• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.39-42
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• 2018

본 논문에서는 진동 에너지 수확을 위한 MPPT 제어기능을 갖는 인터페이스 회로를 설계하였다. 설계된 회로는 수확된 교류 형태의 에너지를 시스템 구동에 필요한 직류 형태의 에너지로 정류하고, MPPT Controller를 통해 Open Circuit Voltage(Voc)를 주기적으로 샘플/홀드한 뒤, 입력전압을 최대 가용 전력점의 1/2되는 전압으로 유지시키면서, 수확된 전력을 부하에 전달하는 동작을 한다. 모든 회로들은 0.35-um CMOS 기술을 기반으로 설계되었으며, 모의실험을 통하여 동작을 검증하였다. 모의실험 결과 설계된 회로는 3V 입력전압에서 98nA의 전류를 소모하며, 최대 전력효율은 99.21%이다. 설계된 회로의 칩 면적은 $1.281mm{\times}1.236mm$ 이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1093-1100
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• 2018

웨어러블 기기에서 반도체의 소형화 및 저전력 기술이 빠르게 진행됨에 따라 다양한 초소형 형태의 응용서비스를 제공할 수 있게 되었다. 최근에는 태양열, 피에조, 마찰 등 다양한 에너지 하베스터를 이용해 저전력 반도체는 매우 낮은 전원으로도 동작할 수 있게 되었다. 웨어러블 상황에서의 대부분에 에너지 하베스팅은 비연속적(non-linear)으로 발전된다. 이에 따라 본 연구에서는, 3Hz의 낮은 주파수기반 디바이스 플랫폼을 제작하여 실험적으로 평가하였다. 본 연구는 비연속적 발전 환경을 고려해, 2단계의 저장환경과 사용된 에너지 발전소자의 맞춘 에너지 고효율 변환 플랫폼 설계하였다. 또한, 비연속적 에너지 수집 환경에서 안정적인 에너지를 저장 유지를 통해 약 4.67mW/min 발전하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.577-580
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• 2014

본 논문에서는 자동 스위칭 기능을 갖는 이중 입력 에너지 하베스팅 회로를 제안한다. 열전소자와 진동소자로부터 출력되는 에너지는 최대 가용전력지점이 개방전압의 1/2로 같기 때문에 동일한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어회로를 사용할 수 있다. 제안된 회로는 하나의 MPPT 제어회로를 사용하고, 자동 스위칭 기능을 적용하여 열전소자의 출력과 진동소자의 출력을 모니터링하여 전압이 더 큰 소자로부터 최대 가용전력을 수확한다. 수확된 에너지는 전하펌프 회로에 의해 승압된 후 저장 커패시터에 저장되고 PMU(Power Management Unit)를 통해 부하에 공급된다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였으며, 모의실험을 통해 동작을 검증하였다. 설계된 최초의 칩 면적은 PAD를 포함하여 $1.4mm{\times}1.2mm$이다.

• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.845-855
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• 2022

The purpose of this study is to develop a self-propelled underground crop harvester and its performance was evaluated by measuring the load during actual potato harvesting operations. This study was conducted at a constant working speed of 1 km·h^-1. A load measurement system was installed to measure the actual load and the required working power was analyzed. A hydraulic pressure sensor was also installed to measure the hydraulic pressure. The required hydraulic power was calculated using the hydraulic pressure and flow rate. The results showed that the engine speed, torque, and power during harvesting operation were in the range of 845 - 1,423 rpm, 95 - 228 Nm, and 9 - 31 kW, respectively. Traction power, excluding the hydraulic pump of the tractor and power take-off (PTO) output, was in the range of 9 - 28 kW, and it was confirmed that it occupies a ratio of 16.2 to 50% of the engine rated output. The engine can supply the minimum required traction power to move the vehicle. This means that the engine used in this study could be down-sized to be suitable for an underground crop harvester. In this study, the gear stages of the tractor were not considered. This research thus shows the possibility of developing a self-propelled underground crop harvester.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.73-84
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• 2015

Electricity generation using fossil fuels has caused environmental pollution. To solve this problem, research on new renewable energy sources (solar, wind power, geothermal heat, etc.) to replace fossil fuels is ongoing. These devices are able to generate power consistently. However, they have many weaknesses, such as high installation costs and limits to possible setup environments. Therefore, an active study on piezoelectric harvesting technology that is able to surmount the limitations of existing energy technologies is underway. Piezoelectric harvesting technology uses the piezoelectric effect, which occurs in crystals that generate voltage when stress is applied. Therefore, it has advantages, such as a wider installation base and lower technological costs. In this study, a piezoelectric harvesting device imitating seaweed, which has a consistent motion caused by fluid, is used. Thus, it can regenerate electricity at sea or on a bridge pillar, which has a constant turbulent flow. The components of the device include circuitry, springs, an electric generator, and balancing and buoyancy elements. Additionally, multiphysics analysis coupled with fluid, structure, and piezoelectric elements is conducted using COMSOL Multiphysics to evaluate performance. Through this program, displacement and electric power were analyzed, and the actual performance was confirmed by the experiment.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권1호
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• pp.33-40
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• 2007

