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- 저자 : 권기영 ( Giyoung Kweon ) (검색결과 8 건)
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권기영 ( Giyoung Kweon ),이상윤 ( Sangyoon Kee ),유승준 ( Seungjun Ryu ),박영기 ( Young-ki Park ),양재경 ( Jaekyung Yang ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
무주군 3곳의 지역에서 172개의 토종다래 샘플을 수집하여, 각 86개씩 임의로 calibration과 validation 데이터로 분리하였다. 토종다래의 당도측정은 온도에 민감하게 반응함으로 변화하는 외기에서도 정확하게 예측하기 위하여 온도별 예측실험을 실시하였다. 각 10, 20, 30도로 설정한 항온기에 토종다래를 넣어두고 한 시간 이후 스펙트로미터(FieldSpec 4, ASD Inc., Colorado, USA)를 이용하여 샘플을 측정하였다. 스펙트로미터의 측정가능한 범위는 350~2500 nm이지만 당도예측과 상관관계가 낮은 파장대와 잡음이 많은 파장대를 제외하여 730~2300 nm 범위에서 토종다래를 측정하였다. 토종다래의 당도는 brix 0~55%의 측정범위를 가진 휴대형 디지털 당도측정기(SCM-1000, HM Digital, Korea)를 사용하였다. 전체 토종다래의 당도 평균값은 16.1, 표준편차는 3.9, 최대값은 25.8, 최소값은 9.8 brix로 측정되었다. 당도예측을 위한 데이터 분석과 모델생성은 Matlab (MathWorks, USA)과 PLS_Toolbox (Eigenvector Research Inc., USA)를 이용하였다. 스펙트로미터로 측정한 데이트는 전처리 과정(1st derivative, Standard Normal Variate, Mean Center Correction)을 거친 후 PLS regression을 행하였으며, Latent variable (LV)는 8로 설정하였다. 캘리브레이션을 위한 토종다래 샘플들은 leave-one-out cross validation을 통해 모델검증을 하였고 이후 validation 데이터로 예측성능을 검증하였다. 분석결과, 측정온도 10도에서의 캘리브레이션 모델의 R2는 0.80, cross validation의 R2는 0.70, 생성된 calibration 모델에 validation data를 사용하여 예측한 결과 R2는 0.74로 나타났다. 20도에서의 캘리브레이션 모델의 R2는 0.83, cross validation의 R2는 0.71, validation data에서의 예측한 결과는 R2는 0.86으로 나타났다. 30도에서의 캘리브레이션 모델의 R2는 0.83, cross validation의 R2는 0.73, validation data의 예측한 결과는 R2는 0.80으로 나타났다. 10, 20, 30도에서 측정한 데이터를 모두 통합하여 모델을 만들고 분석을 한 결과, 캘리브레이션 모델의 R2는 0.76, cross validation의 R2는 0.73, validation data의 예측한 결과는 R2는 0.74로 나타나 변화하는 외기온도에서도 비파괴로 토종다래의 당도분석이 가능함을 확인하였다.
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박효제 ( Hyoje Park ),한철우 ( Cheolwoo Han ),김영근 ( Youngkeun Kim ),남영조 ( Youngjo Nam ),권기영 ( Giyoung Kweon ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
비닐 피복은 지온유지, 토양유실방지 및 잡초예방의 목적으로 사용된다. 그러나 작물재배에 사용된 비닐은 농약이나 날씨 등의 영향으로 경화되어 재활용을 위한 수거가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 폐비닐의 파손을 최소화한 상태로 수거하기 위해 두 개의 회수드럼을 가지는 비닐수거기 개발을 하고자 하였으며 최적주행속도, 최적 비닐회수속도, 최소의 드럼지름, 솔레노이드밸브와 스로틀밸브 각각 5개씩(이하 솔레노이드 밸브 조합)을 이용한 변속가능성, 최적의 가이드각도 조사를 수행하였다. 주행속도와 지름을 이용하여 RPM을 구하는 이론식을 이용하여 주행속도, 드럼의 지름, 회수속도의 관계를 분석하여 최적의 조건을 조사하였고, 유압펌프, 유압모터, 솔레노이드 밸브, 스로틀 밸브 중공축엔코더, 토크센서 등을 이용하여 비닐수거시험 장치를 제작하여 솔레노이드밸브 조합이용가능성과 최적의 가이드 조건 조사하였다. 시험결과 비닐회수속도를 70RPM으로 설정하였을 때 죄적의 주행속도는 2km/h~4km/h이며 드럼의 최소지름은 0.3m이었으며 응답시간 및 변속가능성 시험결과 응답시간은 이상이 없었으나 높은 속도에서의 속도는 설정 값 보다 낮게 나타났다. 최적의 가이드 각도는 30°~75°, 105°~150° 사이로 판단된다.
