• Smart Structures and Systems
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• 제1권1호
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• pp.63-82
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• 2005

This paper introduces a technology for robust and low maintenance cost sensor network capable to detect accelerations below a micro-g in a wide frequency bandwidth (above 1,000 Hz). Sensor networks with such performance are critical for navigation, seismology, acoustic sensing, and for the health monitoring of civil structures. The approach is based on the fabrication of an array of high sensitivity accelerometers, each utilizing Fabry-Perot cavity with wavelength-dependent reflectivity to allow embedded optical detection and serialization. The unique feature of the approach is that no local power source is required for each individual sensor. Instead one global light source is used, providing an input optical signal which propagates through an optical fiber network from sensor-to-sensor. The information from each sensor is embedded onto the transmitted light as an intrinsic wavelength division multiplexed signal. This optical "rainbow" of data is then assessed providing real-time sensing information from each sensor node in the network. This paper introduces the Fabry-Perot based accelerometer and examines its critical features, including the effects of imperfections and resolution estimates. It then presents serialization techniques for the creation of systems of arrayed sensors and examines the effects of serialization on sensor response. Finally, a fabrication process is proposed to create test structures for the critical components of the device, which are dynamically characterized.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권1호
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• pp.82-89
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• 2014

최근 M2M/IoT에 대한 관심이 높아지면서 디바이스의 위치와 자세 등을 인식할 수 있는 동작 인식 센서의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 소형의 디바이스에 적합하도록 저잡음, 저전력, 초소형 6축 관성센서 IC를 구현하였다. 본 논문에서 구현된 IC는 3축의 압전형 자이로 센서와 3축의 압저항형 가속도 센서를 사용하며, 3축의 자이로스코프 감지 회로, 자이로스코프 센서 구동 회로, 3축의 가속도 감지 회로, 16bit sigma-delta ADC, 디지털 필터와 제어 회로로 구성되어 있다. 본 IC은 TSMC $0.18{\mu}m$ mixed signal CMOS공정으로 개발되었으며, STM사의 6축 관성 센서인 LSM330의 소비전류 6.1mA보다는 약 27% 낮은 4.5mA의 소비 전류로 동작한다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제32권2호
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• pp.79-84
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• 2014

본 논문에서는 저가, 저전력 및 소형의 IMU를 구성하기 위한 MEMS 관성 센서를 이용하여 자세 정보를 제공받는 ARHES에 위의 센서를 사용하기 위해 자이로 센서 및 가속도센서의 데이터 출력 특성을 검증하여 오차 및 정확도를 분석하였다. 센서 실험을 위하여 진자 실험 장치를 제작하였고, 진자 운동에 대한 센서 데이터를 수집하였다. 이론적인 수식을 유추하여 센서 데이터의 정확성 분석을 위한 기준 값으로 설정하였다. 센서값과 이론값을 비교하면 각속도에서 4.32~5.72%, 가속도에서 x-, z-축 방향에 대하여 각각 3.53~6.74% 및 3.91~4.16%의 오차율을 나타냈다. 진자실험 장치를 이용한 센서 검증에서 무인헬리콥터에 사용될 센서로서 적합한 것으로 평가되었으며 이는 짐벌장치 등을 이용한 자세추정 알고리즘을 구성하는데 기초가 되었다. 또한, 더욱 정밀한 실험을 위해서는 온도 등 주변 환경 요인에 대한 보정이 요구된다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제49권1호
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• pp.12-17
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• 2012

유비쿼터스 기술의 발전과 더불어 다양한 응용 분야가 대두되고 있으며 특히 건설 현장 분야는 유비쿼터스 기술 및 시스템을 도입 하였을 때 많은 기대효과를 얻을 수 있는 분야이다. 건설 현장에는 항상 많은 위험요소가 존재 하며 특히 추락 사고가 높은 발생 비율을 차지하고 있다. 이러한 사고를 방지하기 위해서 안전교육 및 안전장비 착용 등 다양한 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 무선 회로 (TOA, RSSI)를 구성하여 작업자의 안전정보 및 위치정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 시스템을 설계하고 제작하여 측정하였다. 산업용 장비에서 많이 사용되는 ATmega128 MCU를 사용하였으며, 무선 회로를 위해서는 나노트론사의 NanoPan 5357 모듈과 TI사의 CC2500 칩셋을 사용하였다. 또한, 주변환경 정보를 취득하기 위해서 3축가속도 및 압력 MEMS센서를 적용하였다. 이를 통해 작업자의 이동여부 및 고도정보를 판단할 수 있도록 시스템을 개발하였다. 응용소프트웨어는 NI사의 Labview 소프트웨어를 이용하여 개발을 진행하였다. 작업자가 위험지역에서 안전장비(안전고리)를 착용하지 않을 경우 서버 관리자와 작업자에게 경고 알람을 울리도록 시스템을 개발하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.68-77
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• 2021

