• 제목/요약/키워드: DC-motor

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세포 인장 자극기의 개발과 세포 인장 자극을 통한 성체 줄기세포의 골분화 유도 (Development of a Tensile Cell Stimulator to Study the Effects of Uniaxial Tensile Stress on Osteogenic Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells)

  • 신현준;이우택;박석훈;이선화;박정호;윤용산;신현정
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권7호
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    • pp.629-636
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    • 2009
  • Mechanical stimulation is known to play a vital role on the differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) to pre-osteoblasts. In this research, we developed a tensile cell stimulator, composed of a DC motor-driven actuator and LVDT sensor for measuring linear displacement, to study the effects of tensile stress on osteogenic differentiation of MSCs. First, we demonstrated the reliability of this device by showing the uniform strain field in the silicon substrate. Secondly, we investigated the effects of tensile stretching on osteogenic differentiation. We imposed a pre-set cyclic strain at a fixed frequency on cell monolayer cultured on a flexible silicon substrate while varying its amplitude and duration. 60 min of resting period was allowed between 30 min of cyclic stretching and this cycle is repeated up to 7 days. Under the combined stimulation with osteogenic media and mechanical stretching, the osteogenic markers such as alkaline phosphatase (ALP), osterix, and osteopontin began to get expressed as early as 4 days of stimulation, which is much shorter than what is typically required for osteogenic media induced differentiation. Moreover, different markers were induced at different magnitudes of the applied strains. Lastly, for the case of ALP, we observed the antagonistic effects of osteogenic media when combined with mechanical stretching.

IPMSM 드라이브에서 전류 기울기 정보를 이용한 데드타임 및 인버터 비선형성 효과의 간단한 제거 기법 (Simple On-line Elimination Strategy of Dead Time and Nonlinearity in Inverter-fed IPMSM Drive Using Current Slope Information)

  • 박동민;김명복;김경화
    • 전력전자학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.401-408
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    • 2012
  • A simple on-line elimination strategy of the dead time and inverter nonlinearity using the current slope information is presented for a PWM inverter-fed IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) drive. In a PWM inverter-fed IPMSM drive, a dead time is inserted to prevent a breakdown of switching device. This distorts the inverter output voltage, resulting in a current distortion and torque ripple. In addition to the dead time, inverter nonlinearity exists in switching devices of the PWM inverter, which is generally dependent on operating conditions such as the temperature, DC link voltage, and current. The proposed scheme is based on the fact that the d-axis current ripple is mainly caused by the dead time and inverter nonlinearity. To eliminate such an influence, the current slope information is determined. The obtained current slope information is processed by the PI controller to estimate the disturbance caused by the dead time and inverter nonlinearity. The overall system is implemented using DSP TMS320F28335 and the validity of the proposed algorithm is verified through the simulation and experiments. Without requiring any additional hardware, the proposed scheme can effectively eliminate the dead time and inverter nonlinearity even in the presence of the parameter uncertainty.

정역전이 가능한 SCR 서보증폭기에 관한 연구 (A Study on the Reversible SCR Servo Amplifier)

  • 안병원;박상길
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권2호
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    • pp.190-198
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    • 1995
  • 전원을 단락시킴이 없는 SCR이중 브리지 트리거 방식을 고안하여, 정역전이 가능한 SCR 서보증폭기로 구성하여 본 결과 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다. I. 출력전압의 부호를 변경시킬 때 현재의 전언부호가 반전될 때까지 도통 상태를 유지시키다가, 전원부호가 반전된 이후 적절한 SCR을 도통 시킴으로서 크리거 실패가 없게 되어, 전원을 단락시키지 않게 되고 SCR의 소손을 막을 수 있었다. II. -에서 약 30Hz 부근까지는 60Hz의 전원으로서 원하는 출력을 표현할 수 있었는데, 이는 대형 직류 전동기의 동특성을 충분히 확보할 수 있는 값이다. III. 유도성 부하의 경우라도 이미 도통된 SCR을 통하여 유동성부하L에 저장될 수 있는 에너지의 총량은 전원의 반주기 시간과 전원이 파고치값 한계내이므로, 다음 반주기동안 부호만 반전된 전원 전압과 동일한 반주기의 시간이 존재하므로, 에너지 보존의 법칙에 의해 반드시 다음 반주기 안에 현재도통된 SCR은 소호되게 되므로 트리거실패는 존재하지 않는다.

