• ETRI Journal
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• 제45권3호
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• pp.519-533
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• 2023

This paper implements a simultaneous solar and thermal energy harvesting system, as a hybrid energy harvesting (HEH) system, to convert ambient light into electrical energy through photovoltaic (PV) cells and heat absorbed in the body of PV cells. Indeed, a solar panel equipped with serially connected thermoelectric generators not only converts the incoming light into electricity but also takes advantage of heat emanating from the light. In a conventional HEH system, the diode block is used to provide the path for the input source with the highest value. In this scheme, at each time, only one source can be handled to generate its output, while other sources are blocked. To handle this challenge of combining resources in HEH systems, this paper proposes a method for collecting all incoming energies and conveying its summation to the load via the current mirror cells in an approach similar to the maximum power point tracking. This technique is implemented using off-the-shelf components. The measurement results show that the proposed method is a realistic approach for supplying electrical energy to wireless sensor nodes and low-power electronics.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제61차 동계학술대회논문집 28권1호
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• pp.163-164
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• 2020

교통 신호등 자동 제어시스템 기술은 교통 체증 현상을 방지하고 횡단 보도를 건너는 보행자들의 안전을 목적으로 시작되었다. 이는 1가구당 2차량에 가까운 보급률을 보이고 있는 현대 사회에 불가피하게 생기는 문제인데 본 연구에서는 이러한 문제로 인한 교통 신호등 자동 제어시스템 기술을 적용하고자 한다. 사거리에서 운전을 하다 보면 차량이 많이 지나가는 차선이 있는 반면 비교적 차량이 많이 지나가지 않는 차선들을 볼 수 있다. 이런 경우 차량이 많은 차선은 신호시간 내 차량이 모두 지나가지 못해서 교통체증이 발생하게 된다. 교통 체증을 최소화하기 위해서 압력 센서를 설치하여 차량이 많이 정체 되고 있는 차선에 신호의 시간을 증가시켜주고 차량이 많이 없는 차선은 기본 신호의 시간을 주어 차량이 많이 있는 차선의 차들의 교통 체증을 해소시켜 준다. 그리고 차량이 많이 지고 스마트폰의 보급이 많아지다 보니 횡단 보도에서 스마트폰을 보고있다 횡단 보도에서 사고를 당하는 경우 증가하고 있다. 이러한 보행자들을 위해 횡단 보도의 신호가 초록불이 되었을 때 간단한 음악이 나오고 발 밑에 횡단 보도 신호등과 같은 색깔이 나오게 하는 LED를 설치한다. 이렇게 하여 초록불이 들어왔다는 것을 보행자들에 인식시켜 보행자들의 안전을 지킬 수 있다.

• 센서학회지
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• 제11권6호
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• pp.358-364
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• 2002

본 논문에서는 백금박막 온도센서의 $0^{\circ}C$, $100{\Omega}$ 세팅을 위해 355nm 파장을 갖는 자외선 레이저를 이용하였다. 국제적으로 온도센서의 A-class 기준오차는 $0^{\circ}C$에서 ${\pm}0.060{\Omega}$이다. 실제적으로 이 값은 $0.15^{\circ}C$이하에 해당하는 오차로 저항체 제작시 고정밀 가공 기술을 필요로 한다. 가공에 이용된 355nm DYP(Diode-Pumped YAG) 레이저는 power : 37mW, rep rate 주파수 : 200Hz 그리고 bite size : $7.5{\mu}m$에서 $1{\sim}1.5{\mu}m$ 두께의 백금박막을 가장 안전하게 가공할 수 있었으며, 가공선폭은 $10{\mu}m$ 안팎임을 확인하였다. 그리고 사진식각 공정기술을 이용하여 제작된 $2"{\times}2"$ 기판내의 96개(4 by 24) 저항체는 상온 $25^{\circ}C$에서 $79{\sim}90{\Omega}$ : 42.7%, $91{\sim}102{\Omega}$ : 57.3%의 비율로 각각 제작되어졌다. $109.73{\Omega}$를 목표 값으로 $25^{\circ}C$에서 자외선 레이저를 이용하여 가공한 결과, 82.3%가 가공오차가 ${\pm}0.03{\Omega}$이하에 들어왔으며 나머지 17.7%도 국제규격 A-Class내인 ${\pm}0.06{\Omega}$내에 포함되었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권4호
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• pp.42-49
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• 2009