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이상윤 ( Sang-yoon Lee ),한철우 ( Cheol-woo Han ),권기영 ( Giyoung Kweon ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
양파는 주요한 양념채소중의 하나로서 경제성장과 식생활 수준 향상으로 소비가 증가하고 있으며 최근에는 암, 고혈압 그리고 당뇨병 등 성인병 예방 및 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 대부분의 양파 재배는 경운, 정지, 방제 그리고 비닐 피복을 제외하고 인력에 의존하고 있다. 재배 면적이 늘어나면서 생산 비용 감소와 가격 경쟁력 증가를 위해 기계화의 필요성은 증가하고 있다. 그 중, 양파의 수확 작업은 줄기 절단, 굴취, 수집으로 구성되어 있는데 줄기 절단 작업의 경우, 인력에 의존하는 비율이 높을 뿐만 아니라 27.6 hr/10 a의 노동 시간이 요구된다. 줄기 절단은 상품성에 크게 영향을 미칠 수 있기 때문에 매우 중요한 작업이다. 하지만 농촌의 고령화, 여성화 그리고 인력 부족으로 양파재배에 있어 기계화는 절실하다. 따라서 본 연구에서는 트랙터 부착형 양파 줄기 절단 장치 개발을 위해 왕복형 날과 회전형 날 두 가지 타입의 줄기 절단날을 모델링하고 Recurdyn 소프트웨어를 이용하여 왕복형 날의 경우 칼날 각도, 설치각도에 따라 시뮬레이션 하였고 회전형 날은 설치각도와 회전 속도에 따라 시뮬레이션 하였다. 그 결과, 왕복형 날은 칼날 각도가 40도, 설치 각도가 0도 일 때 줄기 절단 저항이 가장 적었다. 하지만 40도의 칼날에서 줄기를 자를 때 작용하는 힘은 설치각도 15도에서 가장 크게 작용하며 줄기를 쉽게 절단 할 수 있을 것으로 판단되었다. 이 결과에 따르면 왕복형 날의 칼날 각도와 설치 각도를 결정하는데 어려움이 있어 추후, 실제 줄기 절단 작업과 동일하게 주행을 하면서 각 칼날 각도, 설치 각도에 따른 줄기절단 저항을 파악할 필요가 있다. 또한 회전형 날의 경우, 줄기 절단 저항 데이터와 그래프를 통해 최적의 설치 각도와 회전 속도를 결정하기 어려웠다. 회전형 날도 왕복형 날과 마찬가지로 주행 작업을 통해 동시에 줄기 절단이 될 때 줄기 절단 저항 값을 측정하여 분석해야 할 필요가 있다. 그리고 회전형 날의 경우 줄기에 접촉하는 날 부분 보다 회전축 부분에 작용하는 저항이 더욱 커 절단 효율 등을 같이 파악해야 할 필요가 있다고 판단된다.
