Remote Position Detection of Steel Coils Using 2D Laser Scanners : Two-line-tracker

Yonghun Kim,Pyungkang Kim,Kyeongyong Cho,Yoon-Shik Hong,Soohyun Kim,Kyung-Soo Kim,Young-Keun Kim,Tae-Gyoon Lim 제어로봇시스템학회 2014 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2014 No.10

It is important to measure the position of steel coils, especially when automatically transporting them by crane in the relevant industry. To realize a fully automatic coil transporting system, the positions of coils relative to the crane must be measured accurately. This paper introduces a measurement system that can detect positions of the target coil with high robustness and accuracy using 2-D laser sensors. The proposed system can derive the radius, length of a coil, which can be in various sizes, without using any prior informations about the coil. Based on the detected dimensions of the target coil, the sensor system can calculate the positions of coil in real time from a remote distance. The performance of the system is validated through experiments conducted on actual coils, which showed that the precision is within 30mm from a distance range of 5 meters.

A DOB based Robust Current Control of Permanent Magnet SynchronousMotor

Yonghun Kim,Kyung-Soo Kim,Soohyun Kim 제어로봇시스템학회 2015 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2015 No.10

This paper presents a novel current-controlmethod for a PermanentMagnet SynchronousMotor(PMSM) with a disturbance observer (DOB). As the proposed DOB has a semi-deterministic feature, the method is simple to be adopted in a microprocessor based control logic. The frequency domain analysis shows control performance of the proposed algorithm and others more practically. This control method improves gain and phase margins of the conventional robust current control methods when uncertainties exist on motor parameters and motor speed. This algorithm is especially effective when mechanical motion makes sharp back-EMF changes and some frequencymodes of disturbance suffer from torque ripples.

An analytic design of a feedback flux-weakening controller via linearization technique and its application to PMSM torque control

Yonghun Kim,Kyunghwan Choi,Kyung-Soo Kim,Seok-Kyoon Kim 제어로봇시스템학회 2020 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2020 No.10

This paper presents a robust current tracking controller for permanent magnet synchronous motors (PMSMs) with a performance recovery property for electric power steering (EPS) applications. The contributions of this work are twofold. First, a disturbance observer (DOB) is designed to compensate the disturbances arising from the model-plant mismatches while reducing the closed-loop sensitivity. Second, a current controller is designed to improve the current tracking performance in the frequency domain by assigning the performance recovery property to the closed-loop system. The closed-loop performance is verified through simulations and experiments using a 500W PMSM connected to an EPS system.

Capacitance Analysis of Highly Leaky <tex> $\hbox{Al}_{2} \hbox{O}_{3}$</tex> MIM Capacitors Using Time Domain Reflectometry

Yonghun Kim,Young Gon Lee,Minwoo Kim,Chang Goo Kang,Ukjin Jung,Jin Ju Kim,Seung Chul Song,Blatchford, J.,Kirkpatrick, B.,Niimi, H.,Kwan Yong Lim,Byoung Hun Lee IEEE 2012 IEEE electron device letters Vol.33 No.9

<P>Characterization of metal-insulator-metal (MIM) capacitors with a scaled dielectric is a challenge using conventional capacitance-voltage (<I>C</I>-<I>V</I>) measurements due to a high leakage current. In this letter, a method to analyze MIM capacitance that is more immune to the leakage current problem has been successfully demonstrated using time domain reflectometry (TDR). The TDR method can be applied to Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> MIM capacitors with a capacitance density up to ~ 11.1 fF/μm<SUP>2</SUP>, for which an impedance analyzer has failed to measure capacitance at 1 MHz. Differences in the voltage coefficient of capacitance and dielectric constant (<I>k</I>) were also investigated.</P>

Alloyed 2D Metal–Semiconductor Heterojunctions: Origin of Interface States Reduction and Schottky Barrier Lowering

Kim, Yonghun,Kim, Ah Ra,Yang, Jin Ho,Chang, Kyoung Eun,Kwon, Jung-Dae,Choi, Sun Young,Park, Jucheol,Lee, Kang Eun,Kim, Dong-Ho,Choi, Sung Mook,Lee, Kyu Hwan,Lee, Byoung Hun,Hahm, Myung Gwan,Cho, Byung American Chemical Society 2016 NANO LETTERS Vol.16 No.9