본 논문에서는 높은 동특성 환경에서 동작이 가능한 GPS/MEMS IMU 통합항법 수신모듈을 설계 및 제작하고, 그 결과를 확인하였다. 설계한 모듈은 RF 수신부, 관성측정부, 신호처리부, 상관기, 항법 S/W로 구성된다. RF 수신부는 저잡음증폭, 주파수 변환, 필터링, 자동이득조절 기능을 수행하고, 관성측정부는 3축 자이로스코프, 가속도계, 지자기센서가 적용된 MEMS급 IMU로부터 측정 데이터를 수집하여 항법S/W로 전달하는 인터페이스를 제공한다. 신호처리부 및 상관기는 FPGA 로직으로 구현하여 필터링 및 상관 값 계산을 수행하고, FPGA 내부 CPU를 사용하여 위성항법, 통합항법 S/W를 구현하였다. 제작된 모듈의 크기는 95.0 × 85.0 × 12.5 mm 이고, 무게는 110g을 확인하였으며, 동적성능 1200m/s, 가속도 10g의 환경에서 규격 이내의 항법정확도 성능을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.540-542
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• 2014

This paper introduces main activities of ISO/TC 108/SC 3 and published standards. Two working groups (WG 1 and WG 6) have been orgnized to review and revise ISO standards, specifically related to measurement and calibration subjects of vibration and shocks. A new joint working group (JWG1) with IEC/SC 47E (Semiconductor acceleration calibration) has started to deal with calibration methods for analog and digital output MEMS accelerometers. Finally, Published ISO standards, technically super-visored by ISO/TC 108/SC 3, are listed in this paper to help readers understand their main contents.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.98.1-98
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• 2002

In principle, a resonance type sensor generally has an oscillation characteristic. Thus, an analysis on transient oscillation response takes a great interest since it is related to the performance of resonant sensor. In particular, system bandwidth has tradeoff with oscillation accuracy, i.e. quality factor. For an efficient analysis of the oscillation characteristic, several analytic methods are introduced and summarized. The results are fundamentally based on the classical describing function method, but can explain the transient oscillation by introducing time varying concept about the predicted limit cycle. After introducing those methods, the application results to the specified system...

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1642-1647
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• 2003

The market of the horizontal axis washing machine (drum washing machine) has been growing drastically in Korea by about 80% annually since 2000. As market grows fast, the customerTs demands concerning quality becomes more strict and various. Imbalance sensing is a key technology to reduce the NVH problem in a washing machine, because the laundry is time-variant and uncontrollable source of imbalance, which can cause more than 200kgf exciting force. In this paper, imbalance-sensing methods are briefly reviewed, new acceleration sensing circuits are examined, and finally the control algorithm of spinning process is proposed and validated.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.1029-1034
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• 2006

In this paper, the tracking control of an automatic pipe cutting robot, called APCROM, with a magnetic binder is studied. Using magnetic force APCROM, a wheeled robot, binds itself to the pipe and executes unmanned cutting process. The gravity effect on the movement of APCROM varies as it rotates around the pipe laid in the gravitational field. In addition to the varying gravity effect other types of nonlinear disturbances including backlash in the driving system and the slip between the wheels of APCROM and the pipe also cause degradation in the cutting process. To maintain a constant velocity and consistent cutting performance, the authors adopt a repetitive learning controller (MRLC), which learns the required effort to cancel the tracking errors. An angular-position estimation method based on the MEMS-type accelerometer is also used in conjunction with MRLC to compensate the tracking error caused by slip at the wheels. Experimental results verify the effectiveness of the proposed control scheme.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권12호
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• pp.146-153
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• 2009

One of the most important issues in the wearable healthcare sensors is to minimize the motion artifacts in the vital signals for continuous monitoring. This paper presents a reflected type photoplethysmograph (PPG) sensor for monitoring heart rates at the artery of the wrist. Active noise cancellation algorithm was applied to compensate the distorted signals by motions with Least Mean Square (LMS) adaptive filter algorithms, using acceleration signals from a MEMS accelerometer. Experiments with a watch type PPG sensor were performed to validate the proposed algorithm during typical daily motions such as walking and running. The developed sensor is suitable for ubiquitous healthcare system and monitoring vital arterial signals during surgery.