본 논문에서는 red, green, blue(RGB) 광학 센서를 이용하여 RGB light-emitting diode(LED) back light unit(BLU)의 출력색 자극의 변화를 점검하여 RGB LED BLU가 시간에 따라 일정한 목표 색 자극을 출력할 수 있도록 하는 RGB LED BLU 구동 전류 펄스 duty 값을 도출하는 알고리즘을 제안한다. 우선, 현재 RGB LED BLU가 발하는 색 자극 정보를 획득하기 위해 RGB 광학 센서의 출력으로부터 CIEXYZ 색 자극을 계산할 수 있는 RGB to XYZ 변환 행렬을 도출한다. 다양한 RGB LED BLU 색 자극 샘플에 대한 RGB 광학 센서의 출력 값과 CIEXYZ 색 자극 값의 쌍을 이용하여 다항 회귀 방정식을 만들고 각 항의 계수로 행렬을 구성한다. 다음으로, 현재 RGB LED BLU 상태에서 목표 색 자극 값을 발할 수 있는 duty 값을 구하기 위해 목표 색 자극으로부터 duty 값을 계산할 수 있는 XYZ to Duty 변환 행렬을 도출한다. 현재, 한 단계 이전, 두 단계 이전 시점에서 RGB 광학 센서의 출력으로부터 추정한 CIEXYZ 값과 그때 인가된 duty 값의 쌍을 이용하여 다항 회귀 방정식을 만들고 각 항의 계수로 행렬을 구성한다. 일정 시간 간격으로 RGB LED BLU의 출력 색 자극을 점검할 때마다 XYZ to Duty 변환 행렬은 RGB LED BLU의 현재 상태에 적응적으로 변하게 되어 목표 색 자극을 출력할 수 있는 duty 값을 계산할 수 있게 된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.403-411
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• 2020

기존에 진성난수 생성기를 위한 베타선 센서 회로의 아날로그 회로와 비교기 회로에 사용되는 파워와 그라운드 라인은 서로 공유하므로 비교기 회로의 디지털 스위칭에 의해 발생되는 파워와 그라운드 라인에서의 전압강하가 CSA를 포함한 아날로그 회로의 출력 신호 전압이 감소하는 원인이었다. 그래서 본 논문에서는 디지털 스위칭 노이즈의 source인 비교기 회로에 사용되는 파워와 그라운드 라인을 아날로그 회로의 파워와 그라운드 라인과 분리하므로 CSA(Charge Sensitive Amplifier) 회로를 포함한 아날로그 회로의 출력신호전압이 감소되는 것을 줄였다. 그리고 VREF(=1.195V) 전압을 VREF_VCOM과 VREF_VTHR 전압으로 변환해주는 전압-전압 변환기 회로는 PMOS current mirror를 통해 IREF를 구동할 때 PMOS current mirror의 드레인 전압이 다른 경우 5.5V의 고전압 VDD에서 channel length modulation effect에 의해 각각의 current mirror를 통해 흐르는 구동 전류가 달라져서 VREF_VCOM과 VREF_VTHR 전압이 감소하는 문제가 있다. 그래서 본 논문에서는 전압-전압 변환기 회로의 PMOS current mirror에 PMOS 다이오드를 추가하므로 5.5V의 고전압에서 VREF_VCOM과 VREF_VTHR의 전압이 down되지 않도록 하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.45-52
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• 2023

다양한 열전쌍(TC)의 냉점보정(CJC)과 단선 감지 회로설계와 이를 이용한 다채널 TC 인터페이스 회로를 설계하였다. 냉점보정(CJC)과 단선 감지 기능 회로는 열전쌍, CJC 반도체 소자, 계측 증폭기(IA), 단선 감지용 저항 2개와 하나의 다이오드로 구성된다. 이 기본회로를 바탕으로 다채널 인터페이스 회로도 구현하였다. CJC는 보상 전용 반도체와 IA를 사용하여 구현하였고, 단선감지는 2개의 저항과 하니의 다이오드를 사용하여 IA 입력전압이 -0.42V가 되도록 하여 검출하였다. R-형 TC를 사용하여 실험한 결과 설계한 회로는 0℃~1400℃의 온도범위에서 냉점보정 후 오차가 0.14mV에서 3㎶로 감소되었다. 또한, TC가 정상에서 단선인 경우 IA의 출력전압이 88mV에서 -0.42V로 포화된 것을 확인하였다. 0℃~1400℃의 온도 범위에서 설계한 회로의 출력전압은 0V~10V이였다. R-형 TC를 사용하여 4-채널 인터페이스를 실험한 결과에서도 각 채널에 CJC와 단선 감지 결과와 거의 동일하였다. 구현한 다채널 인터페이스는 CJC 반도체 소자의 단자의 변경과 IA의 이득을 조절하면 E, J, K, T, R, S-형 TC에도 동일하게 적용할 수 있는 특징을 갖는다.

