• 생물환경조절학회지
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• 제29권2호
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• pp.105-109
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• 2020

본 연구는 태양광 기반으로 인공광 병렬 광공급 시스템을 개발하고 상추 재배효과를 구명하기 위하여 수행하였다. 태양광 기반으로 인공광원을 공급하는 장치는 광원 공급부, 전원공급부, 시스템 계측 및 제어부로 구성하였다. 광원공급부는 태양광 전송장치(광파이버)와 LED 램프(인공광)로 구성하였고, 태양광 전송장치는 광 전송률이 우수한 석영재질의 광섬유(Optical fiber)로 제작되었으며, 인공광은 LED 중 White 램프를 사용하였다. 전원 공급부는 누전 차단기, SMPS, LED 제어기 및 릴레이로 구성하였다. 시스템계측 및 제어부는 터치스크린과 지그비(ZigBee) 통신모듈, 광량센서로 구성하였다. 구성한 장치의 성능시험 결과 광량센서로 측정된 강도가 200μmol·m^-2·s^-1 이하가 되면 자동적으로 LED 램프가 작동되어 보광하는 것을 확인하였다. 또한 본 장치를 활용하여 상추를 재배한 결과, 엽장, 뿌리길이, 엽록소 함량 및 지하부 생체중이 LED 처리보다 큰 것으로 나타났다. 따라서본 장치는 화석연료 고갈 등으로 전기 사용에 제한이 올때 폐쇄형 식물공장 같은 시설에서 작물을 재배할 수 있을 것으로 판단된다.

• 태양에너지
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• 제11권3호
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• pp.3-8
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• 1991

우리나라의 오지 또는 섬 등지에 태양에너지 이용기기의 설치는 대체에너지 이용차원에서도 실현되어야 할 분야이다. 이러한 태양에너지 이용기기의 설계를 위한 필수자료는 신뢰성있는 일사량의 측정 및 그의 분석이다. 그러나 국내에는 15개 지역에 일사량을 측정할 수 있는 시스템이 설치되어 있지만 전력수급이 쉽지 않은 오지에서의 정확한 일사자원의 평가는 불가능하다. 따라서 본 연구를 통하여 무인자동일사량 측정시스템(KIER 시스템)을 개발하여 기존의 HWS 시스템과 같이 우리나라의 독도에 설치하여 그 성능을 비교하였다. 그 결과 절대오차가 3% 내외로 신뢰도가 높았으며, 1989년 10월부터 8개월 동안의 전 일사량의 평균치는 약 $2,330W/m^2$ day로 독도에서 태양에너지 이용시스템의 설치 및 활용가능성이 높은 것을 알 수 있었다. 본 KIER 시스템은 앞으로 독도 이외의 오지지역에도 설치를 추진할 예정이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.150-158
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• 2010

본 논문은 입력단 전압과 출력단 부하전압의 상대적 크기에 따라 동작모드가 다르게 구성되며, 열전에너지 수확이 가능한 새로운 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 특성을 해석한다. 공진형 DC/DC 컨버터는, 직류 입력전원에 연결 되는 LC 공진회로와, 공진회로의 캐패시터 전압이 최대일 때 부하측으로 에너지를 전달하는 펄스형 공진 컨버터로 구성되어있다. 입력단 LC 공진회로의 캐패시터는 전압의 최대값이 입력전압의 최대값의 2배가 되는 Voltage Doubler의 특성을 갖는다. 제안한 컨버터는 공진 캐패시터 전압의 최대값과 부하전압의 상대적 크기에 따라서 승압형 연결, 혼합형 연결, 직접연결의 3가지 동작특성을 가진다. 승압형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 작은 경우이다. 혼합형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 큰 경우이며, 스위칭 주기에 직접연결과 승압형 연결이 연속하여 나타난다. 직접연결은 입력단 전압의 크기가 부하전압보다 큰 경우이며, 입력단 에너지가 부하측으로 컨버터의 스위칭 동작 없이 직접 전달된다. 공진형 DC/DC 컨버터 회로의 동작원리를 설명하고, PSPICE 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였으며, 열전에너지 수확분야에 활용 가능성을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.45-50
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• 2016

