• 한국생산제조학회지
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• 제24권6호
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• pp.619-624
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• 2015

Owing to miniaturization and low-power electronics, mobile, implanted, and wearable devices have become the main trends of electronics during the past decade. There has been much research regarding energy harvesting to achieve battery-free or self-powered devices. The optimal design problems of a double-pendulum kinetic-energy harvester from human motion are studied in this paper. For the given form factor, the weight of the harvester, and the known human excitation, the optimal design problem is solved using a dynamic non-linear double-pendulum model and an electric generator. The average electrical power was selected as the performance index for the given time period. A double-pendulum harvester was proven to be more efficient than a single-pendulum harvester when the appropriate parameters were used.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.415-418
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• 2013

This paper presents an electromagnetic kinetic energy harvester which is suitable for supplying power for body-worn sensors and personal electric devices. Human motions are investigated by measuring the acceleration signal at each points of the body during walking and running. The dynamic characteristics of the harvester can be calculated from the transfer function of the system. The transduction factor can be calculated from the electromagnetic field analysis by Maxwell software. The prototype of the harvester is designed and manufactured. The theoretical power characteristics are compared with the experiment results.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.393-399
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• 2009

Historically, industrial condition monitoring has been performed by costly hard-wired sensors or infrequent checks by maintenance personnel equipped with hand held monitoring equipment. Self- powered wireless condition monitoring systems provides on-line monitoring of critical plant and machinery providing major operating cost benefits. A vibration energy harvester(VEH) is a device that converts kinetic energy occurred by machine vibration into useable electrical energy. Using VEHs to power wireless monitoring systems can yield significant benefits: increased reliability, lower life time costs and no battery disposal issues, etc. This paper proposes the novel prototype design and manufacturing of a VEH that can eliminate the effect by failed batteries.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권6호
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• pp.416-425
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• 2021

In the 4^th industrial age, electronic devices are becoming smaller and lighter with a low power consumption to overcome spatial limitation. The piezoelectric energy harvesters can convert mechanical kinetic energy into electric energy; thus, enabling the operation of small electronic devices. Recently, various piezoelectric harvesters have been reported and the electric output from these harvesters could be anticipated by theoretical analysis methods. For example, COMSOL Multiphysics software provides a theoretical simulation of piezoelectric effect with a combination of mechanical and electrical phenomena in the piezoelectric materials. This article introduces a brief modeling of piezoelectric harvester to investigate mechanical stress and electrical output of harvesting devices by the COMSOL Multiphysics software.

• 전자공학회논문지SC
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• 제49권1호
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• pp.47-56
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• 2012

자전거는 균형을 유지하며 빠른 속도로 주행하는 과정에서 여러 형태의 상당한 운동 에너지가 내재되어 있어, 에너지 수확기술을 적용하는데 있어 큰 장점을 갖는 이동형 플랫폼이다. 자전거에 에너지 수확 기술을 적용해 높은 출력을 얻기 위해서는 주행 중인 자전거의 운동 특성을 면밀히 관찰하고 이해하는 것이 필요하지만 실제 도로를 주행하는 자전거의 움직임을 정밀하게 측정한 연구나 이를 위한 전용의 측정 장치는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 MEMS 기반의 가속도 센서를 이용하여 주행 중인 자전거의 동적 상태를 측정하고 이를 토대로 자전거 주행에 동반되는 에너지의 특성을 분석함으로써 이에 적합한 에너지 수확 증진 기술을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 일반 자전거를 이용한 도로 주행 실험에서 주행 속도와 무관한 주파수 특성을 갖는 평균 1g 전후의 잉여 진동 에너지가 수반됨을 확인하였으며, 임의진동 에너지의 효과적인 수확을 위해 비선형 특성을 갖는 자기부상형 전자기 유도 방식의 에너지 수확기 프로토타입을 개발하였다. 개발된 에너지 수확기를 자전거에 장착하여, 휴대용 센서 및 근거리 무선 통신 모듈의 구동이 가능한 평균 1.5 mW 의 전력 생산을 검증하였다. 현재 자전거 차체의 진동분리 및 변환 효율 향상을 위한 연구가 진행 중이며, 향후 증진된 출력을 바탕으로 각종 스마트 정보 기기의 지속적인 전력공급을 위한 기반 기술이 될 것으로 기대한다.