을 만큼의 기술로는 아직 발전하지 못하였다. 본 논문에서는 이러한 상황을 극복하기 위해 저에너지로 동작하면서도 사건을 정확하게 탐지하기 위한 새로운 접근법을 제안한다. 설계된 방식은 시스템 주변에서 발생하는 사건을 탐지하기 위해 여러 알고리즘이 계층적으로 연결되어 있는 구조를 가지고 있다. 이러한 계층적 사건 탐지기를 구성하는 다양한 사건 탐지 알고리즘들의 정확도에 대한 확률적 특성 변화 따른 에너지 소모의 특성 변화를 보여주고 이들의 관계를 실험을 통하여 분석적으로 설명한다 뿐만 아니라 사건의 정적, 동적 특성에 따라 높은 사건 탐지 정확도를 유지하면서 저에너지로 동작하기 위한 다른 방식들을 기술한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권1호
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• pp.143-153
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• 2014

This paper presents a novel application of LCC resonant converter for 60kW EV fast charger and describes development of the high efficiency 60kW EV fast charger. The proposed converter has the advantage of improving the system efficiency especially at the rated load condition because it can reduce the conduction loss by improving the resonance current shape as well as the switching loss by increasing lossless snubber capacitance. Additionally, the simple gate driver circuit suitable for proposed topology is designed. Distinctive features of the proposed converter were analyzed depending on the operation modes and detail design procedure of the 10kW EV fast charger converter module using proposed converter topology were described. The proposed converter and the gate driver were identified through PSpice simulation. The 60kW EV fast charger which generates output voltage ranges from 50V to 500V and maximum 150A of output currents using six parallel operated 10kW converter modules were designed and implemented. Using 60kW fast charger, the charging experiments for three types of high-capacity batteries were performed which have a different charging voltage and current. From the simulation and experimental results, it is verified that the proposed converter topology can be effectively used as main converter topology for EV fast charger.

• 디지털융복합연구
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• 제12권11호
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• pp.289-298
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• 2014

최근 들어, 보다 효율적이고 경제성을 갖춘 전기자동차 기술이 등장함에 따라 철도의 전통적인 기술적 패러다임이 변화하고 있다. 오래전에 제안되었지만 이상적인 개념으로 평가받던 수요응답형 순환교통(PRT) 시스템의 경우에도 전기자동차 플랫폼의 활용을 통해서 실현 가능성을 높여가고 있다. 특히, 배터리에 의해 구동되는 차량의 경우 안정적이고 효율적인 운영의 측면에서 기술적인 어려움에 직면하고 있다. 그렇지만, 무선 급전에 의한 급속충전 기술과 고에너지 밀도의 슈퍼커패시터 적용은 이러한 기술적인 난제를 극복하고 도시 미관의 향상을 통해서 전기 에너지를 기반으로 한 신교통수단의 보급을 증대하는데 기여할 것으로 생각된다. 본 논문에서는 한국형 PRT 차량의 전력공급 시스템의 설계, 에너지 소모량 및 장치의 성능 해석과 하드웨어 제작 및 시험에 이르는 일련의 개발과정에 대해서 논한다. 그 결과, 테스트베드에서의 전력공급 모듈의 시험평가 결과가 요구하는 성능에 부합하는 것으로 확인되었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.447-453
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• 2004

사람의 장속에서 영상을 획득하여 이를 체외로 전송하는 무선 내시경과 같은 초소형 텔레메트리 캡슐에서는 캡슐의 크기와 전원 공급에 많은 제약을 받는다. 캡슐을 삼킬 수 있는 크기로 제작하기 위해서는 소형의 건전지를 사용하여 캡슐이 소화관 내를 조사하는 동안 안정적인 전원 공급이 이루어지도록 해야 한다. 이를 위해서는 양방향 통신을 이용한 캡슐의 동작 및 전원 제어가 필수적이다. 본 연구에서는 캡슐형 내시경에서의 양방향 통신을 위한 CPLD (complex programmable logic device) 기반의 제어기를 설계 및 구현하였다. 캡슐 제어기는 체외의 제어기로부터 제어 명령을 전달받아 이를 수행하며 제어 동작의 수행 결과로 장내부의 영상을 획득하여 체외로 전송한다. 설계한 제어기를 컴퓨터 모의실험을 통해 설계사양을 검증하고 이를 CPLD로 구현하였다. 구현한 제어기를 캡슐형 무선 내시경에 탑재하여 동물실험을 수행하였으며 동물 실험 결과 실험 대상 동물의 체내에서 캡슐의 동작과 전원을 제어 할수 있었으며 동작제어의 결과로 장내부의 영상을 획득하여 이를 복원 할 수 있었다.