• 제목/요약/키워드: Sensor and Sensor Interface Design

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피지컬 인터페이스의 구현에 관한 연구

  • 오병근
    • 디자인학연구
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    • 제16권2호
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    • pp.131-140
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    • 2003
  • 컴퓨터를 이용한 인터랙션 디자인에 있어서 일반적인 입력방식은 키보드나 마우스를 이용하여 사용자가 모니터를 통해 인터페이스를 조작하는 제한적 형태이다. 그러나 이것은 기존의 전기나 전자의 기초기술을 활용하여 다른 형식의 입력방법을 창작하고 구현하여 인터랙션 디자인의 영역을 넓힐 수 있다. 최근 컴퓨터나 영상매체를 이용한 미디어 예술표현도 다양한 방식으로 제공되는 인터페이스를 사용자가 직접 참여하여 작동해야 예술적 표현이 완성되는 형식이 선보이고 있다. 피지컬 인터페이스를 이용한 인터랙션 디자인도 사용자가 작동하는 인터페이스로부터의 신호를 디지털이나 아날로그 형식으로 구분하고 컴퓨터에 입력하거나 출력하므로써 이를 활용할 수 있다. 이 때 인터페이스의 신호는 컴퓨터가 안전하게 받아들 일 수 있는 형식이 필요하므로 이를 위한 전기적 회로장치 구현이 필요하다. 인터페이스의 형식도 컴퓨터 키보드나 마우스 등의 기존 형태가 아닌 스위치나 센서, 카메라 등을 이용한 또 다른 물리적 형태의 창작물이 되는 것이다. 이러한 형태의 인터랙션 디자인은 인간이 원래부터 사용하는 언어와 몸짓을 이용한 인터랙션의 인간적(Humanity) 풍부함을 부여할 수 있는 디자인이라고 할 수 있다.

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표준 센서 출력신호를 5V 전압-출력을 변환하는 디지털 계측 증폭기 설계 (A Design of Digital Instrumentation Amplifier converting standard sensor output signals into 5V voltage-output)

  • 차형우
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권11호
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    • pp.41-47
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    • 2011
  • 산업용 표준 센서 신호처리를 위해 다양한 입력신호를 5V 전압 출력으로 변환하는 새로운 디지털 계측 증폭기(DIA)를 설계하였다. 이 계측 증폭기는 상용의 계측증폭기, 7개의 아날로그 스위치, 2개의 1.0V와 -10.0V의 기준전압, 그리고 4개의 저항기로 구성된다. 신호 변환원리는 입력신호에 따라 저항기와 기준전압을 디지털적으로 선택하여 5V의 출력전압을 얻도록 회로 구성을 바꾸는 것이다. 시뮬레이션 결과 DIA는 0V~5V, 1V~5V, -10V~+10V, 그리고 4mA~20mA의 입력신호에 대하여 우수한 0~5V 출력전압 특성을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다. 4가지 입력 신호에 대하여 비선형오차는 0.1%이하이다.

MO 근접장 기록을 위한 광학 갭 센서 (Optical Cap Sensor for Magneto-Optic Near-Field Recording)

  • 윤용중;박재혁;박노철;박영필
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권3호
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    • pp.245-250
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    • 2004
  • This paper proposes a new method of measuring an air interface distance between a solid immersion lens(SIL) applied magneto-optic technology and the disk surface. For applying near-field recording (NFR) technology to the magneto-optic storage devices for the next generation, it is positively necessary to maintain the small air gap under about 100㎚. We design an apparatus that consists of some optical components such as a prism, a polarizer and an analyzer. By using the Fresnel reflection coefficient equation, Jones matrices calculation and Malus's law, we establish a mathematical model for understanding the characteristics of the system. The simulations are based on the mathematical model and through the simulation results which is made with various cases we can estimate the performance of the new optical gap sensor system. Experimental results, which are also based on the mathematical model for specific cases, are in good agreement with simulated ones and demonstrate the possibility as the new optical gap sensor.