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이상윤 ( Sang-yoon Lee ),박효제 ( Hyo-je Park ),한철우 ( Cheol-woo Han ),이승윤 ( Seung-yun Lee ),권기영 ( Giyoung Kweon ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
최근 국내 소비자들의 안전한 음식과 환경문제에 대한 관심이 높아지면서 재배작물과 경작지 토양의 물리 · 화학적 특성 등에 맞추어 적정 시비 및 재배관리를 적용하는 정밀농업이 시도되고 있다. 정밀농업은 농약 및 비료 등의 양을 적절하게 사용하여 생산 비용을 절감할 수 있으며, 과다사용을 막아 환경오염을 줄일 수 있다. 현재 토양의 수분, EC, pH등과 같은 항목은 신속하고 간단하게 분석이 가능하지만 토양의 필수 원소인 N, P, K 성분을 분석하는 제품은 상용화 되지 않았거나 가격이 비싸 일반 농가에서는 사용이 어렵다. 특히, 토양의 인을 현장에서 분석하기 위한 연구가 많이 수행되고 있으나 실제로 현장에서 사용되는 경우 또한 없는 상황이다. 일반적으로 토양에 포함되어 있는 인을 측정하기 위해서 많은 실험실에서는 이화학적 분석법을 사용하고 있다. 하지만 이 분석법은 오랜 시간과 전문적인 인력이 필요하며 주변 환경변화에 민감하여 실시간으로 분석하기에는 어렵다고 한다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 실시간으로 토양의 인을 분석하기 위해 반자동 분석시스템을 제작하고 이를 검증하고자 하였다. 이전 연구에서 현장 토양을 이용한 신속측정법의 가능성(R<sup>2</sup>>0.7)을 확인하여 이 분석법을 바탕으로 반자동 분석시스템을 제작하였고 표준결과 값의 약 70% 이상의 수준을 목표로 하였다. 진주 지역의 현장 토양 20개 샘플과 반자동 침출 장치, 여과 장치, 발색 장치 그리고 통합 반자동 시스템을 이용하여 분석한 후 표준 분석 결과와 비교하였을 때 R<sup>2</sup> 값이 각각 0.985, 0.817, 0.893, 0.837로 약70% 이상의 수준을 달성하였다. 추후, 반자동 토양 인 신속측정시스템을 완전 자동화 시스템으로 개발하고 주행 장치를 부착시켜 현장에서 실시간으로 원하는 위치의 인을 측정 할 수 있을 것으로 판단된다.
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박효제 ( Hyoje Park ),이상윤 ( Sangyoon Lee ),박용현 ( Younghyun Park ),김영근 ( Youngkeun Kim ),최일수 ( Ilsoo Choi ),남영조 ( Youngjo Nam ),권기영 ( Giyoung Kweon ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2
농업에서 멀칭비닐은 지온, 수분 유지, 잡초의 생육억제 등의 목적으로 사용되며, 사용 후 수거를 하지 않으면 토양을 오염시키고 작물의 생육에 피해를 일으킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 피복 비닐수거기가 일부 개발되어 있지만 현장에서 비닐 찢어짐 현상이 빈번하게 일어나 실제 사용률은 매우 낮다. 따라서 본 연구에서는 트랙터 주행속도와 증가된 수거비닐을 고려하여 연속적으로 수거가 가능한 기계개발을 목표로 하였다. 비닐이 찢어지지 않고 원활한 수거를 위해 마이크로컨트롤러, 차속센서, 비닐수거량 측정장치, 엔코더, 유압펌프, 유압모터, 비례유량제어밸브 등을 이용하여 비닐수거기를 제작하였다. 차속센서를 이용하여 트랙터 주행속도를 측정하고 수거량 측정장치로부터 증가된 비닐량을 측정하여 필요수거 속도를 계산하였다. 이를 비례제어기와 유량제어밸브를 통해 유압모터의 유량을 조절하여 수거속도를 제어하였다. 비닐 수거기의 수거속도제어 및 수거 성능검증을 위해 실내와 포장에서 실험을 수행하였다. 실내실험 결과 110 m의 비닐을 수거할 때 필요소거 속도와 실제 수거속도가 최대 3.03 rpm의 오차를 보여 유압모터의 속도가 필요속도를 잘 추종함으로 원활한 비닐수거가 되는 것으로 판단하였다. 하지만 현장 시험 시험결과 필요수거 속도와 실제 수거 속도차이가 최대 14.28 rpm 이었으며 노면의 불균일한 특성과 비닐의 날림방지 때문에 가장자리에 복토한 흙이 단단하게 굳어 일부 비닐이 찢어지는 문제가 발생하였다. 추후 연구에서는 PID (Proportional integral derivative) 제어를 통해 필요 수거속도와 실제 수거속도의 오차를 줄이고 단단하게 굳은 흙에서의 비닐을 수거하기 위해 진동으로 흙을 부수는 장치를 추가하여 비닐을 원활히 수거할 계획이다.