본 논문에서는 효율적인 환자관리를 위한 링거액 감지기 및 송수신기를 설계 하고자 한다. 링거액 감지기 및 송수신기는 메인 제어부, 링거액 감지부, 디스플레이 및 경고 발생부, 무선 송수신부, 전원 공급부로 구성된다. 메인 제어부에서는 GC89L591A0-MQ44IP의 CPU를 사용하여 전체 시스템을 제어하고 링거액 감지부는 수광부에 TSL235R-LF 포토다이오드, 투광부에 Water-Clear Type LED를 적용하였다. 또한, 디스플레이 및 경고 발생부는 7-세그먼트와 적색 LED를 적용하였으며 무선 송수신부는 NR-FPCX 모듈을 사용하여 데이터를 송수신하였다. 전원 공급부는 건전지를 사용하며 일반 전원이나 충전식 전원도 사용할 수 있도록 하였다. 따라서, 효율적인 환자관리를 위한 링거액 감지기 및 송수신기 설계에 대한 연구 결과 링거액이 포토다이오드에 의해 감지되었을 때 주파수는 11.95kHz이며, 감지되지 않았을 때는 9.6kHz로 측정되었다. 이때, 링거액의 감지 데이터가 링거액 송신기를 통해 출력되지 않을 때는 "0" 으로, 출력되었을 때는 해당 병실의 호실 정보가 링거액 수신기에 표시됨을 확인 할 수 있었다. 또한, 링거액 감지기의 사용전원은 신호가 감지되지 않을 때에는 Sleep 모드로 전환하여 배터리 절약 모드로 동작하며 링거액 송수신기는 대략 700m이내의 거리에서 무선 송수신이 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.745-752
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• 2016

모든 사물들이 인터넷에 연결되는 사물 인터넷 시대에 즈음하여 본 논문에서는 라즈베리파이와 지그비를 이용하여 실내의 LED 조명등과 멀티탭을 on/off 하고 조명등의 밝기와 출입문의 전자 도어락을 스마트폰으로 원격 제어하는 시스템을 제안한다. 라즈베리파이에 적외선 송신 모듈을 연결하여 리모트컨트롤이 가능한 에어컨 등의 가전제품을 스마트폰 어플로 제어했으며 실내의 영상, 실내온도, 조도 등을 모니터링 했다. 리모트컨트롤이 가능한 모든 가전제품들을 원격 제어하기 위해서는 IR 송신코드를 알아내어야 하는데 AVR 마이크로컨트롤러를 이용해서 IR 송신코드를 알아내는 방법을 제안했다. 상용의 사무실용 도어락을 개조하여 원격으로 개폐하는 방법을 제안했다. LED 조명의 밝기는 ATmega88로 PWM 신호를 발생시켜서 0에서 10 레벨까지 컨트롤했고 멀티탭의 제어는 ATmega32와 포토커플러, TRIAC를 사용하였다. 측정된 온도 및 조도는 Tiny44A를 사용하여 A/D 변환되고 SPI 통신으로 라즈베리파이에게 송신된다. 카메라는 라즈베리파이의 CSI(Camera Serial Interface) 헤드에 연결하였다. 스마트 멀티탭은 일정시간 동안 on 시킬 수 있고 미래시점에 on이 되도록 예약할 수 있다. 대기전력을 줄이기 위해서는 수동으로 멀티탭의 콘센트를 뽑거나 스위치을 꺼면 되지만 스위치를 꺼지 않고 외출한 경우에도 스마트폰으로 원격 제어하여 스위치를 꺼면 대기전력을 줄이는데 많은 도움이 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.319-330
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• 2016