아두이노와 무선통신을 이용한 온실 환경 계측 시스템 설계 (Design of a Greenhouse Monitoring System using Arduino and Wireless Communication)

  • 성보현;조영열
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.452-459
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    • 2022
  • 스마트팜 요소들 중에서 중요한 요인 중 하나는 환경 계측이다. 본 연구에서는 오픈 소스 프로그램인 아두이노, 앱 인벤터와 노드 레드를 이용하여 로라와 블루투스 무선 통신을 통한 환경 계측 모니터링 시스템을 설계하였다. 이 시스템은 아두이노, 로라 쉴드, 온습도 센서(SHT10), 이산화탄소 센서(K30)로 구성되었다. 아두이노(Arduino) 프로그램에서 사용된 라이브러리로는 LoRa.h, Sensirion.h, LiquidCrystal_I2C.h와 K30_I2C.h를 사용하였다. 일정한 주기로 센서에서 환경 데이터를 받을 때, 데이터의 안정화를 위해 평균값을 사용한 코딩을 사용하였다. 사용자 인터페이스로 노드 레드와 앱 인벤터 프로그램을 이용하여 안드로이드 기반의 앱을 개발하였다. 아두이노의 시리얼 화면과 스마트 폰의 화면 및 노드 레드의 사용자 인터페이스에 출력되는 화면으로 센서에 위한 환경 자료가 잘 수집되어 디스플레이되는 것을 볼 수 있었다. 이러한 오픈소스 기반의 플랫폼과 프로그램들은 다양한 농업 응용 분야에 적용될 것이다.

스마트 팩토리 디지털 트윈(Digital Twin)을 위한 IIoT 통신 기반 ZMP(Zone Master Platform) 설계 (A Design on The Zone Master Platform based on IIoT communication for Smart Factory Digital Twin)

  • 박선희;배종환
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.81-87
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    • 2020
  • 본 논문은 스마트 팩토리(Smart Factory) 디지털 트윈(Digital Twin) 구축을 위해서 다양한 산업용 센서(IoT/비 IoT)로부터 센서데이터를 획득하기 위한 표준 노드(Node)를 생성하고 그룹별/공정별 존(Zone)을 연동하여 상호호환적인 데이터의 교환 기능을 제공함으로써 데이터의 안정성을 확보하고 스마트 팩토리의 디지털 트윈(Digital Twin)을 위한 효과적인 존 마스터(Zone Master) 플랫폼 구축 방안을 제시하였다. 존 마스터(Zone Master) 플랫폼의 Process는 독립된 시스템 간의 센서 객체 및 센서 상호작용이 어떻게 수행하는지를 정의해 주기 위한 인터페이스 명세를 포함하고 있으며 고유의 데이터 교환 규칙에 대한 개별 정책들을 수행하고 있다. 존 마스터 플랫폼 프로세서의 실행 통제를 위한 인터페이스는 시스템관리, 자료교환의 협상(publish-subscribe)을 위한 선언 관리, 센서 객체의 등록 및 상태 정보를 통신하기 위한 객체 관리, 속성 소유권 공유를 위한 소유권 관리, 데이터 동기화를 위한 시간 관리, 데이터 교환에 대한 Route 정보를 위한 자료 분배 관리를 제공한다.

가상현실 네비게이션을 위한 보행 이동 시스템의 개발 (A Walking Movement System for Virtual Reality Navigation)

  • 차무현;한순흥;허영철
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.290-298
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    • 2013
  • A walking navigation system (usually known as a locomotion interface) is an interactive platform which gives simulated walking sensation to users using sensed bipedal motion signals. This enables us to perform navigation tasks using only bipedal movement. Especially, it is useful for the certain VR task which emphasizes on physical human movement, or accompanies understanding of the size and complexity of building structures. In this work, we described system components of VR walking system and investigated several types of walking platform by literature survey. We adopted a MS Kinect depth sensor for the motion recognition and a treadmill which includes directional turning mechanism for the walking platform. Through the integration of these components with a VR navigation scenario, we developed a simple VR walking navigation system. Finally several technical issues were found during development process, and further research directions were suggested for the system improvement.