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3T3-L1 지방전구세포에 대한 다양한 주파수 진동의 지방 생성 억제 효과 (Anti-adipogenic Effects of Vibration with Varied Frequencies on 3T3-L1 Preadipocytes)

  • 이영훈;이석호;정혜빈;정용찬;김민환;이은미;김지현
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.18-24
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    • 2021
  • Vibration is a mechanical cue that can be applied to adipose tissues for the purpose of treating obesity. However, the exact correlation between vibration and other anti-adipogenic pathways, such as development of cytoskeleton and apoptosis, remains unknown. The objective of this study was to investigate the unknown anti-adipogenic effects of vibration with varied frequencies on preadipocytes. 3T3-L1 preadipocytes were cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) containing 5% calf serum at 37 ℃ with 5% CO2 in a humidified incubator. Vibration was generated using Arduino Uno microcontroller and vibration motor module with 1 V DC, and applied to preadipocytes for 3 days. Frequency conditions were set to 20, 55, and 90 Hz. Then, the expressions of p38 pathway, ROCK-1, α-actinin, Bax, Bcl-2, caspase-9, 8, and 3 were analyzed with western blot. As a result, p38 pathway was inhibited in 55 and 90 Hz while ROCK-1 and α-actinin were expressed in 20 Hz. Caspase-3, a terminal apoptotic factor, was activated in 20 Hz via extrinsic pathway rather than intrinsic pathway. Results suggest that various frequencies of vibration can inhibit adipogenesis via different pathways which sheds light on future mechanotransduction applications of vibration for the treatment of obesity.

마이크로 전자 기계 시스템 응용을 위한 12비트 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 A/D 변환기 (A 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ Algorithmic A/D Converter for MEMS Applications)

  • 김영주;채희성;구용서;임신일;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권11호
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    • pp.48-57
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    • 2006
  • 본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

역세척 Hydrodynamic Separator Filter를 이용한 미세입자 제거 특성 분석 (Performance Evaluation of Backwash Hydrodynamic Separator Filter for Treatment of Micro Particles)

  • 이준호;방기웅
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권10호
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    • pp.694-701
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    • 2012
  • 본 연구는 여재를 장착한 수리동역학적 여과분리장치(HSF)와 태양전지 구동형 수중펌프를 조합한 장치의 여재 역세척 가능성에 대하여 분석하였다. 수중펌프는 12볼트 직류모터로 구동되며 태양전지와 축전지로 가동된다. 수리동력학적 분리장치와 펄라이트 여재를 충진한 카트리지에 역세척용 노즐을 장착하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환수지 입자, 실리카젤 입자, 그리고 상업지역 맨홀퇴적물질 입자 등이다. HSF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 유입수 SS 농도와 입경, 다양한 수면적 변화를 변화에 대한 역세척 방법별 SS 처리효율을 산정하였다. 전체적인 수면적부하율 범위는 308~$1,250m^3/m^2/day$이다. 태양전지를 이용한 최소한의 전력으로 구동되는 펌프를 이용하여 역세척을 실시한 결과 2대의 수중 펌프를 가동하여 역세척 시 역세척하지 않은 여재와 비교하여 약 18% 처리효율 증가효과를 나타내었다. 비점오염 처리장치에 소규모 태양전지를 활용하여 여재를 역세척할 경우 처리효율을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

선외기 원격제어시스템에 관한 연구 (A Study on the Remote Control System for Outboard Engine)

