복합 미생물 배양기의 제어시스템 개발

김홍직,이원복,이승호 한국전기전자학회 2023 전기전자학회논문지 Vol.27 No.1

In this paper, a control system for a complex microbial incubator was proposed. The proposed control systemconsists of a control unit, a communication unit, a power supply unit, and a control system of the complex microbialincubator. The controller of the complex microbial incubator is designed and manufactured to convert analog signalsand digital signals, and control signals of sensors such as displays using LCD panels, water level sensors, temperaturesensors, and pH concentration sensors. The water level sensor used is designed and manufactured to enable accuratewater level measurement by using the IR laser method with excellent linearity in order to solve the problem thatexisting water level sensors are difficult to measure due to foreign substances such as bubbles. The temperature sensoris designed and used so that it has high accuracy and no cumulative resistance error by measuring using the thermalresistance principle. The communication unit consists of two LAN ports and one RS-232 port, and is designed andmanufactured to transmit signals such as LCD panel, PCT panel, and load cell controller used in the complex microbialincubator to the control unit. The power supply unit is designed and manufactured to supply power by configuring itwith three voltage supply terminals such as 24V, 12V and 5V so that the control unit and communication unit canoperate smoothly. The control system of the complex microbial incubator uses PLC to control sensor values such as pHconcentration sensor, temperature sensor, and water level sensor, and the operation of circulation pump, circulationvalve, rotary pump, and inverter load cell used for cultivation. In order to evaluate the performance of the controlsystem of the proposed complex microbial incubator, the result of the experiment conducted by the accreditedcertification body showed that the range of water level measurement sensitivity was -0.41mm~1.59mm, and the rangeof change in water temperature was ±0.41℃, which is currently commercially available. It was confirmed that theproduct operates with better performance than the performance of the products. Therefore, the effectiveness of thecontrol system of the complex microbial incubator proposed in this paper was demonstrated. 본 논문에서는 복합 미생물 배양기의 제어시스템을 제안하였다. 제안하는 제어시스템은 복합 미생물 배양기의 제어부, 통신부, 전원부, 제어시스템 등으로 구성된다. 복합 미생물 배양기의 제어부는 아날로그 신호와 디지털 신호의 변환, LCD 패널을 이용한 디스플레이, 수위센서, 온도센서, pH 농도센서 등과 같은 센서들의 신호 제어를 하도록 설계 및 제작한다. 사용하는 수위센서는 기존수위센서가 거품과 같은 이물질 등으로 인해 측정이 어려운 문제점을 해결하고자 직진성이 우수한 IR 레이저 방식을 사용하여 정확한 수위 측정이 가능하도록 설계 및 제작한다. 온도센서는 열 저항 원리를 사용하여 측정함으로써, 높은 정확도와 누적 저항 오차가없도록 설계하여 사용한다. 통신부는 2개의 LAN 포트와 1개의 RS-232 포트로 구성하여 복합 미생물 배양기에서 사용되는 LCD패널, PCT 패널, 로드셀 컨트롤러 등의 신호를 제어부에 전달할 수 있도록 설계 및 제작한다. 전원부는 제어부와 통신부가 원활하게 동작할 수 있도록 24V, 12V 5V 등 3개의 전압 공급 단자로 구성하여 전원을 공급하도록 설계 및 제작한다. 복합 미생물 배양기의 제어시스템은 PLC를 사용하여 pH 농도센서, 온도센서, 수위센서 등의 센서값과 배양에 사용되는 써큘레이션 펌프, 써큘레이션밸브, 로터리 펌프와 인버터 로드셀 등의 동작을 제어한다. 제안된 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인인증기관에서 실험한 결과는 수위 측정감도의 범위가 -0.41mm~1.59mm로, 물 온도의 변화 폭이 ±0.41℃로 현재 상용으로 판매되는 제품들 성능보다 우수한 성능으로 동작됨이 확인되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 효용성이 입증되었다.

