라즈베리 파이 기반의 캔위성 체계 개발

이영건(Younggun Lee),이상현(Sanghyun Lee),유승훈(Seunghoon Yoo) 대한전자공학회 2022 전자공학회논문지 Vol.59 No.1

본 논문은 기존 캔위성의 한계를 넘어서 다양한 소프트웨어 개발이 가능하고 모듈의 추가 장착을 통한 하드웨어 확장이 가능한 캔위성 체계를 개발한 내용을 다루고 있다. 이를 위해 오픈소스 플랫폼인 라즈베리 파이 3 모델 B+를 이용하여 캔위성과 지상국의 하드웨어를 개발하였는데, 캔위성의 기본적인 임무를 수행하기 위해 적합한 위치 센서, 자세 센서, 영상 센서, 전원부, 통신부를 선정하여 캔위성 하드웨어를 구현하였다. 캔위성 기본 임무에 필요한 센서와 모듈을 제어하여 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 가공하여 지상국에 전송하는 소프트웨어는 개발의 용이성과 교육 활용성을 고려하여 오픈소스인 파이썬을 이용하여 구현하였다. 수신한 데이터를 처리하고 시각화해야 하는 지상국 소프트웨어는 캔위성 체계 사용자와 직접 상호작용하는 특성과 소프트웨어 개발에 필요한 난이도를 고려하고 확장 가능성이 있도록 제안하였다. 또한, 캔위성의 임무와 운용특성을 고려하여 블루투스와 와이파이 연결 방식의 근거리 무선 통신방식에 대하여 데이터 송수신 테스트를 수행하여 임무에 적합한 통신방식을 제시하였다. This paper deals with the development of a CanSat system that can develop various software beyond the limit of existing CanSat and can expand hardware through additional module installation. To achieve this, we develop hardware of the CanSat and the ground station using the open source platform, Raspberry Pi 3 Model B+. We selecte the appropriate GPS sensor, IMU sensor, image sensor, power subsystem, and communication subsystem to perform the basic mission of the CanSat. The software that controls the sensor and module required for the basic mission of the CanSat and collects the data, processes the collected data and transmits it to the ground station is implemented using Python, an open source, considering the ease of development and educational utilization. In view of the characteristics of direct interaction with users of the CanSat system and the difficulty required for software development, the ground station software that needs to process and visualize the received data is proposed to have extensibility. In addition, considering the mission and operational characteristics of the CanSat, data transmission and reception tests were conducted on the short-range wireless communication of Bluetooth and WiFi connection, and a communication method suitable for the mission was presented.

라즈베리 파이를 이용한 캔위성 체계 개발

이영건(Younggun Lee),이상현(Sanghyun Lee),유승훈(Seunghoon Yoo) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.6

BEM 기반 전투 조종사 교전 모델을 위한 OBFM 모델링

이영건(Younggun Lee),김송현(Songhyon Kim),최순우(Soonwoo Choi),안은규(Eunkyu Ahn),이상민(Sangmin Lee),오지현(Jihyun Oh),김용덕(Yong-Duk Kim) 한국항공우주학회 2020 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2020 No.11

젯슨 나노 기반의 차량 추적 캔위성 시스템 개발

이영건(Younggun Lee),이상현(Sanghyun Lee),유승훈(Seunghoon You),이상구(Sangku Lee) 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.26 No.2

3D 프린팅 교육 프로그램을 위한 수업자료 개발과 적용

이영건(Lee, Younggun),이상현(Lee, Sanghyun),유승훈(Yoo, Seunghoon),김시태(Kim, Sitae) 한국공학교육학회 2021 공학교육연구 Vol.24 No.3

This paper deals with the development and application of a 3D printing education program implemented to cultivate creative fusion-type talents required by the 4th Industrial Revolution. Specifically, the entire process developed by applying the ADDIE program development model, from 3D modeling to post-processing of printed materials, was performed individually and for each team for about 200 second-year college students for two weeks. Through this program, students develop the basic ability to apply 3D printing to the learning curriculum, the ability to solve problems through cooperative interactions between team members, and convergence thinking ability by collaborating within the team by students from various major fields. They are proved by analyzing an education satisfaction survey conducted after application of the program. In conclusion, the program of this paper presents a methodology for effective 3D printing education in universities.