  • 안병원;정갑동;김현수;배철오
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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    • pp.71-74
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    • 2006
  • 현재 근해어업은 기피 산업으로 어민들은 고령화, 어민의 감소로 인력을 구하기 어렵고 어로활동을 하기 위해서는 일반적으로 2 명 이상이 1조로 작업이 진행된다. 따라서 숙련되지 못한 사람들이 조를 이루어 작업을 할 경우 의사전달에 시차가 생기고 한사람은 배의 조종에 종사하므로 작업의 능률이 떨어진다. 따라서 레저나 소형어선에서 1인이 선박을 조종하면서 작업이나 레저를 즐길 수 있는 선외기의 원격제어 시스템 연구의 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 작업의 효율을 높이고 인력을 절감 할 수 있는 선외기의 원격제어시스템에 관한 연구를 수행하였다. 선외기는 엔진의 회전수, 조타기, 정 역전 및 중립기어가 하나로 시스템으로 구성되어 있다. 소형 선외기에 이 세가지의 제어를 직류 전동기를 이용하여 위치제어와 속도제어를 하였고, 마이크로프로세서를 이용하여 통신과 엔진회전수제어를 프로그램화하여 어민들이 작업을 하면서 동시에 원하는 조종을 할 수 있도록 시스템을 설계 제작하였다. 시운전결과 전속에서 좌우현 조타 성능이 명령대로 잘 움직였다.

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홀소자와 자기코어를 이용한 하이브리드 및 전기자동차용 전류센서 제작 (Construction of Current Sensor Using Hall Sensor and Magnetic Core for the Electric and Hybrid Vehicle)

  • 연교흠;김시동;손대락
    • 한국자기학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.49-53
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    • 2013
  • 전류센서는 하이브리드 및 전기자동차의 배터리 충 방전과 모터컨트롤러의 모니터링 시스템에 적용되는 중요한 부품이다. 본 연구에서는 자기코어의 공극에 홀센서를 위치시켜 측정전류에 의해 생성된 자기장을 감지하는 구조를 가진 open loop type의 전류센서를 개발하였다. 코어는 방향성규소강판을 사용하여 제작한 후 공극이 3 mm되게 절단하였다. 공극에서의 자기장 측정을 위하여 GaAs 홀센서를 적용하였다. 개발한 전류센서는 측정범위가 -400~+400 A에서 선형도 0.03 %를 확보하였으며, 온도보상회로를 적용하여 동작온도영역인 $-40{\sim}+105^{\circ}C$에서 전류센서의 온도특성을 향상시켰다. 전류센서의 동특성 향상을 위하여 공기자속를 제어하였다. 주파수대역폭 측정은 $40A{\cdot}turn$, 100 Hz~100 kHz의 사인파형으로 측정하여 100 kHz의 대역폭을 갖는 것으로 평가되었으며, 반응속도는 $40A{\cdot}turn$의 5 kHz 구형파로 측정하여 $2{\mu}s$ 이하의 성능을 갖는 것으로 측정되었다.

만성 뇌졸중 환자를 대상으로 한 일차 체성 감각 피질을 자극한 경두개 직류 전류 자극이 라이프 케어 증진을 위한 체성감각과 상지기능에 미치는 영향 (The Effect of Transcranial Direct Current Stimulation over the Primary Somatosensory Cortex in Patients with Chronic Stroke on Somatosensory and Upper Limb Function for Improving Life Care)