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이상윤 ( Sang-yoon Lee ),박효제 ( Hyo-je Park ),한철우 ( Cheol-woo Han ),홍영기 ( Young-gi Hong ),권기영 ( Giyoung Kweon ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
농경지마다의 지형적 특징, 토양 유형과 토양의 물리, 화학적 특성 등을 파악하고 주기적으로 성분 변이를 모니터링 하여 적합한 비료 시비와 재배관리를 적용할 수 있는 정밀농업이 확대되고있다. 하지만 다수확 작물 품종의 육성 및 집약 농업의 규모화에 따른 화학 비료와 유기질 비료의 과다 투입으로 질소와 인 등 영양 물질이 토양에 과량 축적되고 있으며, 축적된 인은 토양 침식이 일어날 경우 입자에 흡착된 상태로 주변 수계로 유입되어 부영양화를 야기 시킬 수 있다. 최근에는 친환경농업 및 유기농업에 대한 관심이 많아지면서 축분퇴비 등 유기질 비료의 사용량이 많아지고 있지만 토양에 대한 정밀한 검정 없이 유기질 비료를 투입함으로써 토양 인의 축적을 가중시키고 있다. 토양의 특성을 측정하는 기존의 분석법은 분석 대상 물질의 종류와 양을 보다 정확하게 측정하지만 전처리과정, 많은 분석 항목과 시료의 수에 따라 장시간, 고비용, 숙련된 인력을 필요로 한다. 이전 연구에서는 토양을 분석하는 방법 중 하나인 비색법(Lancaster법)을 보다 신속하게 측정할수 있는 CRL(Combined Rapid Lancaster)법을 개발하였다. CRL법을 이용하여 전처리가 된 토양을 분석했을 때 표준결과의 70% 이상의 수준을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 분석 시간을 줄이고 각 농경지의 인 수준을 실시간으로 확인 할 수 있도록 하기위해 전처리과정을 거치지 않은 현장 토양의 인을 CRL분석법으로 측정하였다. 표준결과 값의 약70% 이상의 수준을 목표로 하였고 수분과 EC(Electronic conductivity) 값을 측정하여 보정해줌으로써 보다 정확한 측정값을 얻고자 하였다. 안동, 예천, 밀양, 진주 지역의 토양을 분석한 결과 R<sup>2</sup>값이 각각 0.778, 0.7102, 0.7224, 0.737로 표준결과와 비교했을 때 약 70% 이상의 수준을 확인할수 있었고 수분과 EC를 보정했을 때는 각 지역별 R<sup>2</sup>값이 0.8271, 0.7522, 0.7452, 0.7619로 좀 더 나은 결과를 얻을 수 있었다.
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균일 시비를 위한 입제 비료 살포기의 원판 위 입자 거동 분석
한철우 ( Han Cheol Woo ),이상윤 ( Lee Sang Yoon ),박효제 ( Park Hyo Je ),홍영기 ( Hong Young Ki ),김대철 ( Kim Dae Cheol ),권기영 ( Kweon Giyoung ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
최근 국내의 소비자들은 가격이 비싸더라도 안전하고 높은 품질의 농산물에 대한 선호도가 높아지고 있다. 높은 품질 농산물 생산 및 환경오염을 줄이기 위해서 농자재의 과잉투입 문제를 해결하는 것이 필수적이며 이에 따라 변량시비에 관한 연구가 수행되고 있다. 변량시비용으로 널리 사용되는 원판식 입제 살포기의 경우 시비량이 변화함에 따라 살포패턴이 변화하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 시비량 변화에 따른 살포패턴 변화 요인을 찾기 위하여 이산 요소 모델링과 고속카메라 촬영을 통하여 살포기 원판 위에서의 입자거동을 분석하였다. 그 결과, 시비량이 증가함에 따라 비료 입자량이 증가하여 출구방향 조절장치의 출구 시작지점에서 빠져나가지 않고 원판위에서 회전방향으로 더 많이 이동되어 살포되므로 살포패턴에 변화를 가져오는 것으로 파악되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 회전원판 위에 내부날개를 설치하여 비료입자를 원심력에 의해 출구방향 조절장치의 벽 쪽으로 강제 이동하도록 장치를 개선하여 원판 위 입자거동을 분석하였다. 그 결과, 투입되는 모든 비료입자가 출구방향 조절장치의 벽 쪽으로 이동하여 회전하다가 조절장치의 출구 시작 부분에서 빠져나가는 것으로 나타나 시비량의 변화에 따른 살포패턴의 변이가 줄어들 것으로 판단되었다. 차후, 균일한 살포패턴을 만들기 위해서 내부날개를 설치한 원판식 입제 살포기를 이용하여 다양한 시비조건에 따른 살포패턴 데이터를 수집 및 분석 하고자 한다.
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