창의공학설계 및 실습 수업을 위한 아두이노 기반 교육용 캔위성 개발 연구

이영건(Lee, Younggun),이상현(Lee, Sanghyun),김종범(Kim, Jongbum),김송현(Kim, Songhyon),유승훈(Yoo, Seunghoon) 한국공학교육학회 2021 공학교육연구 Vol.24 No.5

The CanSat was designed as an educational satellite simulation program that implements the overall system of the satellite such as the command processing unit, the communication unit, and the power unit in a structure of the size of a can. In particular, the training effect is very excellent because the trainee can learn a process similar to the actual satellite development process by designing, manufacturing, testing, and launching. Republic of Korea Air Force Academy has been using the CanSat production kit used by the domestic can satellite contest experience department for education, but since it was produced based on PCB, it was impossible to show creativity and operation was restricted even with small mistakes. In this paper, we analyze the existing CanSat kit and propose a new educational CanSat kit that can be used in creative engineering design and practice subjects that will be reorganized into a regular course from 2021, and a lesson plan. In conclusion, by using the proposed CanSat kit for lectures, it is possible to achieve educational purposes and effects, improve lecture satisfaction, and provide stable instruction.

항공기 비행특성 확인을 위한 다자유도 가상비행 및 자유비행 풍동실험 시스템 개발

이재인(Jaein Lee),조동현(Donghyun Cho),이영건(Younggun Lee),이예빈(Yebin Lee),김광수(Kwangsoo Kim),김종범(Jongbum Kim) 한국항공우주학회 2023 韓國航空宇宙學會誌 Vol.51 No.3

항공기 개발 과정에서 비행제어시스템(FCS, Flight Control System)을 개발하고 검증하는 것은 매우 중요하며 장기간에 걸쳐 진행된다. 특히 항공기가 불안정한 특성이 발생될 수 있는 고받음각 상황에서 조종상실과 회복 과정 중 비행제어시스템의 정상적인 동작 여부의 검증은 비행시험 단계에서 비행시험의 위험성과 비용을 크게 감소시킬 수 있다. 그러나 비행시험 없이 실제 비행환경을 모사하여 동적 실험을 수행하고 비행제어시스템을 검증할 수 있는 시스템을 구성하는 것은 매우 어렵다. 공군사관학교 아음속 풍동실험실에서는 실제 비행환경과 매우 유사한 환경에서 동적특성을 파악할 수 있는 풍동실험 시스템을 구축하였다. 3자유도 짐벌과 리그를 개발하여 다자유도 가상비행(VFT, Virtual Flight Test) 풍동실험을 가능하게 하였고, 기존 폐회로 풍동 측정부를 개방형으로 개조하여 자유비행 풍동실험을 수행하였으며, 이를 통해 항공기 비행특성을 확인하고 비행제어시스템을 검증하였다. Developing and verifying the Flight Control System(FCS) in the aircraft development process is imperative and ongoing over a long period of time. Especially at a high angle of attack where unstable flight characteristic is likely to be shown, the verification of the FCS performance under the loss of control and recovery process can significantly reduce the risk and cost of flight testing during the flight test stage. However, developing a system capable of conducting dynamic tests and evaluating the FCS performance under simulated flight environments is challenging without a flight test. The Subsonic Wind Tunnel Laboratory of the Korea Air Force Academy established a wind tunnel test system capable of investigating dynamic characteristics in an environment similar to the actual flight environment. A three-degree of freedom gimbal and jig was developed to enable a multi-degree Virtual Flight Testing(VFT), the existing closed-circuit wind tunnel test section was converted into an open-type test section to conduct a free-flight wind tunnel test, and the aircraft flight characteristics were investigated and FCS was verified.