3D 프린팅 기술은 다양한 산업분야에서 개념모델 및 기능성 시제품을 제작하는데 많이 응용되고 있지만, 3D 프린팅 소재 및 제작된 제품 신뢰성 등의 여러 가지 이유로 상용화 제품으로 적용되는 데 한계가 존재한다. 본 논문에서는 3D 프린팅 기술을 이용한 산업적 응용분야 중 하나로 발전소 저탄장에 사용되는 풀 코드 스위치 모듈의 부품들 중 잦은 돌발 상황으로 인해 파손이 자주 발생하는 허브 구동부와 레버 고정부 부품들에 대해 현장에서 작업자들이 단기 대체부품으로 적용이 가능하도록 하는 부품 최적 설계 및 FDM 방식 3D 프린팅 제조공정기술에 대한 연구결과를 제시하였다. 3D 프린팅 기술의 경우 소재 적용에 있어서 한계가 존재하므로, 본 논문에서는 구조 최적화 설계를 통해 구조 안정성을 확보하는 방안에 대해 연구를 수행하였다. 허브 구동부 부품에 대해 내부 구조 형상 및 구조 설계 변수 최적화를 수행하여 좌측구동모드에서는 안전계수가 153.67% 증가한 1.243을 확보할 수 있었으며, 우측구동모드에서는 404.96% 증가한 3.156을 확보할 수 있었다. 레버 고정부 부품의 경우, 반복적인 스위칭 구동에 의한 굽힘 모멘트로 인해 발생하는 파손을 최소화하기 위해 구조 최적화 설계를 수행하여 26% 증가한 구조 안전계수(7.52)를 확보할 수 있었다. 본 연구를 통해 3D 프린팅 기술을 단기 대체부품 제조공정에 적용함에 있어서 소재 최적화를 통한 설계보다는 3D 프린팅 공정의 적층특성을 활용한 구조적 최적화 설계기법 이 더욱 유연한 결과를 도출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권3호
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• pp.75-80
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• 2019

친환경 및 고효율의 장점 때문에 신재생 에너지원으로 널리 사용되고 있는 실리콘 태양 전지는 모듈을 직렬 연결하여 발전할 때 500-1,500 V의 전압이 걸리게 된다. 모듈 프레임과 태양 전지 사이에 걸린 이러한 고전압 차에 의해 장시간 가동시 효율 및 최대 출력이 감소하는 현상인 potential-induced degradation(PID)은 실리콘 태양 전지의 수명을 단축시키는 주요 원인 중 하나로 알려져 있다. 특별히 전면 유리의 $Na^+$ 이온이 고전압에 의해 반사방지막을 거쳐 실리콘 내부로 확산하여 실리콘 내부 적층 결함 등에 축적되는 것이 PID의 원인으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 p-형 PERC(passivated emitter and rear contact) 구조 실리콘 태양전지를 대상으로 $Na^+$ 이온의 확산 장벽으로 작용할 수 있는 $SiO_x$층이 p-n 접합과 반사방지막 사이에 삽입되었을 때 그 두께가 PID 현상 완화에 미치는 영향을 연구하였다. 96 시간 동안 1,000 V의 전압을 연속적으로 가한 후 병렬 저항, 효율 및 최대 출력을 측정한 결과 삽입된 $SiO_x$ 장벽층의 두께가 7-8 nm 이상일 때 비로소 PID 현상이 효과적으로 완화되는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.87-97
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• 2000

