• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.208-212
• /
• 2018

Microbial fuel cell (MFC) technology has been attractive since it can not only treat organic waste in an eco-friendly way by digesting it but also generate electricity by the unique metabolic process of microbes. However, it hasn't been employed in practical use until now because it is hard to integrate a small electricity up to an adequate amount of electric power and difficult to keep its bio-electric activity consistent. In this study, we combined an energy harvester with MFC (MFC-EH) to make the power-integration convenient and developed an energy self-sustainable wireless sensor system driven by a stable electric power produced by MFC-EH. Additionally, we build the low power application measuring data to be cast by the web in real-time so that it can be quickly and easily accessed through the internet. The proposed system could contribute to improvement of waste treatment and up-cycling technologies in near future.

• 센서학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.293-302
• /
• 2020

Food safety has emerged as a growing concern for human health in recent times. Consuming contaminated food may lead to serious health problems, and therefore, a system for monitoring food freshness that is both non-detrimental to the quality of food and highly accurate is required to ensure that only high-quality fresh food packages are provided to the customers. This paper proposes a method to monitor and detect food quality using a compact smart sensor tag. The smart tag is composed of three ultra-low-power sensors, which monitor four major indicators of food freshness: temperature, humidity, and the concentrations of ammonia and hydrogen sulfide gases. An RF energy scavenging circuit is integrated into the smart sensor tag to harvest energy from radio waves at a high frequency of 13.56 MHz to supply sufficient power to the tag. Experimental results show that the proposed energy harvester can efficiently obtain energy at a distance of approximately 40 cm from a 4 W reader. In addition, the proposed smart sensor tag can operate without any battery, thereby eliminating the requirement of frequent battery replacement and consequently decreasing the cost. Meanwhile, the freshness of preserved pork is continuously monitored under two conditions--room temperature and refrigerator temperature--both of which are the most common temperatures under which food is generally stored. The food-monitoring experiments are conducted over a period of one week using the proposed battery-less tag. Based on the experimental results, the food assessment is classified into four categories: fresh, normal, low, and spoiled.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
• /
• pp.484-487
• /
• 2015

본 논문에서는 진동에너지와 빛에너지를 이용한 MPPT 기능을 갖는 이중 입력 충전기 회로를 제안한다. 빛에너지는 photovoltaic cell로부터 수확하고, 진동에너지는 piezoelectric cell로부터 수확하여 각각 커패시터에 저장된다. Charger 블록에 의해 배터리 전압이 승압되며 이때 두 가지 에너지원이 모두 입력으로 사용되어 충전하게 된다. 승압하는 방법은 DC-DC boost converter를 사용하였으며 시간 구간에 따라 하나의 인덕터를 공유하는 방법을 적용하였고, 진동에너지와 빛에너지를 입력으로 사용하는 비율은 8:1로 설계하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계하였고 배터리 관리블록에 의해 배터리 커패시터의 충전 상태가 제어되며 최대 3V의 전압까지 충전할 수 있다. 설계된 회로의 최대 효율은 88.56%이며, 칩 면적은 패드를 포함하여 $1230um{\times}1330um$이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.3357-3362
• /
• 2014

본 연구에서는 자동차가 노면을 주행 시 발생되는 진동에너지를 수집하여 차량의 배터리를 자가 충전할 수 있는 현가장치에 적용 가능한 공진형 선형 발전시스템을 설계하였다. 논문에서 제안된 선형 발전기는 기존의 발전기들과는 달리, 비교적 작은 에너지 원천인 노면의 진동에 더욱 효과적으로 대응하기 위해 공진 현상을 최대한 활용하는 설계를 지향했으며, 한정된 공간인 차량 현가장치에서의 선형 발전기의 발전 효과 검증 및 향후 연구 진행의 가능성을 판단하기 위해 수치해석적 방법을 활용하여 시스템의 동적 해석을 위한 기본 입력 속도를 도출하고 시스템의 목표인 발전 기능에 대한 예측을 위해 전자기 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서 정상적인 발전 기능의 가능성을 확인한 공진형 선형 발전 시스템이 최근 자동차 산업의 큰 주축을 이루고 있는 하이브리드형 자동차 및 전기 자동차에 적용된다면, 각종 전장장치 및 배터리의 구동 및 성능유지에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제35권3호
• /
• pp.858-864
• /
• 2014

