공학 프로그래밍 교육에 아두이노 활용 방안 사례 연구

박장현,김성환,Park, Jang-Hyun,Kim, Seong-Hwan 한국전기전자학회 2015 전기전자학회논문지 Vol.19 No.2

현대의 공학자들에게는 직무 수행에 있어서 컴퓨터와 프로그래밍 기술이 점점 더 요구되고 있다. 본 저자들이 소속된 제어로봇공학과에서는 1학년의 교과 과정에서 C 언어를 익히는 것으로 프로그래밍 학습을 시작한다. 이는 마이크로콘트롤러를 다루는데 있어서 C 언어가 필수적으로 요구되기 때문이다. 하지만 기존의 PC기반의 수업은 저학년 학생들에게는 딱딱하고 어렵게 느껴져 흥미를 유발하기 힘들다는 한계가 있었다. 본 논문은 학부 저학년 대상의 공학 프로그래밍 교과목에서 아두이노 플랫폼을 활용한 후 그 수업 과정과 장점들에 대해서 소개한다. 그리고 구현 실험 결과를 분석하여 수업을 개선하는데 아두이노 실습 도구들이 매우 유용하다는 결과를 제시한다. Engineers increasingly rely on computers and their computer programming skills for their works. As a result, most engineering curricula have introduced a computer programming courses. However, students consider the subject to be unrelated to their core interests and often feel uncomfortable when learning to program for the first time. To overcome these difficulties, several studies have proposed the use of physical computing paradigm. This paradigm takes the computational concepts out of the PC screen and into the real world so that the student can interact with them. This paper proposes Arduino platform as a tool for attracting interest of the programming and reports the results of questionnaire survey analysis.

불확실한 비선형 계통에 대한 SPR 조건이 필요 없는 적응 퍼지 관측기

박장현,김성환,Park, Jang-Hyun,Kim, Seong-Hwan 한국전기전자학회 2003 전기전자학회논문지 Vol.7 No.2

본 논문은 불확실한 비선형 계통에 대해서 강인한 적응 퍼지 관측기를 설계하는 방법을 제시한다. 새로 제시하는 관측기는 관측기 설계시 관측오차의 동특성식이 SPR (strictly positive real)이어야 한다는 조건이 불필요하다. 또한 불확실한 항에 대한 유계상수도 추정하는 알고리듬을 사용하여 강인항의 이득값을 설계자가 미리 결정할 필요가 없게 된다. 설계된 관측기를 포함한 전체 폐루프 계통에 대해서 리아프노브 안정도를 증명하였으며 관측오차를 포함한 계통의 모든 신호들의 반전역적 유계(semi-global uniform ultimate boundedness)임을 증명하였다. 이론적으로 도출된 결과를 mass-spring-damper 계통에 대한 모의실험을 수행하여 제안된 관측기의 효율성과 성능을 보였다. This paper describes the design of a robust adaptive fuzzy observer for uncertain nonlinear dynamical system. We propose a new method in which no strictly positive real (SPR) condition is needed. No a priori knowledge of an upper bound on the lumped uncertainty is required. The Lyapunov synthesis approach is used to guarantee a semi-global uniform ultimate boundedness property of the state observation error, as well as of all other signals in the closed-loop system. The theoretical results are illustrated through a simulation example of a mass-spring-damper system.

TLU형 FPGA를 위한 새로운 다출력 함수 기술 매핑 알고리즘

박장현,김보관,Park, Jang-Hyun,Kim, Bo-Gwan 한국정보처리학회 1997 정보처리논문지 Vol.4 No.11

본 논문에서는 최근에 관심을 모으고 있는Table Look- Up형의 FPGA를 위한 다출력 함수로직 합성 알고리즘에 대해 기술한다. 본 고에서 제안하는 TLU형 FPGA를 위한 다출력 함수 로직 합성 방법은 기능적 분해 방법을 사용하였으며, 이 방법을 이용한 2가지의 새로운 알고리즘을 설명한다. 첫번째는 한 출력에 적용한 Rofh-Karp 알고리즘을 다출력에 웅용할 수 있도록 확장하였으며, 두 번째는 분해과정에서 공통 분해 함수를 찾는 효과적 인 알고리즘을 제안한다. 기술 매핑의 최적화 대상은 CLB 개수를 고려했으며, 벤치마크 테스트를 통한 일반적인 회로에 적용성 검증, 기존 알고리즘과의 성능 비교 및 개선에 대해 연구하였다. 논리 설계 합성기 구성 과정에서 새로운 알고리즘을 구현하여 실험한 결과를 기존의 다출력 함수 분해 방법과 비교하면 CLB 의 개수, 네트 수 등 성능과 수행 시간에서 매우 만족할 만한 결과를 얻었다. This paper describes two algorithms for technology mapping of multiple output functions into interesting and popular FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) that lise look-up table memories. For improvement of technology mapping for FPGA, we use the functional decomposition method for multiple output functions. Two algorithms are proposed. The one is the Roth-Karp algorithm extended for multiple output functions. The other is the novel and efficient algorithm which looks for common decomposition functions through the decomposition procedure. The cost function is used to minimize the number of CLBs and nets and to improve performance of the network. Finally we compare our new algorithm with previous logic design technique. Experimental results show significant reduction in the number of CLBs and nets.