<P>The long-term stability and superior device reliability through the use of delicately designed metal contacts with two-dimensional (2D) atomic-scale semiconductors are considered one of the critical issues related to practical 2D-based electronic components. Here, we investigate the origin of the improved contact properties of alloyed 2D metal semiconductor heterojunctions. 2D WSe2-based transistors with mixed transition layers containing van der Waals (M-vdW, NbSe2/WxNb1-xSe2/WSe2) junctions realize atomically sharp, interfaces, exhibiting long hot-carrier. :lifetimes of approximately 75,296 s (78 times longer than that of metal semiconductor, Pd/WSe2 junctions). Such dramatic lifetime enhancement in M-vdW-junctioned devices is attributed to the synergistic effects arising from the significant reduction in the number of defects and the Schottky barrier lowering at the interface. Formation of a controllable mixed-composition alloyed layer on the 2D active channel would be a breakthrough approach to maximize the electrical reliability of 2D nanomaterial-based electronic applications.</P>

Wafer-Scale Integration of Highly Uniform and Scalable MoS₂ Transistors

Kim, Yonghun,Kim, Ah Ra,Zhao, Guoqing,Choi, Sun Young,Kang, Soo Cheol,Lim, Sung Kwan,Lee, Kang Eun,Park, Jucheol,Lee, Byoung Hun,Hahm, Myung Gwan,Kim, Dong-Ho,Yun, Jungheum,Lee, Kyu Hwan,Cho, Byungjin American Chemical Society 2017 ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES Vol.9 No.42

<P>Molybdenum disulfide with atomic-scale flatness has application potential in high-speed and low-power logic devices owing to its scalability and intrinsic high mobility. However, to realize viable technologies based on two-dimensional materials, techniques that enable their large-area growth with high quality and uniformity on wafer cale is a prerequisite. Here, we provide a route toward highly uniform growth of a wafer-scale, four-layered MoS2 film on a 2 in. substrate via a sequential process consisting of the deposition of a molybdenum trioxide precursor film by sputtering followed by postsulfurization using a chemical vapor deposition process. Spatial spectroscopic analyses by Raman and PL mapping validated that the as-synthesized MoS2 thin films exhibit high uniformity on a 2 in. sapphire substrate. The highly uniform MoS2 layers allow a successful integration of devices based on 4200 MoS2 transistor arrays with a yield of 95% because of their extreme homogeneity on Si wafers. Moreover, a pulse electrical measurement technique enabled investigation of the inherent physical properties of the atomically thin MoS2 layers by minimizing the charge-trapping effect. Such a facile synthesis method can be possibly applied to other 2D transition metal dichalcogenides to ultimately realize the chip integration of device architectures with all 2D-layered building blocks.</P>

엽온의 관측 방향에 따른 사과나무의 작물 수분 스트레스 지수 분석

최용훈 ( Yonghun Choi ),김용원 ( Yongwon Kim ),김희태 ( Heetae Kim ),김영진 ( Youngjin Kim ),김민영 ( Minyoung Kim ),이상봉 ( Sangbong Lee ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