루프검지기와 피에조 센서를 이용한 차량정보 수집 시스템 설계 (Design of Traffic Data Acquisition System with Loop Defector and Piezo-Electric Sensor)

  • 한경호;양승훈
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.102-108
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    • 2002
  • 본 논문에서는 지능형 교통 시스템(ITS)의 기본 정보인 차량정보와 도로정보를 실시간으로 제공하기 위하여 루프 검지기와, 피에조 센서를 사용한 차량정보 수집 시스템의 설계를 다루었다. 루프검지기와 피에조 센서를 도로차선마다 설치하고 프로세서와 입/출력 보드를 통하여 샘플링 주기에 의하여 센서의 신호를 읽어들여 차량 및 교통정보를 생성한다. 생성된 정보는 패킷형태로 만들어져 RS232C 직렬 통신과 모뎀을 통하여 원격에 있는 교통 관제시스템으로 전송된다. 이를 위하여 EISA BUS규격의 32채널 입/출력 보드와 차량정보 수집 프로그램을 설계하고 시뮬레이션 시스템에서 확인하였다.

키넥트 센서 기반 격투액션 게임을 위한 제스처 인식에 관한 연구 (The Study on Gesture Recognition for Fighting Games based on Kinect Sensor)

  • 김종민;김은영
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.552-555
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    • 2018
  • 본 논문에서는 키넥트 센서를 이용한 제스처 인식 방법을 개발하고, 이를 이용한 격투액션 제어 인터페이스를 제안한다. 제스처의 패턴 특징을 추출하기 위해서는 단순한 절대 위치 정보를 이용하는 것이 아닌, 어깨를 중심으로 한 신체 비율 특성을 고려하여 특징을 추출하는 방법을 이용한다. 하지만 동일한 제스처를 수행하더라도 키넥트 센서에 포착되는 각 관절의 위치 좌표값들은 팔의 길이와 방향에 따라 달라질 수 있다는 문제점이 있다. 그래서 논문에서는 제스처를 모델링하고 분석하기 위해 주성분 분석법을 사용하는 방법을 기술한다. 이 방법을 사용함으로서 데이터가 가지는 에러의 영향을 줄일 수 있게 되고, 차원축약의 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한 동작 인식 시스템의 동작 제약을 줄이기 위한 방법으로 수정된 매칭 알고리즘을 제안한다.

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실리콘 압력 센서의 디지털 보정 회로의 설계 (Design of Digital Calibration Circuit of Silicon Pressure Sensors)

  • 김규철
    • 전기전자학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.245-252
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    • 2003
  • 디지털 보정 기능을 갖는 CMOS 압력 센서의 인터페이스 회로를 설계하였다. 인터페이스 회로는 아날로그 부분과 디지털 부분으로 구성되어 있다. 아날로그 부분은 센서로부터 발생한 약한 신호를 증폭시키는 역할을 담당하고 디지털 부분은 온도 보상 및 오프셋 보정 기능을 담당하며 센서 칩과 보정을 조정하는 마이크로컨트롤러와의 통신을 담당한다. 디지털 부분은 I2C 직렬 인터페이스, 메모리, 트리밍 레지스터 및 제어기로 구성된다. I2C 직렬 인터페이스는 IO 핀 수 및 실리콘 면적 면에서 실리콘 마이크로 센서의 요구에 맞게 최적화 되었다. 이 설계의 주요 부분은 최적화된 I2C 프로토콜을 구현하는 제어 회로를 설계하는 것이다. 설계된 칩은 IDEC의 MPW를 통하여 제작되었다. 칩의 테스트를 위하여 테스트 보드를 제작하였으며 테스트 결과 예상한대로 디지털 보정기능이 잘 수행됨을 확인하였다.

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캡스톤 디자인을 통한 3D Depth 센서 기반 HRI 시스템의 위치추정 알고리즘 연구 (A Study of Localization Algorithm of HRI System based on 3D Depth Sensor through Capstone Design)

  • 이동명
    • 공학교육연구
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    • 제19권6호
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    • pp.49-56
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    • 2016
  • The Human Robot Interface (HRI) based on 3D depth sensor on the docent robot is developed and the localization algorithm based on extended Kalman Filter (EKFLA) are proposed through the capstone design by graduate students in this paper. In addition to this, the performance of the proposed EKFLA is also analyzed. The developed HRI system consists of the route generation and localization algorithm, the user behavior pattern awareness algorithm, the map data generation and building algorithm, the obstacle detection and avoidance algorithm on the robot control modules that control the entire behaviors of the robot. It is confirmed that the improvement ratio of the localization error in EKFLA on the scenarios 1-3 is increased compared with the localization algorithm based on Kalman Filter (KFLA) as 21.96%, 25.81% and 15.03%, respectively.