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자기장 에너지 하베스팅을 이용한 자가발전형 IoT 센서 시스템 연구
손경락(Kyung-Rak Sohn),김현식(Hyun-Sik Kim) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
본 연구에서는 220V-60Hz 의 교류전선에서 발생하는 자기장으로부터 에너지를 수확하는 하베스팅 소자를 구현하였고, 이를 이용하여 자가발전형 사물인터넷 센서 시스템의 적용 모델을 제시하였다. 하베스팅 소자로는 상용화된 소형 변류기를 활용하였다. 7A의 1차 교류전류로부터 수확한 5 V DC 전압으로 아두이노에 장착된 온습도센서와 블루투스 모듈을 안정적으로 작동시켰으며 스마트폰으로 데이터를 성공적으로 전송하였다.
손경락(Kyung-Rak Sohn),김현식(Hyun-Sik Kim) 한국전기전자학회 2021 전기전자학회논문지 Vol.25 No.1
조선소에서 선체 블록과 용접 피더의 위치를 알면 작업자의 위치 정보를 쉽게 얻을 수 있다. 이 데이터는 작업장 안전 모니터링 시스템 구축에 매우 유용하다. 그러나 선체 구조와 용접 공정의 특수성 때문에 작업장에 고정 통신망을 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 전용 통신선을 대신할 수 있는 유도 전력선 통신을 선체블록과 같은 금속매체에 적용하는 기술을 검토하였다. 용접기의 전원 케이블에 설치할 유도 결합기로 페라이트 코어를 사용하였고, 금속 블록의 지지대에 체결할 결합기로 나노 결정질 코어를 적용하였다. 제안된 커플러는 COMSOL AC/DC 모듈로 3차원 모델링 하였고 동작 원리를 시각화하기 위하여 유한 요소 해석을 수행하였다. 알루미늄 프로파일을 사용한 금속블록 통신 성능 테스트에서 용접 전극의 블록 접촉으로 통신 채널이 형성되었을 때 대역폭은 6 Mbps 이상 유지되었다. If we know the location of the hull block and the welding feeder in the shipyard, we can easily obtain the location information of the worker. That data is very useful for implementing a workplace safety monitoring system. However, it is difficult to apply a fixed communication network to the workplace due to the specificity of the hull structure and welding process. In this study, inductive power line communication, which can replace dedicated communication line, was reviewed. A ferrite core was used as an inductive coupler to be installed on the power cable of the welding machine, and a nano-crystalline core was applied as a coupler to be fastened to the support rod of the metal block. In order to visualize the operating principle of the proposed couplers, 3D modeling and finite element analysis were performed with the COMSOL AC/DC module. In the communication performance test using an aluminum profile, when the communication channel was formed by the contact of the welding electrode, the bandwidth was kept above 6 Mbps.