• 한국재료학회지
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• 제32권11호
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• pp.508-514
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• 2022

Piezoelectric composite films which are enabled by inorganic piezoelectric nanomaterials-embedded polymer, have attracted enormous attention as a sustainable power source for low powered electronics, because of their ease of fabrication and flexible nature. However, the absorption of applied stress by the soft polymeric matrices is a major issue that must be solved to expand the fields of piezoelectric composite applications. Herein, a flexible and porous piezoelectric composite (piezoelectric sponge) comprised of BaTiO₃ nanoparticles and polydimethylsiloxane was developed using template method to enhance the energy conversion efficiency by minimizing the stress that vanishes into the polymer matrix. In the porous structure, effective stress transfer can occur between the piezoelectric active materials in compression mode due to direct contact between the ceramic particles embedded in the pore-polymer interface. The piezoelectric sponge with 30 wt% of BaTiO₃ particles generated an open-circuit voltage of ~12 V and a short-circuit current of ~150 nA. A finite element method-based simulation was conducted to theoretically back up that the piezoelectric output performance was effectively improved by introducing the sponge structure. Furthermore, to demonstrate the feasibility of pressure detecting applications using the BaTiO₃ particles-embedded piezoelectric sponge, the composite was arranged in a 3 × 3 array and integrated into a single pressure sensor. The fabricated sensor array successfully detected the shape of the applied pressure. This work can provide a cost-effective, biocompatible, and structural strategy for realizing piezoelectric composite-based energy harvesters and self-powered sensors with improved energy conversion efficiency.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.248-257
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• 2007

본 논문은 사람의 근육에서 발생하는 근전위 신호를 사용하여 2 자유도를 갖는 전동의수를 구동하기 위한 제어시스템을 제안한다. 근전위 신호를 측정하기 위한 표면 근전위 센서는 근전위 신호의 출력 특성을 이용하여 근전위 센서의 입력부와 회로부를 설계한다. 제어시스템은 전동의수를 구동하기 위하여 두 개의 제어기와 전동의수의 파지력을 측정하기 위한 파지력 센서와 파지한 물체의 미끌림을 감지하기 위한 미끌림 센서로 구성되어 있다. 가상의 근전위 신호를 이용한 실험과 정상인의 실험을 통하여 제안된 제어시스템의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.2251-2258
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• 2014

본 논문에서는 이동식 복지용구 소독을 위한 통합제어시스템을 개발하였다. 통합제어시스템은 과산화수소 증기 공급 제어회로와 저 진공을 이용한 살균 소독챔버 제어회로 및 마이크로버블을 이용한 세탁 제어회로 구성된다. 개발한 통합제어시스템에 대한 동작상태 및 통신 상태 등을 측정하기 위하여 스마트 기반의 원격 제어 및 모니터링 시스템을 구현하였다. 개발한 통합제어시스템 에 대한 성능을 평가하기 위해 실험 장치를 구현하였다. 제어회로에 대한 동작상태 및 신호 송수신 등을 측정해본 결과, 정상적으로 동작함을 알 수 있었다. 그리고 스마트 기반의 원격 제어 및 모니터링 시스템과의 연동 테스트에서 개발한 통합제어시스템이 통신상태, 센서 인터페이스 및 제어 면에서 좋은 동작성능을 보였다. 향 후 개발한 제어시스템을 실 시스템에 적용하여 그 성능을 증명하는 것이 필요하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.21-25
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• 2010

최근 진단 X선 검출기 적용을 위한 방사선 검출물질로 반도체 화합물에 대한 많은 연구가 되고 있다. 본 연구에서는 반도체 화합물 중 광민감도가 우수하고 X선 흡수율이 높은 CdS 반도체를 이용하여 검출센서를 제작하였으며, 진단 X선 발생장치에서의 에너지 영역에 대한 검출 특성을 조사함으로써 적용 가능성을 평가하였다. 센서 제작은 CdS 센서로부터의 신호 획득 및 정량화를 위한 Line voltage selector(LCV)를 제작하였으며, 전압감지회로 및 정류회로부를 설계 제작하였다. 또한 X선 노출조건에 따른 상호연과 알고리즘을 이용하였으면, DAC 컨트롤러와의 Interface board를 설계 제작하였다. 성능평가는 X선 발생장치의 조사조건인 관전압, 관전류 및 조사시간별 저항변화에 따른 전압파형 특성을 오실로스코프로 획득하여 ANOVA 프로그램을 이용하여 데이터를 통계 처리 및 분석하였다. 측정결과, 관전압과 관전류이 증가할수록 오차의 비가 감소하였으며, 90kVp에서 6%, 320 mA에서 0.4% 이하의 좋은 특성을 보였으며, 결정계수는 약 0.98로 1:1의 상관관계를 보였다. X선 조사시간에 따른 오차율은 CdS 물질의 늦은 반응속도에 기인하여 조사시간이 길어질수록 지수적으로 감소하는 것을 알 수 있었으며, 320 msec에서 2.3%의 오차율을 보였다. 끝으로 X선 선량에 따른 오차율은 약 10% 이하였으며, 0.9898의 결정계수로 매우 높은 상관관계를 보였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.46-54
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• 2008

본 논문에서는 연료전지나 배터리 및 슈퍼커패시터 등의 전기화학적 전력기기의 임피던스 모델링에 적합한 저가의 임피던스 분광 시스템을 설계하고 구현하였다. 제안된 시스템은 간단한 센서회로 및 상용 DAQ(Data Acquisition) Board와 강력한 HMI(Human-Machine Interface)를 지원하는 그래픽 언어인 LabVIEW 소프트웨어를 이용하여 구성되었고 고가의 EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy) 장비를 대체하여 널리 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 제안된 시스템에서는 Lock-in Amplifier를 이용함으로써 노이즈(Noise)가 많은 환경에서도 측정 주파수 성분의 정확한 측정이 가능하게 하였다. 제안된 시스템을 이용하여 Ballard Nexa 1.2kW PEM 연료전지 스택의 주파수별 임피던스를 측정하였고, 이를 바탕으로 한 등가 임피던스 모델도 제안된다. 제시된 모델과 개발된 장비의 유용함은 리플전류에 의한 연료전지 스택의 교류 손실 측정을 통해 증명된다.