• 센서학회지
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• 제18권1호
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• pp.77-85
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• 2009

We propose a new image pixel architecture which has OFD(Over Flow Device) node by improving conventional 3TR pixel structure. Newly designed pixel consists of photo diode which is verified with HSPICE simulation, PMOS reset transistor, several NMOS and several PMOS transistors. Photodiode signals from each PMOS and NMOS are detected by Reset PMOS. These output signals give enough chances to detect wide operation coverage because OFD node has overflow photocurrent. According to various light intensity, we analyzed characteristic of the output voltage with a SPICE tool. Proposed pixel output has specific value which can detect possible from $0.1{\mu}W/cm^2$ to $10W/cm^2$ light intensity. It has wide-dynamic range of 160 dB.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권3호
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• pp.106-111
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• 2017

Sapphire is an anisotropic material with excellent physical and chemical properties and is used as a substrate material in various fields such as LED (light emitting diode), power semiconductor, superconductor, sensor, and optical devices. Sapphire is processed into the final substrate through multi-wire saw, double-side lapping, heat treatment, diamond mechanical polishing, and chemical mechanical polishing. Among these, chemical mechanical polishing is the key process that determines the final surface quality of the substrate. Recent studies have reported that the material removal characteristics during chemical mechanical polishing changes according to the crystal orientations, however, detailed analysis of this phenomenon has not reported. In this work, we carried out chemical mechanical polishing of C(0001), R($1{\bar{1}}02$), and A($11{\bar{2}}0$) substrates with different sapphire crystal planes, and analyzed the effect of crystal orientation on the material removal characteristics and their correlations. We measured the material removal rate and frictional force to determine the material removal phenomenon, and performed nano-indentation to evaluate the material characteristics before and after the reaction. Our findings show that the material removal rate and frictional force depend on the crystal orientation, and the chemical reaction between the sapphire substrate and the slurry accelerates the material removal rate during chemical mechanical polishing.

• 한국재료학회지
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• 제21권3호
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• pp.133-137
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• 2011

Gold have been used as an electrode materials having a good mechanical flexibility as well as electrical conductivity, however the stretchability of the gold on a flexible substrate is poor because of its small elastic modulus. To overcome this mechanical inferiority, the reinforcing gold is necessary for the stretchable electronics. Among the reinforcing materials having a large elastic modulus, carbon nanotube (CNT) is the best candidate due to its good electrical conductivity and nanoscale diameter. Therefore, similarly to ferroconcrete technology, here we demonstrated gold electrodes mechanically reinforced by inserting fabrics of CNTs into their bodies. Flexibility and stretchability of the electrodes were determined for various densities of CNT fabrics. The roles of CNTs in resisting electrical disconnection of gold electrodes from the mechanical stress were confirmed using field emission scanning electron microscope and optical microscope. The best mechanical stability was achieved at a density of CNT fabrics manufactured by 1.5 ml spraying. The concept of the mechanical reinforced metal electrode by CNT is the first trial for the high stretchable conductive materials, and can be applied as electrodes materials in various flexible and stretchable electronic devices such as transistor, diode, sensor and solar cell and so on.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.425-430
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• 2013

수중통신은 지상통신에 비하여 통신채널의 강건성과 고속데이터 전송 측면에서 상당한 제약 요인을 가지고 있다. 공기 중에서 RF 통신은 장거리 전송에도 높은 데이터 전송률을 보이지만, 수중에서는 매질의 전도특성으로 인하여 전파에너지의 심각한 감쇠현상이 발생하여 통신이 어려운 실정이다. 현재 수중에서 수 십 킬로미터 이상의 장거리 통신이 가능한 음향파 통신 모뎀이 개발되어 사용되고 있지만 낮은 전송율과 높은 전력 소모, 느린 전송속도가 문제로 거론되고 있다. 이 문제를 보완할 수 있는 방안으로 빛을 이용한 근거리 수중무선통신이 대안으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 가시광 파장영역에서 수중통신 채널 특성을 분석하였다. 자유공간 광무선 통신과 비교하여 수중 가시광 통신기술의 가능성을 제시하고, LED 기반 트랜시버와 CMOS 센서를 통신시스템에 장착하여 수중이미지 전송을 위한 광무선 통신 시스템을 시연하였다.