시·공간 정렬을 이용한 다중 IR 대역 센서 모듈 시스템과 이를 이용한 이미지 융합 방법

이선용(Sunyong Lee),황호훈(Ho-hoon Hwang),이창훈(Chang-hoon Lee),박태준(Tae jun Park) 한국자동차공학회 2019 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2019 No.5

In this paper, we propose a multi-IR sensor module system using frame synchronization and spatial alignment and time-space convergence method using the same. Especially, the space and time of frames and images obtained from thermal infrared sensor module, RGB sensor module and depth sensor module The present invention relates to a multi-IR sensor module system frame synchronization and image fusion method using synchronization.

IR센서 기반 보행보조기를 이용한 보행 시 경사상태에 따른 보행의지 파악에 관한 연구

이현종(H. J. Lee),강승록(S. R. Kang),유창호(C. H. Yu),권대규(T. K. Kwon) 한국재활복지공학회 2014 재활복지공학회논문지 Vol.8 No.4

본 논문은 보행의지를 파악하기 위해 IR 센서 기반 보행보조기를 이용하여 보행 시 슬관절 전방변위 측정과 하지의 근육활성도를 고찰하였다. 슬관절 전방변위 측정을 위해 보행보조기에 IR센서를 장착하였고, 근전도 (Bagnoli-8ch, Delsys Inc, USA)장비를 이용하여 대퇴직근, 대퇴이두근, 전경골근, 비복근을 측정 하였다. 실험에 참가한 피험자들은 성인 8명(나이 23.7 ± 0.5 years, 신장 175.4 ± 2.3 cm, 체중 70.6 ± 5.6kg)이며 매주 30분씩 총 3주간 진행되었다. 보행 시 경사조건과 보행 속도의 증가에 따라서 슬관절 전방변위가 변화되는 결과를 확인할 수 있었다. 또한 근육활성도 결과, 전방경사 시 대퇴부 근육의 활성도가 증가하였고 후방경사 시 하퇴부 근육이 많이 활성화 되어 IR센서 결과와 유사한 경향을 확인할 수 있었다. The aims of this study are to investigate the walking intention detection of a rollator based on Infraed (IR) sensor measuring knee joint anterior displacement and leg muscle activities. We used Active Walker attached IR sensor to measure the knee joint anterior displacement and EMG signal of leg muscles(rectus femoris, biceps femoris, tibialis anterior, gastrocnemius) were taken by Delsys bagnli-8ch. Subjects were eight healthy males(age 23.7 ± 0.5 years, height 175.4 ± 2.3 cm, weight 70.6 ± 5.6kg) and they were involved in experiments which had been proceeded 30 minutes a week, during 3 weeks. This system indicates that the knee joint anterior displacement had the distinction increases according to the gait slope and velocity. We showed the increase of the femoral muscle activities along the anterior tilt and the increase of the crural muscle activities along the posterior tilt.

영상센서의 비균일 응답특성 보정을 위한 흑체 설계 및 성능검증과 보정오차 분석

신소민(Somin Shin) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.3

영상센서 중 적외선 센서는 시간경과 및 작동/비작동 반복에 따라 적외선 광원에 대한 응답특성이 조금씩 변화하며, 그 결과 영상품질이 저하된다. 그래서 인공위성에 탑재되는 적외선 센서의 경우 정상적인 임무수행을 위해 교정용 흑체로 주기적인 비균일 응답특성정을 실시할 수 있도록 해야 한다. 본 논문에서는 비균일 응답특성 보정을 위해, 적외선 센서의 파장대역 3.3~5.2μm에서 흑체 방사율이 0.995이상 평균온도차 1℃ 이하가 되도록 V-그루브(groove) 타입의 흑체를 설계하였다. 성능검증을 위해 흑체의 방사율과 표면온도를 측정하여 검증하였으며, 그 결과로부터 비균일 응답특성 보정오차를 산출하였다. Each pixel of InfraRed(IR) sensor differently responds to IR light as time elapses or the sensor on/off operation is repeated. As a result, the quality of IR sensor image is deteriorated, and therefore NUC(Non-uniformity Correction) is periodically needed for IR sensor. In this paper, in order to perform NUC in the Satellite, on-board V-grooved blackbody is designed with a baffle so that the emissivity of black body is to be higher than 0.995 as well as the temperature deviation is less than 1°C in the range of the infrared wave length from 3.3 to 5.2μm. To check its performance, the emissivity and the surface temperature of the blackbody by TRT(Transfer Reference Thermometer) and IR Micrometer scanner are measured, respectively. From the results, black body design is verified and the uncertainty of NUC is estimated through the measurement results.