국내에서 최초로 개발된 기본훈련기 KT-1의 추진기관인 터보프롭 엔진(PT6A-62)을 위한 정상상태 성능모사 덴 진단 프로그램을 개발하였다. 개발된 정상상태 성능해석 프로그램의 검증을 위해 해석 결과를 엔진 제작사에서 제공한 성능 데이터 및 가스터빈 엔진의 성능 모사 프로그램으로 잘 알려진 GASTURB와 비교하였다. 개발된 정상상태 성능해석 프로그램의 검증을 위해 해석 결과를 엔진 제작사에서 제공한 성능 데이터 및 가스터빈 엔진의 성능 모사 프로그램으로 잘 알려진 GASTURB와 비교하였다. 개발된 프로그램의 유용성을 검증하기 위해 다양한 고도, 비행마하수, 부분부하에서의 성능을 해석하였다. GPA(Gas Pess Analysis) 방법은 엔진의 성능 저하를 구성품 효율의 저하와 공기유량의 변화량으로 나타내는 방법이다. 오염, 부식, 침식과 같은 물리적 손상을 탐지하기 위한 최적의 계측변수 선정을 위해 GPA 방법은 유용하다. 본 연구에서는 최적의 계측변수를 선정하기 위해 2가지 방법을 이용하였다 하나는 독립변수의 수를 다르게 하여 계측기 수가 진단에 미치는 영향을 알아보았으며 다음 종속변수의 종류가 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과에 따르면 압축기 입구 온도 및 압력, 압축기 터빈 입구 온도 및 압력, 동력 터빈 입구의 온도 및 압력과 축마력, 연료유량 등을 측정하여 진단에 이용하는 것이 가장 오차가 적었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.135-141
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• 2019

사물인터넷이 활성화 되면서 많은 센서 디바이스들이 늘어나고 있다. 센서들은 네트워크 유선망을 설치하여 사용하거나 이동통신망을 사용할 수 있다. 이동통신망은 전송률 관점에서 볼 때 크게 고속 통신과 저속통신 두 가지로 분류 할 수 있다. 이동 통신망에서 수억 개의 센서들의 경우 고속 통신을 사용하기에는 자원 낭비가 심하게 발생하게 된다. 이러한 자원을 낭비하지 않고 전송 속도를 줄이고 자원을 적절히 할당하여 이용할 수 있는 통신이 필요하다. 최근 이동통신에서 저전력 기술 중 하나인 협대역 인터넷(NB-IoT)이 여러 기업에서 각광받고 있다. 현재 NB-IoT 또는 기타 저전력 통신들만이 빠르게 늘어나는 센서 디바이스들을 인터넷에 연결시킬 수 있는 가능성을 가지고 있다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 화웨이 NB-IoT 통신 모듈을 이용한 히터 제어 장치, 제어 장치의 정보를 수집하는 서버, 장치에 기본 설정을 할 수 있는 응용프로그램을 설계 및 구현하였다. 이 시스템의 주요 기능은 온도 및 히터 상태 수집하여 서버에 주기 보고, 서버에서의 히터 제어, 히터가 자동으로 동작하기 위한 파라미터 설정이 있다. 본 시스템은 히터뿐만 아니라 도로 정보, 스마트 농업, 소규모 저수지 등 유선 통신이 구축 되지 않은 곳에 응용할 수 있다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.44-56
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• 2018

전 세계적으로 국방력 향상을 위해 초정밀무기체계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 초정밀무기체계는 무기로 사용될 뿐만 아니라 사람이 접근하기 힘든 장소의 정찰 및 감시 역할도 수행하기 때문에 그 활용성이 점차 확장되고 있다. 이러한 무기체계가 공격의 대상이 될 경우, 국가 안보에 중요한 군사 데이터가 유출될 수 있고, 더 나아가 기기가 탈취될 경우 오히려 자국을 위협하는 테러 도구로 사용될 수 있기 때문에 이와 같은 위협을 방지하기 위해서는 무기 체계에 대한 보안이 매우 중요하다. 이러한 무기체계의 보안을 유지하기 위해서는 전원이 인가된 시점부터 응용프로그램이 실행되기까지 시스템 운용의 전반적인 모든 과정에 신뢰성을 부여하는 신뢰체인을 형성하는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 신뢰성 부팅 기술 분석을 바탕으로 신뢰성 부팅 기술을 구성하는 요소 기술들을 도출하고 하드웨어 종속/독립성을 기준으로 분류한다. 본 논문에서 분류한 하드웨어 종속/독립성에 따라 분류한 신뢰성 부팅 구성 요소를 바탕으로 신뢰성 부팅 기술을 적용하기 위해 필요한 최소한의 하드웨어 종속적인 구성 요소를 제시하여 우리 군에서 국방력 향상을 위해 자체개발하는 초정밀무기체계 설계에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.