We have designed and synthesized three Zn(II)-porphyrin derivatives, such as Zn(II) porphyrin ([G-0]Zn-P1) and aryl ether-typed dendron substituted Zn(II)-porphyrin derivatives ([G-1]Zn-P1 and [G-1]Zn-P-CN1). Their chemical structures were characterized by 1H-NMR, FT-IR, UV-vis absorption, EI-mass, and MALDI-TOF mass spectroscopies. Their electrochemical properties were studied by cyclic voltammetry measurement. These Zn(II)-porphyrin derivatives have been used to fabricate dye-sensitized solar cells (DSSCs) based on solid polymeric electrolytes as dye sensitizers and their device performances were evaluated by comparing with that of a standard Ru(II) complex dye. [G-1]Zn-P-CN1 showed the enhanced power conversion efficiency than those of other porphyrin derivatives, as expected. Short-circuit photocurrent density (Jsc), open-circuit voltage (Voc), fill factor (FF), and power conversion efficiency (η) of solid-typed DSSC for [G-1]Zn-P-CN1 were evaluated to be Jsc = 11.67 mA/cm2, Voc = 0.51 V, FF = 0.46, and η = 2.76%, respectively.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.637-644
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• 2010

진동 에너지 기반의 압전 에너지 수확 장치는 외부 가진력의 주파수가 장치의 고유 진동수 (또는 공진 주파수)와 일치하는 경우 최대 전력을 발생시키지만, 이를 벗어난 주파수 대역에서는 전력 발생량이 급격히 감소한다. 그런데, 에너지 수확 장치의 고유 진동수는 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 가진 주파수 역시 어떤 일정한 값에 항상 고정되어 있는 경우는 드물다. 따라서, 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 일정한 공진 대역폭을 갖는 압전 에너지 수확 모듈을 제안하였고 해석 및 실험을 통하여 전기 출력에 대한 주파수 대역특성을 파악하였다. 또한, 제안된 모듈을 구성하는 개별 에너지 수확 단위간의 전기적 연결 방법에 따라서 전기출력이 최대화되는 공진 주파수가 조절될 수 있음을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제11권5호
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• pp.555-567
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• 2013

An Remote Corrosion Monitoring (RCM) system consists of an anode with low potential, the metallic structures against corrosion, an electrode to provide reference potential, and a data-acquisition system to ensure the potential difference for anticorrosion. In more detail, the data-acquisition (DAQ) system monitors the potential difference between the metallic structures and a reference electrode to identify the correct potential level against the corrosion of the infrastructures. Then, the measured data are transmitted to a central office to remotely keep track of the status of the corrosion monitoring (CM) system. To date, the RCM system is designed to achieve low power consumption, so that it can be simply powered by batteries. However, due to memory effect and the limited number of recharge cycles, it can entail the maintenance fee or sometimes cause failure to protect the metallic structures. To address this issue, the low-overhead energy harvesting circuitry for the RCM systems has designed to replenish energy storage elements (ESEs) along with redeeming the leakage of supercapacitors. Our developed energy harvester can scavenge the ambient energy from the corrosion monitoring environments and store it as useful electrical energy for powering local data-acquisition systems. In particular, this paper considers the energy harvesting from potential difference due to galvanic corrosion between a metallic infrastructure and a permanent copper/copper sulfate reference electrode. In addition, supercapacitors are adopted as an ESE to compensate for or overcome the limitations of batteries. Experimental results show that our proposed harvesting schemes significantly reduce the overhead of the charging circuitry, which enable fully charging up to a 350-F supercapacitor under the low corrosion power of 3 mW (i.e., 1 V/3 mA).

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1324-1337
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• 2019

This study set out to investigate an energy harvesting device to ensure stable energy supply to batteries and data collection devices and a monitoring system for acer pictum sap to check collected data. Acer pictum sap farmers have written down weather information and yield of acer pictum sap manually for data storage. Since the job is done manually, there are many missing values in their data. In addition, it is not easy to manage batteries due to the characteristics of the areas where acer pictum sap is collected. The present study thus decided to build an energy harvesting device based on new renewable energy to ensure stable energy supply by taking into consideration power load, daily power consumption, and number of days with no sunshine for various devices. For a monitoring system, the investigator proposed a JSP-based web page to monitor temperature, humidity, volume of collected water, and battery state in real time. The proposed energy harvesting device was applied to reduce missing values in data. It promoted stable energy supply to the batteries and data collection devices, reducing the percentage of missing values in data from 30.55% to 0%.

• 한국작물학회지
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• 제47권3호
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• pp.157-160
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• 2002

삼백초의 근경 수확방법을 인력수확에서 생력기계화 수확기술로 개선코자 트랙터부착 굴취기 등 4종의 수확기기의 기계수확 효율을 비교, 검토하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 총생력시간은 인력에 비하여 경운기 경운 60%, 경운기부착 굴취기 64%, 트랙터부착 굴취기 67%절감되었다. 2. 근경의 손실율은 인력수확 13.9%, 경운기 경운 11.7%, 경운기부착 굴취기 9.8%, 트랙터부착 굴취기 5.1%로 기계수확에서 낮았다. 3. 상품 근경수량은 인력수확 3,032 kg/10a에 비하여 경운기 경운은 248 kg 감소하였으나, 경운기부착 굴취기와 트랙터부착 굴취기는 56kg, 320kg각각 증가되었으며, 총 근경수량은 인력수확에 비하여 기계수확에서 3-10%증가되었는데, 트랙터부착 굴취기는 10%의 증가로 가장 높은 수량을 보였다. 4. 경제성은 인력수확에 비하여 기계수확에서 13-27%높았으며, 트랙터 부착 굴취기는 27%로 가장 높았다. 5. 트랙터부착 굴취기는 생력효율, 상품수량, 총 근경수량 그리고 경제성에서 가장 높거나, 많은 것으로 나타나 적용가능성이 가장 높은 것으로 나타났다.