다중 IR 거리센서를 이용한 이동로봇의 자기위치 인식

유영재(Young-Jae Ryoo) 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회논문지 Vol.17 No.6

이 논문에서는 다수의 IR 거리센서를 이용한 실내용 이동로봇의 자기위치 추정에 관한 새로운 방법을 제안한다. 각각의 IR 거리센서로부터 획득한 거리테이터를 이용하여 장애물과 벽면의 모서리를 검출한다. 각 센서에서 측정된 데이터를 병합하여 환경지도를 작성한다. 실험을 통하여 얻어진 환경지도와 실제 환경을 ㅂ교하고 그 성능을 평가하였다. In this paper, a new localization method of indoor mobile robot using multi IR(infrared) range sensors is proposed. Each IR range sensor detects the edge of obstacles and wall using the acquired range data. The environment map is built by the merging process of the detected edge data of each sensor. The performance of proposed system is verified by the comparison of the real environment and the detected map in experiments.

Bluetooth를 이용한 적외선 센서의 특성에 관한 연구

박선진,정중수 한국융합보안학회 2006 융합보안 논문지 Vol.6 No.3

본 논문에서는 광기전력 효과를 이용한 적외선 센서(SHARP사의 GP2D12)모듈의 거리에 따른 센서의 감도와 물체와 센서가 이루는 각도의 변화에 대한 센서의 감도를 측정하여 측정된 센서 값을 블루투스를 이용해서 근거리에 있는 PC로 전송하고 전송된 값을 프로그램에 의하여 분석하였다. 분석한 결과 적외선 센서의 특성을 프로세서에서 바로 측정하였을 때와 측정된 값을 블루투스 통신을 이용하여 전송하였을 때 비교 값에 차이를 나타내지 않았다. 따라서 블루투스를 이용하여 100m이내의 근거리에 있는 물체를 적외선 센서로 측정 할 수 있음을 알 수 있었다 This paper studies the sensitivity analysis of an infrared rays (IR) sensor (SHARP-GD2D12) with bluetooth communication. To evaluate the performance of the IR sensor-bluetooth module, the distance and angle data between the sensor and the fixed object are measured with an IR sensor and the measured data are transferred to PC via bluetooth within 100 meters. This experiment shows that the IR sensor-bluetooth system can be used to measure the distance and angle for a fixed object within 100 meters.

무인기 탑재 열화상(IR) 센서의 농작물 대상 최적 활용 방안 연구

손호웅 ( Ho-woong Shon ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),이희우 ( Hee-woo Lee ) 한국산업융합학회 2023 한국산업융합학회 논문집 Vol.26 No.6

Thermal sensors, also called thermal infrared wavelength sensors, measure temperature based on the intensity of infrared signals that reach the sensor. The infrared signals recognized by the sensor include infrared wavelength(0.7∼3.0μm) and radiant infrared wavelength(3.0∼100μm). Infrared(IR) wavelengths are divided into five bands: near infrared(NIR), shortwave infrared(SWIR), midwave infrared(MWIR), longwave infrared(LWIR), and far infrared(FIR). Most thermal sensors use the LWIR to capture images. Thermal sensors measure the temperature of the target in a non-contact manner, and the data can be affected by the sensor's viewing angle between the target and the sensor, the amount of atmospheric water vapor (humidity), air temperature, and ground conditions. In this study, the characteristics of three thermal imaging sensor models that are widely used for observation using unmanned aerial vehicles were evaluated, and the optimal application field was determined.

