• 전기전자학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.922-932
• /
• 2018

방사형 거리 센서는 측량 및 자율 주행에 널리 사용된다. 이러한 센서의 작동 원리 및 적용 방법의 교육이 필요하다. 상용 방사형 거리 센서의 저성능화를 통한 저가화가 계속되고 있지만, 교육 목적으로 사용하기에는 여전히 고가이다. 본 논문에서는 교육용 로봇에 활용할 수 있는 저가의 포토트랜지스터의 방사형 배열을 이용한 물체추적기능을 갖는 거리 센서 모듈을 제안한다. 제안하는 방법은 포토트랜지스터를 180도 범위의 배열로 배치하여 빠르게 움직이는 물체의 위치를 즉시 감지할 수 있으며 서보 모터를 사용한 센서 회전으로 감지 각도 범위를 향상하고 물체를 추적한다. 제안된 센서의 스캔 속도는 상업용 거리 센서보다 50~200배 빨라서 1ms의 제어 루프를 가지는 고성능의 교육용 모바일 로봇에 적용할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제14권9호
• /
• pp.2071-2077
• /
• 2010

본 논문에서는 이미지 센서와 외부의 구성요소 들과의 정합 모듈을 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 사용하여 설계하였다. 일반적으로, 저준위 이미지의 데이터를 동기화하기 위하여 SRAM이 요구된다. 본문에서는 신호와 픽셀 단위의 크기를 가진 이미지 신호를 동기화하기 위하여 FPGA를 사용하여 인터페이스의 정합 모듈을 설계함을 목적으로 한다. 본 논문에서는 픽셀 단위로 구현함으로써 고화질의 이미지를 얻을 수 있다. 사용한 이미지 센서와 TFT-LCD의 동작 주파수는 각각 50MHz와 6.5MHz이다. 또한, 구현한 대부분의 제어부는 FPGA에 내장되어 있고 Altera사의 Quartus II 저작도구를 사용하였으며, 설계된 논리 게이트의 수는 33,216 개다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제17권1호
• /
• pp.110-119
• /
• 2017

This paper describes a CMOS image sensor (CIS) with dual correlated double sampling (CDS) and column-parallel analog-to-digital converter (ADC) and its measurement method using a field-programmable gate array (FPGA) integrated module. The CIS is composed of a $320{\times}240$ pixel array with $3.2{\mu}m{\times}3.2{\mu}m$ pixels and column-parallel 10-bit single-slope ADCs. It is fabricated in a $0.11-{\mu}m$ CIS process, and consumes 49.2 mW from 1.5 V and 3.3 V power supplies while operating at 6.25 MHz. The measured dynamic range is 53.72 dB, and the total and column fixed pattern noise in a dark condition are 0.10% and 0.029%. The maximum integral nonlinearity and the differential nonlinearity of the ADC are +1.15 / -1.74 LSB and +0.63 / -0.56 LSB, respectively.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
• /
• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
• /
• pp.74-78
• /
• 2002

MEMS공정을 이용하여 폴리실리콘의 piezoresistivity를 이용한 스트레인 센서어레이를 제작하였고, 이 센서 어레이를 flexible substrate에 패키징하는 공정을 개발하였다. 실리콘 웨이퍼에 표면 가공(surface micromachining)된 센서는 폴리이미드 코팅, release-etch 방법을 통해 웨이퍼로부터 분리되어 폴리이미드를 기판으로 하는 flexible sensor array module을 완성할 수 있었다. 공정은 희생층과 절연층을 증착하고 폴리실리콘 0.5 $\mu\textrm{m}$을 증착, 도핑 및 패터닝하여 센서 어레이를 구성하였다. 이 센서어레이를 flexible substrate에 패키징 하기 위해서 폴리이미드를 코팅하여 15 $\mu\textrm{m}$의 막을 구성하였고, 100% $O_2$RIE를 이용한 선택적 식각 방법으로 via hole을 구성하였다. 이후 전기도금을 통해 회로를 구성하여 1단계 패키징(die to chip carrier)과 2단계 패키징(chip to substrate)을 웨이퍼 레벨에서 완성하였다. 희생층을 제거함으로서 웨이퍼로부터 센서어레이 모듈을 분리하였다. 제작되어진 센서 모듈은 임의의 곡면에 실장이 가능하도록 충분한 flexibility를 얻을 수 있었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제12권4호
• /
• pp.234-239
• /
• 2012

This paper presents a compact K-band Doppler radar sensor for human vital signal detection that uses a radar configuration with only single coupler. The proposed radar front-end configuration can reduce the chip size and the additional RF power loss. The radar front-end IC is composed of a Lange coupler, VCO, and single balanced mixer. The oscillation frequency of the VCO is from 27.3 to 27.8 GHz. The phase noise of the VCO is -91.2 dBc/Hz at a 1 MHz offset frequency, and the output power is -4.8 dBm. The conversion gain of the mixer is about 11 dB. The chip size is $0.89{\times}1.47mm^2$. The compact Ka-band Doppler radar system was developed in order to demonstrate remote human vital signal detection. The radar system consists of a Ka-band Doppler radar module with a $2{\times}2$ patch array antenna, baseband signal conditioning block, DAQ system, and signal processing program. The front-end module size is $2.5{\times}2.5cm^2$. The proposed radar sensor can properly capture a human heartbeat and respiration rate at the distance of 50 cm.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제23권9호
• /
• pp.124-129
• /
• 2009