작물 수분스트레스 (Crop Water Stress Index, CWSI)를 진단하고 물관리에 활용하는 연구들이 증가하고 있다. Jackson이 개발한 작물 수분 스트레스 산정 공식에는 엽온과 대기온습도, 풍속, 일사량 등의 자료가 필요한데, 본 연구에서는 엽온의 관측 방향에 따라서 작물 수분 스트레스 산정 결과에 영향을 주는지 확인하기 위하여 수행하였다. 작물 수분 스트레스 지수 산정에 필요한 기상자료 (온도, 습도, 풍속, 일사량)는 현장에 기상 관측시설을 설치하고 1분 간격으로 측정하였고, 엽온은 한그루의 사과나무에 대해 사방 (동, 서, 남, 북)에서 1분 간격으로 관측하였다. 관측 높이는 약 2.5 m였으며, 사과나무의 끝단에 있는 잎 온도를 측정하고자 하였다. 8월 15일부터 31일까지 엽온을 측정하였으며, CWSI 산정에 관여하는 10시부터 13시까지의 엽온 데이터만 사용하였다. 관측 방향에 따른 엽온과 작물 수분 스트레스 지수는 분산분석 (Duncan’s multiple range test, α=0.05)을 통해 비교하였다. 엽온의 범위 (평균±표준편차)은 동, 서, 남, 북 순으로 11.43∼32.80 ℃ (28.31±1.97 ℃), 12.11∼36.99 ℃ (29.66±2.48 ℃), 10.72∼38.82 ℃ (31.56±2.89 ℃), 16.58∼33.74 ℃ (29.54±1.91 ℃)이며, 관측 방향에 따라 4개의 독립적 그룹으로 나뉘어 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다. 엽온의 전체 평균은 29.77 ℃이며, 서쪽과 북쪽의 평균 엽온에 대한 차이가 1 ℃ 이하로 비교적 작았다. 그러나 4개의 관측 방향과 통계적으로 차이가 있는 것으로 분석되었다. CWSI의 범위 (평균±표준편차)은 동, 서, 남, 북 순으로 0.00∼0.15 (0.06±0.05), 0.00∼0.25 (0.13±0.08), 0.01∼0.43 (0.24±0.10), 0.00∼0.25 (0.12±0.07)나타났다. 전체 관측 방향에 대한 평균 CWSI는 0.14로 나타났고, 서쪽과 북쪽 방향에서 산정한 평균 CWSI와 통계적으로 차이가 없는 것으로 분석되었다. 현재분석 결과에 따르면 관측 방향에 따라 엽온이 다를 수 있으며, 이에 따라 산정되는 CWSI에 영향을 줄 수 있을 것으로 보여진다. 그러나 사과나무에서 짧은 기간동안의 분석 내용이므로, 자료의 신뢰성을 확보하기 위해서는 더 많은 자료의 수집과 분석이 동반되야 할 것으로 사료된다.

노지 오이 재배를 위한 작물 증발산량 기반의 적정 관개계획 활용 연구

김민영 ( Minyoung Kim ),박정훈 ( Jeonghun Park ),김용원 ( Yongwon Kim ),오우현 ( Woohyun Oh ),김대현 ( Deahyeon Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ),전종길 ( Jong-gil Jeon ),김영진 ( Young-jin Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

가뭄, 폭염 등 기후변화에 따른 물부족으로 농작물 피해에 선제적으로 대응하는 연구가 필요할 뿐만 아니라, 고령화, 여성화로 인해 부족해진 농촌 노동력 문제를 해결하기 위해 노지 밭작물의 적정 물관리의 자동화 기술 개발이 시급하다. 기존 토양수분정보 기반의 물관리의 경우 토양센서를 설치하여 실시간 토양수분값을 기반으로 관개를 실시하는데, 이는 센서가 설치된 부분에 국한되기 때문에 이질성이 강한 토양의 밭 전체에 대한 대표성이 결여된다는 문제점이 일부 제기된 바 있다. 이에 본 연구에서는 토양수분센서가 아닌, 기상자료를 기반으로 작물과 토양으로부터 소실되는 물의 양을 수학적인 방법으로 산정하고, 이를 기반으로 관개를 하는 기술을 개발하였다. 작물 생육시기별 증발산량은 Penman-Monteith 방정식(FAO 권고방법)을 이용해 작물 계수를 반영하여 산정하였으며, 본 연구에서는 전북 진안군에 소재하는 노지 오이 재배지를 대상으로 개발한 기법을 적용 · 평가해보았다. 시험 유역 내 간이 기상대를 설치하고, 작물 증발산량 산정에 필요한 6개의 일별 기상정보(최소-평균-최대 온도, 습도, 풍속, 일사량)을 수집하여 작물 증발산량을 산정한 후, 토양수분값 변화를 고려하여 1일 1회 관개하는 관개계획을 수립하였다. 적용 결과, 경험에 의존해 관개하던 관행 대비, 작물 증발산량을 고려한 관개계획의 경우 수확량 15.8% 증가(‘특’+‘상’상품), 품질향상에 따른 ‘특’상품 생산량이 34.6% 증가한 것으로 나타났다. 하지만 관행대비 관개용수량 사용량을 비교해 본 결과 큰 차이는 보이지 않아, 용수 절감차원에서의 효과는 다소 적은 것으로 연구결과 나타났다.