• 센서학회지
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• 제26권4호
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• pp.280-285
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• 2017

This paper presents a respiration measurement sleeping pillow based on pressure sensors. The respiration measurement sleeping pillow system consists of a sleeping pillow, an interface circuit, a respiration measurement system, and four force-sensitive resistor(FSR) sensors attached at the bottom of the sleeping pillow. The FSR sensors are used to detect the respiration signals induced by the body movement while breathing. The respiration signals of a twenty health man were measured and analyzed by utilizing the respiration measurement sleeping pillow system. The pillow system could detect the respiration signals and had similar characteristics to the chest type BIOPAC respiration sensor used by medical doctors. The respiration rates of ten subjects were also measured. The average measurement accuracy was about 98.8%. The research results showed that this pillow system can be used to detect and analyze the respiration signal when sleeping for the better sleep management.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.1018-1026
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• 2012

This paper presents a developing method of smart fingerprint recognition system. First, we design a hardware configuration circuit using a 32bit Risc CPU, a fingerprint sensor, a LCD, and a WiFi communication chip to realize the smart fingerprint recognition systems. It is necessary to develop a JNI (Java Native Interface) library and a device drive program of fingerprint sense to develop application program of fingerprint recognition system with Android platform. Thus second, we develop a device drive and a JNI program. And we also develop an application program of fingerprint recognition systems using developed JNI library. Finally test results are presented to illustrate the performance of the developed smart fingerprint recognition system.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.79.6-79
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• 2002

We propose here sequential 2 methods for obtain information of current or potential data for power transmission line. One is a digital data transmission unit, this is, an output of a current sensor of power transmission line is digitalized by use of an easy asynchronous protocol. The unit has high speed transform rate, easy making header caused of consisting of only logic circuit. The other is, the output of the unit is transformed via LAN interface and displayed on a personal computer. We have confirmed remote measuring using the method for 100A and 240 A of the current information of power transmission line. Therefore we will be able to see a current waveform by use of internet at a cheep c...

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.552-558
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• 2014

본 논문에서는 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈 설계방법을 제안한다. 제안된 ZigBee 원칩형 통신모듈 설계는 ZigBee 시스템 구성을 위해 일반적으로 사용되는 2개의 칩 제어 프로세서와 ZigBee RF 디바이스로 구성되는 방식을 한 개의 칩 모듈로 설계한다. 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈은 무선통신 통합제어부, 센서 및 고전압 발생부, 충전 및 전원회로부, 유선통신부, RF 회로부 및 안테나부 등으로 구성된다. 무선통신 통합제어부는 ZigBee를 위한 무선통신 제어 기능 및 방사선 측정 및 제어를 위한 기능을 수행한다. 센서 및 고전압 발생부는 2차에 걸쳐 500V의 고전압을 생성하여 GM Tube를 통해 감지된 방사선에 대한 펄스를 증폭 필터링 하는 기능을 수행한다. 충전 및 전원회로부는 리튬이온 배터리의 충전 및 원칩 프로세서에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 유선통신부는 PC와의 인터페이스 및 디버깅을 위한 USB 인터페이스 및 원거리 유선 통신이 가능하도록 RS-485/422 인터페이스 기능을 수행한다. RF 회로부 및 안테나부는 칩안테나를 적용할 수 있도록 RLC 수동소자를 적용하여 BALUN 및 안테나 임피던스 매칭 회로를 구성하여 무선통신이 가능하도록 한다. 제안된 원격 방사선 측정을 위한 ZigBee 원칩형 통신 모듈을 설계 실험한 결과, 10m, 100m 구간에서 모두 데이터가 정상적으로 전송되어서 원격 방사선량 측정이 되었음을 확인할 수가 있었다. 또한 낮은 소비전류와 적은 비용으로 원격 방사선량 측정환경을 구축할 수 있었다. 따라서 방사선 측정장치의 선형성 확보 및 장치의 소형화를 통해 안정적인 방사선 측정 및 실시간 모니터링 환경을 구축할 수가 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.198-201
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• 2012

연구는 근육의 기능을 조절하는 신경말단에 전기적인 자극을 가하여 신경의 반응 정도를 측정하는 플랫폼 구현에 관란 연구로써, 전기 자극에 대한 신경반응이 가해지는 전류량, 가해진느 전류지속시간, 전극위치에 따른 반응을 측정하였다. 신경자극의 전극 위치는 표면 말단에 운동신경이면 어느 신경이든지 가능하고, 신경자극 양식에는 단순연축자극(Single Twitch Stimulation), 사연속자극(Train-of-four, TOF), 두 집단 발사자극(Double Burst Stimulation, DBS)이 있다. 임베디드 시스템기반으로 가기위한 저전력 MCU를 선정하고, 기본적인 신경자극반응 측정 센서의 민감도를 알아보기 위해 센서 인터페이스를 구성하여 반응정도를 측정해야 한다. 그리고 측정된 Data의 정확도를 높이기 위해 고성능의 AD Convertor 선정하여 플랫폼을 구현하였다. 또한 본 논문의 플랫폼은 의료기기용으로 개발되었기 때문에 시스템 이용자의 안전을 고려하여 전원회로 구성 시 전원 Isolation를 고려하여 설계하였다.