최근 자동차 및 자동화 등 많은 첨단 산업분야에서 산업용 모터 정밀 제어를 위한 인버터의 요구가 증가하고 있다. 본 논문에서는 FPGA를 이용하여 단일 제어 유닛으로 여러 개의 모터를 제어할 수 있는 SVPWM 모듈을 설계 제작하여 모터 정밀제어에 응용하고자 한다. 개발된 WVPWM 모듈에는 PWM 발생기뿐만 아니라 위치 및 전류센서 처리 부분과 데프타임 보상기 알고리즘도 함께 구현되었다. 개발 툴은 ALTERA Quartus 8.0을 사용하였으며 시뮬레이션에 의해 동작 특성을 검증하였고 실험을 통해 성능을 검증하였다.

• 로봇학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.156-163
• /
• 2013

This paper describes a flexible visuo-haptic display module. We have developed a flexible electro-active polymer (EAP) actuator and a thin flexible visual display with $3{\times}3$ array configuration via polymer technology. The flexible actuator consists of nine EAP cells vertically moving in response to change in their thickness. The flexible display uses polymer based optical waveguide allowing light to scatter only at specific area. The display film is transparent and identically designed to the array pattern to fit for the arrangement of actuator cells. A pressure sensor is installed under the integrated module. The performance of the actuator is proved to be sufficient for satisfying perceivable range of human touch sense. The integrated system can provide interactive haptic feedback such as key pressing, contact vibration sensations, and etc. in accordance with user input.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권1C호
• /
• pp.54-60
• /
• 2005

본 논문은 지연 추정 기능을 갖는 적응 마이크로폰 어레이 알고리즘을 제안한다. Generalized sidelobe canceller (GSC)의 적응 차단 행렬이 각 센서간의 상호 시간 지연을 추정할 수 있다는 것을 보임으로써, 제안한 시스템은 적응 차단 행렬을 목적 신호의 차단 뿐 아니라 각 센서의 시간 지연 추정을 위해 사용한다. 이로 인해, 제안한 시스템은 GSC 구조만을 사용하면서. 시간 지연 추정기를 외부의 전처리기로 사용하는 기존의 시스템과 같은 성능을 얻을 수 있다. 실제 환경에서의 실험 결과를 통해 제안한 시스템의 성능이 기존의 시스템과 유사함을 확인하였다.

• 한국측량학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.619-627
• /
• 2016

Cells of a PV (photovoltaic) module can suffer defects due to various causes resulting in a loss of power output. As a malfunctioning cell has a higher temperature than adjacent normal cells, it can be easily detected with a thermal infrared sensor. A conventional method of PV cell inspection is to use a hand-held infrared sensor for visual inspection. The main disadvantages of this method, when applied to a large-scale PV power plant, are that it is time-consuming and costly. This paper presents an algorithm for automatically detecting defective PV panels using images captured with a thermal imaging camera from an UAV (unmanned aerial vehicle). The proposed algorithm uses statistical analysis of thermal intensity (surface temperature) characteristics of each PV module to verify the mean intensity and standard deviation of each panel as parameters for fault diagnosis. One of the characteristics of thermal infrared imaging is that the larger the distance between sensor and target, the lower the measured temperature of the object. Consequently, a global detection rule using the mean intensity of all panels in the fault detection algorithm is not applicable. Therefore, a local detection rule was applied to automatically detect defective panels using the mean intensity and standard deviation range of each panel by array. The performance of the proposed algorithm was tested on three sample images; this verified a detection accuracy of defective panels of 97% or higher. In addition, as the proposed algorithm can adjust the range of threshold values for judging malfunction at the array level, the local detection rule is considered better suited for highly sensitive fault detection compared to a global detection rule. In this study, we used a panel area extraction method that we previously developed; fault detection accuracy would be improved if panel area extraction from images was more precise. Furthermore, the proposed algorithm contributes to the development of a maintenance and repair system for large-scale PV power plants, in combination with a geo-referencing algorithm for accurate determination of panel locations using sensor-based orientation parameters and photogrammetry from ground control points.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제50권3호
• /
• pp.190-198
• /
• 2013

In order to predict acoustic pressure distributions by exterior incident wave at Cylindrical Hydrophone Array (CHA) sensor's positions, acoustic pressure analysis is performed by using beam tracing method. Beam tracing method is well-known of reliable pressure analysis methods at high-frequency range. When an acoustic noise source is located at the center of rectangular room, acoustic pressure analysis is performed by using both beam tracing method and Power Flow Boundary Element Method (PFBEM). By comparing with results of beam tracing method and those of PFBEM, the accuracy of beam tracing method is verified. We develop the CHA pressure analysis program by verified beam tracing method. The developed software is composed of model input, sensor array creator, analysis option, solver and post-processor. We can choose a model option of 2D or 3D. The sensor array generator is connected to a sonar which is composed of center position, bottom, top and angle between sensors. We also can choose an analysis option such as analysis frequency, beam number, reflect number, etc. The solver module calculates the ray paths, acoustic pressure and result of generating beams. We apply the program to 2D and 3D CHA models, and their results are reliable.