노지 오이 스마트 재배를 위한 토양수분기반 자동제어시스템 개발 연구

김민영 ( Minyoung Kim ),박정훈 ( Jeonghun Park ),김용원 ( Yongwon Kim ),오우현 ( Woohyun Oh ),김대현 ( Deahyeon Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ),전종길 ( Jong-gil Jeon ),김영진 ( Young-jin Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

가뭄 등 기후변화에 대응한 노지 밭작물의 물관리 자동화 및 생산성 향상이 필요하며, 고품질 밭작물생산을 위해서는 무엇보다도 정확한 물관리가 중요하다. 이에 본 연구에서는 토양수분기반의 스마트 관개를 할 수 있는 자동제어 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 크게 4가지, 데이터 수집부(토양수분-EC-지온센서, 감우센서), 데이터 송수신부(데이터로거, CDMA 모뎀), 관개시스템 제어부(컨트롤러, 전자밸브), 원격 모니터링 및 제어부(휴대폰 어플리케이션),로 구성되어 있다. 시스템의 주요 기능은 토양정보를 기반으로 자동, 수동 및 타이머 방식의 관개 및 관비를 할 수 있다는 기능이 있으며, 환경변화를 고려해 돌발강우시 자동 시스템 정지 기능을 갖추고 있다. 휴대폰 어플리케이션을 통하여 과거 및 실시간 내 농장 정보를 언제 어디서나 확인 가능하고, 원격으로 관개시스템을 제어할 수도 있다. 비상시 알림 및 시스템원격 정지, 실시간 날씨 정보 제공, 강우 예보시 지체시간 설정 등 기능도 포함하고 있다. 시스템을 전북진안군 소재 노지 오이 재배지에 적용해 본 결과, 수확량의 경우 21.3% 증가하였으며, 품질 또한 ‘특’상품이 관행대비 33.7% 증가하는 결과가 나타났으며, 이는 농가 소득 증가로 이어져 약 25.1%의 수익이 증가 하였다. 관개 소요노동력의 경우 월 19.5시간 절감하였으며, 농업용수 사용량의 경우 약 11.0% 절약할 수 있는 결과를 확인할 수 있었다.

노지 블루베리 재배를 위한 스마트 관개시스템

김민영 ( Minyoung Kim ),김영훈 ( Younghun Kim ),김상훈 ( Sanghun Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ),전종길 ( Jonggil Jeon ),김영진 ( Youngjin Kim ),서명철 ( Myungchul Seo ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

Due to a growing and aging population in agriculture, the adaptation of labor-saving, computer-controlled automatic irrigation system becomes more essential to increase crop yield and improve its quality. In addition, water shortage is becoming one of the biggest problem in the world, so much attention has been given to search for technologies/measures to save/conserve water from irrigated areas. The aim of this study is to develop an automatic irrigation system which measures timely variant soil moistures and automatically turns on or off the water supply system based on the programmed logics for blueberry outdoor cultivation. This system also provides the crop evapotranspiration calculated based on the weather data from nearby weather station. A soil moisture sensor is periodically interrogated by a pulse signal provided by the microcontroller via a driver or buffer circuit. A microcontroller is coupled in controlling relationship to the solenoid valves in each zone at predetermined times during a day unless the moisture sensor for that given zone indicates a predetermined sufficient level of moisture present. This study showed that the combination of hardware and software provides an irrigation controller that can be implemented at relatively low cost and which is extremely user friendly. Two-year monitoring and one-year field application showed that the automatic irrigation system based on soil moisture and weather data outperformed considering the fruit marketable yield and quality (weight, diameter, sugar content, firmness, etc.), water productivity and labor-saving.