IR거리센서와 포토센서를 융합한 이동로봇의 인간 추종 시스템

김대영(Dae-Young Kim),유영재(Young-Jae Ryoo),이상진 한국지능시스템학회 2010 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.20 No.1

본 논문은 IR거리센서와 포토센서를 융합한 이동로봇의 인간 추종 시스템이다. IR거리센서는 가격이 저렴하고 신호처리를 위한 회로구성이 간단하여 이동로봇의 장애물감지 및 거리계측시스템으로 적합하고, 포토센서는 장애물과 인간을 분리하여 인간을 추종하는 시스템에 적합하다. 따라서 본 논문에서도 IR거리센서와 포토센서를 융합한 시스템으로 측정된 데이터 분석을 위한 하드웨어와 소프트웨어를 설계하고 개발하였다. 이를 검증하기 위하여 인 간 추종 및 거리검출실험을 수행하고 분석하였다.

Counting People Walking Through Doorway using Easy-to-Install IR Infrared Sensors

Shokirkhon Oppokhonov(셔키르현 오포호노브),Jae-Hyun Lee(이재현),Jae-Won Jung(정재원) 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.25 No.2

대부분의 비즈니스에서는 고객의 움직임에 대한 의미 있는 정보를 얻어낼 수 있는 유동인구 계측 데이터가 매우 중요하게 작용한다. 슈퍼마켓의 경우, 손님들의 수에 따라 계산대 수를 늘리거나 줄일 수 있다. 스마트 빌딩 또한, 각 객실의 수용 인원에 따라 냉난방 시스템을 제어하는 스마트 컨트롤러 같이 다양하게 적용될 수 있다. 카메라 기반 유동인구 계측 시스템과 같이 첨단 기술을 활용하여 보다 정확한 결과를 얻을 수도 있지만, 가격이 비싸고, 현장 설치가 어려우며, 사생활 침해의 문제가 발생하기도 한다. 본 논문에서는 특정 통로 혹은 IR 적외선 센서가 설치된 출입구의 유동인구 계측 방법을 제시한다. 나아가, 사람과 다른 물체를 구분하여 인식하는 방법을 제시하는데, 해당 솔루션은 저렴하고, 설치가 간편하며, 무엇보다 실시간 계측이 가능하다. 우리의 유동인구 계측 솔루션은 약 95%의 정확도를 보이고 있다. People counting data is crucial for most business owners, since they can derive meaningful information about customers movement within their businesses. For example, owners of the supermarkets can increase or decrease the number of checkouts counters depending on number of occupants. Also, it has many applications in smart buildings, too. Where it can be used as a smart controller to control heating and cooling systems depending on a number of occupants in each room. There are advanced technologies like camera-based people counting system, which can give more accurate counting result. But they are expensive, hard to deploy and privacy invasive. In this paper, we propose a method and a hardware sensor for counting people passing through a passage or an entrance using IR Infrared sensors. Proposed sensor operates at low voltage, so low power consumption ensure long duration on batteries. Moreover, we propose a new method that distinguishes human body and other objects. Proposed method is inexpensive, easy to install and most importantly, it is real-time. the evaluation of our proposed method showed that when counting people passing one by one without overlapping, recall was 96% and when people carrying handbag like objects, the precision was 88%. Our proposed method outperforms IR Infrared based people counting systems in term of counting accuracy.

IR Sensors를 이용한 실내용 이동로봇의 자기위치 추정

주칠관,최민혁,유영재 한국지능시스템학회 2007 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.17 No.1

이 논문에서는 Encoder, Gyro, 다수의 IR센서를 이용한 실내용 이동로봇의 자기위치 추정에 관한 방법 중 첫 번째 실험으로 다수의 IR센서로부터 획득한 거리데이터를 이용하여 작성한 환경지도에서 모서리를 검출하고, 이를 바탕으로 각 센서에서 측정된 데이터를 병합하도록 하였다. 마지막으로 얻어진 환경지도와 실제 환경을 비교하여 그 성능을 평가하였다.