Recently, many researches have shown that even photosynthetic light-harvesting pigment-protein complexes can have quantum coherence in their excitonic energy transfer at cryogenic and physiological temperatures. Because the protein supplies such noisy environment around pigments that conventional wisdom expects very short lived quantum coherence, elucidating the mechanism and searching for an applicability of the coherence have become an interesting topic in both experiment and theory. We have previously studied the quantum coherence of a phycocyanin 645 complex in a marine algae harvesting light system, using Poisson mapping bracket equation (PBME). PBME is one of the applicable methods for solving quantum-classical Liouville equation, for following the dynamics of such pigment-protein complexes. However, it may suffer from many defects mostly from mapping quantum degrees of freedom into classical ones. To make improvements against such defects, benchmarking targets with more accurately described dynamics is highly needed. Here, we fall back to reduced hierarchical equation of motion (HEOM), for such a purpose. Even though HEOM is known to applicable only to simplified system that is coupled to a set of harmonic oscillators, it can provide ultimate accuracy within the regime of quantum-classical description, thus providing perfect benchmark targets for certain systems. We compare the evolution of the density matrix of pigment excited states by HEOM against the PBME results at physiological temperature, and observe more sophisticated changes of density matrix elements from HEOM. In PBME, the population of states with intermediate energies display only monotonically increasing behaviors. Most importantly, PBME suffers a serious issue of wrong population in the long time limit, likely generated by the zero-point energy leaking problem. Future prospects for developments are briefly discussed as a concluding remark.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.45-53
• /
• 2016

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 간단한 구조와 적은 비용으로 출력을 안정화시키기 위해 전력변환기인 DC-DC 부스트 변환기의 출력 단에 PMU (Power Management Unit)를 이용하는 구조를 제안하였다. 또한, 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 시스템의 효율을 향상시키기 위해 FOC (Fractional Open Circuit) 방식의 MPPT 제어회로를 설계하였다. 진동소자 (PZT)에서 출력되는 AC 신호는 AC-DC 변환기를 통해 DC 신호로 변환되며, DC-DC 부스트 변환기를 거쳐 승압되고, PMU에 의해 듀티 (duty)를 갖는 안정화된 신호로 변환되어 부하로 공급된다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 이용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $915{\mu}m{\times}895{\mu}m$이다. 설계된 회로의 성능을 검증한 결과 전체회로의 최대 전력효율은 83.4%이다.

• 정보통신설비학회논문지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.86-91
• /
• 2010

In this paper, we introduce UFSN (Underground Facility Sensor Network) in order to build the intelligent management system for the underground facility and drainage in convergence with ubiquitous technologies. and propose the three type of UFSN.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.587-588
• /
• 2014

Studies that the vehicle exhaust system applied by the TEG(thermal electric generator) are actively in progress in order to improve the fuel efficiency of the vehicle. Vehicle exhaust system is on a poor vibration condition, it is susceptible to TEG. This paper is about the development of vibration durability test of TEG mounted on a vehicle exhaust system. Vehicle driving tests are performed to measure the vibration condition of the vehicle exhaust system. The vibration durability test mode of TEG is evaluated using equivalent vibration energy method. The vibration durability tests of TEG are performed using the multi-axial vibration simulation table.

• 한국정보기술학회논문지
• /
• 제16권12호
• /
• pp.101-107
• /
• 2018

다양한 분야에 적용이 확대되고 있는 무선 센서 네트워크 기술은 센서들의 전력공급 및 전원관리 문제가 가장 큰 핵심이 되고 있다. 이러한 이유에서 새로운 개념의 전력공급장치와 전원관리장치가 요구된다. 이에 본 논문에서는 송전선에 흐르는 전류를 이용하여 전자기유도 원리에 의한 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 별도의 외부 입력 없이 센서노드에 안정적인 전력을 공급하는 자율독립전원 시스템을 개발하였다. 제안한 자율독립전원 시스템은 Power CT를 활용한 전력공급장치와 충전회로를 포함한 전원관리장치로 구성되었다. 전원관리장치는 배터리의 충전의 안전성을 확보하기 위하여 전압제한회로, 충전전압/전류 모니터링 회로를 적용하였다. 제안된 시스템의 성능검증을 위하여 SVL진단장치에 적용하여 실험한 결과 안정적으로 운용됨을 확인할 수 있었다.

• ETRI Journal
• /
• 제45권6호
• /
• pp.996-1006
• /
• 2023

Renewable energy is promoted massively to overcome problems that fossil fuel power plants generate. One popular renewable energy type that offers easy installation is a photovoltaic (PV) system. However, the energy harvested through a PV system is not optimal because influenced by exposure to solar irradiance in the PV module, which is constantly changing caused by weather. The maximum power point tracking (MPPT) technique was developed to maximize the energy potential harvested from the PV system. This paper presents the MPPT technique, which is operated on a new high-gain voltage DC/DC converter that has never been tested before for the MPPT technique in PV systems. Fuzzy logic (FL) was used to operate the MPPT technique on the converter. Conventional and adaptive perturb and observe (P&O) techniques based on variables step size were also used to operate the MPPT. The performance generated by the FL algorithm outperformed conventional and variable step-size P&O. It is evident that the oscillation caused by the FL algorithm is more petite than variables step-size and conventional P&O. Furthermore, FL's tracking speed algorithm for tracking MPP is twice as fast as conventional P&O.