다수의 아두이노를 파이썬과 I2C로 제어하기 위한 무오류 통신 프로토콜 구현

박장현,김성환,박태식,Park, Jang-Hyun,Kim, Seong-Hwan,Park, Tae-Sik 한국전기전자학회 2017 전기전자학회논문지 Vol.21 No.3

근래에 전 세계적으로 비전공자나 중등학생들에게도 코딩 교육이 폭넓게 이루어지고 있으며 파이썬(python)은 비전문가의 교육용으로도 널리 채택되고 있다. 그리고 아두이노(arduino)는 피지컬 컴퓨팅(physical computing)과 사물인터넷 용도로 사용되는 대중적인 하드웨어이지만 $C{^+^+}$ 언어로 제어되므로 비전문가가 초기에 진입하기에 어려움이 있다. 본 논문은 파이썬 언어와 I2C 통신으로 마스터(master) 기기에서 다수의 아두이노 기기들을 동시에 제어할 수 있는 무오류 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 구현된 프로토콜을 이용하면 다수의 아두이노를 파이썬으로 오류없이 제어할 수 있으므로 아두이노를 제어하는데 파이썬 프로그램의 장점을 활용할 수 있다. Python language is widely used because of its ease of learning and its wide application range. Arduino, on the other hand, is also widely utilized hardware for physical computing and internet of things(IoT). However, Arduino is controlled by $C{^+^+}$ language, which makes it difficult for non-experts to enter swiftly. This paper proposes an errorless protocol that can simultaneously control multiple Arduino devices in a master device using python language with I2C communication. Using the protocol proposed in this paper, we can take advantage of the python language to control multiple Arduinos.

철근 콘크리트의 혼화재와 물시멘트비에 따른 철근의 임피던스에 관한 실험적 연구

박장현 ( Park Jang-hyun ),윤창복 ( Yoon Chang-bok ),이한승 ( Lee Han-seung ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.1

In this study, the impedance of reinforced concrete embedded in concrete was measured and compared with W/B and admixture replacement ratio. As a result, the impedance of rebars increased in all frequency sections with increasing blast furnace slag replacement amount of cement in all W/B Respectively. It is considered that the electro resistance in the concrete increases due to the potential hydraulic properties of the blast furnace slag, and thus the polarization resistance also increases.

遮光期間이 茶葉의 生育과 品質에 미치는 影響

박장현(Jang-Hyun Park),최형국(Hung-Kook Choi) 한국차학회 2000 한국차학회지 Vol.6 No.1

The effect of shading on shoot yield and T-N(Total-Nitrogen), T.A.A(Total Amino Acids), tannin, free amino acids and free sugars content of tea shoot was examined under different shade periods. The results are summarized as follow. The soil of experimental field was higher in organic matter(40.3g/kg), available phosphate(1,149mg/kg) and C.E.C(18.9cmol⁺/kg) compared to the general field, but lower in pH(5.1) compared to the general field. The yield of tea leaves was increased with the passage of shade treatment periods. The yield of tea leaves was the lowest in the 14 days shading as 163kg/10a, while the yield was the highest in the 27 days shading as 315kg/10a. The contents of total nitrogen, total amino acid was decreased with the passage of shade treatment period, while the content of tannin, caffeine and vit. C was increased from 21 days to 26 days shading, but decreased from 27 days shading. Most of free amino acid contents such as aspartic acid, theanine, serine, glutamic acid and arginine was decreased with the passage of shade treatment periods : however, the content of valine, isoleucine and leucine was increased. The content of free sugar was the lowest in the 16 days shading as 690.0mg/100g while the content of free sugar was the highest in the 24 days as 885.0mg/100g. Consequently, 22~23 days shade treatment periods is considered to be the best shade periods in terms of high quality as well as crop yield.

혼화재 종류 및 치환율에 따른 철근콘크리트 구조물의 내구수명의 변화

박장현 ( Park Jang-hyun ),정명규 ( Jung Myeong-gyu ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1

콘크리트의 염해에 대한 내구성을 향상시키기 위한 방법으로 고로슬래그, 플라이애쉬와 같은 혼화재를 사용하여 염소이온의 침투를 억제하는 방법이 널리 사용되고 있다. 하지만 콘크리트에 사용되는 시멘트를 혼화재로 치환하여 사용하는 경우 콘크리트의 pH감소를 유발할 수 있으며, 이는 철근표면에 형성된 부동태피막의 성능을 저하시킬수 있다. 본 연구에서는 콘크리트에 사용된 혼화재 종류 및 치환율에 따른 콘크리트의 염화물 확산계수와 철근 부식 임계염화물량을 측정하고, 이를 이용하여 콘크리트의 내구수명 비교평가를 실시하였다. 혼화재 치환율이 증가할수록 콘크리트의 염소이온 확산계수는 감소하였지만, 철근 부식 임계염화물량도 함께 감소하는 경향을 확인하였다. 철근콘크리트의 내구수명 비교평가 결과, OPC, S30, TBC, S60 순으로 높게 나타나는 것을 확인하였다.

질소비료 시용량에 따른 옥로차의 수량 및 품질

박장현(Jang-Hyun Park) 한국토양비료학회 2000 한국토양비료학회지 Vol.33 No.3

해양 모빌리티 Pod형 전기추진용 10kW급 SPMSM의 열유동 해석

박장현(Jang-Hyun Park),이태우(Tae-Woo Lee),정연호(Yeon-Ho Jeong),홍도관(Do-Kwan Hong) 대한전기학회 2022 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.11

콘크리트 모사환경에서 금속용사 방식피막을 갖는 강재의 부식거동에 관한 실험적 연구

박장현(Park, Jang-Hyun),이광수(Lee, Kwang-Soo),이한승(Lee, Han-Seung) 대한건축학회 2017 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.37 No.1