  • 김선호
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.269-277
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 감각 결손이 있는 만성 뇌졸중 환자를 대상으로 경 두개 직류 전류 자극을 체성감각피질에 적용했을 때, 감각의 회복과 상지 기능의 회복을 알아보고자 하는 것이다. 만성 뇌졸중 환자 20명을 실험군 10명, 대조군 10명으로 나누어 실시하였다. 실험군은 환측 체성감각피질에 경 두개 직류 전류 자극을 적용하였으며, 대조군은 위상 자극을 실시하였다. 중재는 총 2주간, 10회, 회기 당 20분씩 진행되었다. 체성감각 평가는 The Erasmus MC modifications to the (revised) Nottingham Sensory Assessment(EmNSA), Semmes-Weinstein monofilament examination(SWME), 상지기능 평가는 퍼글마이어평가(FMA), 운동 활동 척도(MAL), 가속도계를 사용하였다. 연구 결과, 실험군은 대조군보다 전체적인 촉각 감각과 고유수용성 감각, 피질 감각, 지각의 민감도에서 유의한 개선을 보였으며, 환측 상지의 사용량에서 통계학적 유의한 차이를 나타냈다. 본 연구 결과를 기반으로 체성감각 회복과 상지기능의 회복을 위한 tDCS의 효과적인 임상 적용의 가능성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.

국내 전철 및 가전제품을 대상으로 한 전자장 수준 실태조사 (A survey on the EMF Levels of Study and Electric Appliances in Korea)

  • 장성기;조용성;이석조;유승화;정경미;임준호
    • 한국산업보건학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.71-81
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    • 2005
  • The purposes of this study was to collect, analyze, and describe the MF exposure levels from subways in Korea and to measure and evaluate the MF levels generated from electric appliances used at general homes. The target subway lines were Seoul Metropolitan Line 1 to Line 8, Bundang Line, Incheon Line, Daegu Line, Gwangju Line, and Busan Line 1 and Line 2. We measured at each station in those subway lines and, all the train types (pantograph-equipped, motor-equipped, and common), and platform types(facing and isolating) were investigated by the distance(80, 200, 400 cm) from the train on 19 targeted subway lines using 3 magnetic field measuring devices (EMDEXII, Enertech Co.) during the survey from January till October, 2004. On the other hand, the levels of the 60Hz magnetic fields generated from 14 items of home electric appliances such as electric blankets, hair dryers, electric razors, etc. were measured at 10 general homes using 5 EMDEXII meters with a sampling interval of 1.5 second by the distance(surface, 30, 50, 100, 300cm ) from the target electric appliances. The survey results in the whole subway lines examined in this study were as follows; Seoul Metropolitan Line 4 using AC(alternating current) power source showed the highest mean value of $2.85{\mu}T$, followed by Seoul Metropolitan Line 1 running between Seoul and Incheon using AC($2.78{\mu}T$), Seoul Metropolitan Line 1 between Seoul and Uijongbu using AC($2.73{\mu}T$), Bundang Line using AC($1.79{\mu}T$), Seoul Metropolitan Line 1 connected from Yongsan using AC($1.67{\mu}T$), Seoul Metropolitan Line 1 between Seoul and Suwon using AC($0.79{\mu}T$), and so on. In general, the intensity of the magnetic field in the subway systems in Korea was significantly higher when using AC($2.14{\pm}0.91{\mu}T$) than when using DC($0.29{\pm}0.44{\mu}T$) power source. Among the home electric appliances examined, microwave ovens showed the highest mean value of $7.69{\mu}T$, followed by hair dryers($6.47{\mu}T$), vacuum cleaners($5.27{\mu}T$), televisions ($2.26{\mu}T$), electric blankets($1.38{\mu}T$), personal computers ($0.81{\mu}T$), and so on. Two items of electric appliances showed the excess value of $0.2{\mu}T$ at the distance of 30cm in the MF exposure level; electric razors $1.58{\pm}2.13{\mu}T$ and vacuum cleaners $0.48{\pm}0.44{\mu}T$. As a whole, this study showed a tendency that the shift of the MF levels according to the increase of distance from the electric appliances was lower than those of the results surveyed in UK and USA. As a result, this study is expected to suggest meaningful data for the future study in exposure assessment of magnetic fields and for the establishment of guidelines for subways and electric appliances in Korea. More detailed and large scaled exposure assessment studies should be performed continuously to get the various and useful information on health risk assessment of MFs in Korea.