제브라피시 배아에서 메틸파라벤 및 할로겐화 부산물의 급성 독성 평가

윤영건 ( Younggun Yoon ),이윤호 ( Yunho Lee ),조민 ( Min Cho ) 한국물환경학회 2024 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2024 No.-

넓은 동적 영역의 파워 검출기를 이용한 DVB-S2용 디지털 자동 이득 제어 시스템

부영건(YoungGun Pu),박준성(Joon-Sung Park),허정(Jeong Hur),이강윤(Kang-Yoon Lee) 大韓電子工學會 2009 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.46 No.9

본 논문에서는 높은 대역폭과 넓은 동적 영역을 갖는 DVB-S2를 위한 새로운 디지털 이득 제어 시스템을 제안하였다. DVB-S2 시스템의 PAPR은 매우 크며, 요구되는 정착 시간은 매우 작기 때문에 일반적인 폐-루프 아날로그 이득 제어 방식은 사용할 수 없다. 정확한 이득 제어와 기저 대역 모뎀과의 직접적인 인터페이스를 위해서 디지털 이득 제어가 필요하다. 또한 아날로그 이득 제어 방식에 비해 정착 시간과 공정, 전압, 온도 값의 변화에 둔감한 이점을 갖는다. 본 논문에서는 세밀한 해상도와 넓은 이득 영역을 갖기 위해서 AGC 시스템 및 구성회로를 제안하였다. 이 시스템은 높은 대역폭의 디지털 VGA와 넓은 파워 범위를 가진 RMS 검출기, 저 전력의 SAR 타입 ADC, 그리고 디지털 이득 제어기로 구성되어 있다. 파워 소모와 칩 면적을 줄이기 위해 한 개의 SAR 타입 ADC를 사용했으며, ADC 입력은 4개의 파워 검출기를 사용하여 시간 축 상에서 인터리빙 방식으로 구현하였다. 모의실험 및 측정 결과는 제안하는 AGC 시스템의 이득 에러가 10 ㎲ 내에서, 0.25 ㏈보다 낮은 것을 보여주고 있다. 전체 칩은 0.18 ㎛ CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 제안된 IF AGC 시스템의 측정 결과는 0.25 ㏈의 해상도와 80 ㏈의 이득 범위, 8 nV/√㎐의 입력 기준 잡음, IIP₃는 5 ㏈m, 전력 소모는 60 mW임을 보여주고 있다. 파워 검출기는 100 ㎒ 입력에서 35 ㏈의 동적 영역을 갖는다. This paper presents a fully digital gain control system with a new high bandwidth and wide dynamic range power detector for DVB-S2 application. Because the peak-to-average power ratio (PAPR) of DVB-S2 system is so high and the settling time requirement is so stringent, the conventional closed-loop analog gain control scheme cannot be used. The digital gain control is necessary for the robust gain control and the direct digital interface with the baseband modem. Also, it has several advantages over the analog gain control in terms of the settling time and insensitivity to the process, voltage and temperature variation. In order to have a wide gain range with fine step resolution, a new AGC system is proposed. The system is composed of high-bandwidth digital VGAs, wide dynamic range power detectors with RMS detector, low power SAR type ADC, and a digital gain controller. To reduce the power consumption and chip area, only one SAR type ADC is used, and its input is time-interleaved based on four power detectors. Simulation and measurement results show that the new AGC system converges with gain error less than 0.25 ㏈ to the desired level within 10 ㎲. It is implemented in a 0.18 ㎛ CMOS process. The measurement results of the proposed IF AGC system exhibit 80-㏈ gain range with 0.25-㏈ resolution, 8 nV/√㎐ input referred noise, and 5-㏈m IIP₃ at 60-㎽ power consumption. The power detector shows the 35㏈ dynamic range for 100 ㎒ input.

능동 인덕터를 이용한 광대역 디지털 제어 발진기의 설계

부영건(YoungGun Pu),박안수(AnSoo Park),박형구(HyungGu Park),박준성(Joon-Sung Park),이강윤(Kang-Yoon Lee) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.48 No.3

본 논문은 넓은 튜닝 범위와 정밀한 해상도 성능을 가지는 능동 인덕터를 이용한 디지털 제어 발진기에 대한 논문이다. 디지털 제어 발진기의 주파수를 조정하기 위해 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 디지털적으로 조정하는 구조를 제안하였으며, 디지털 제어 발진기의 이득 또한 디지털적으로 조정하여 이득 변화를 상쇄하도록 하였다. 또한, 넓은 튜닝 영역과 정밀한 해상도를 구현하기 위해 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 루프를 제안하였다. 디지털 제어 발진기의 총 주파수 튜닝 영역은 2.1㎓~3.5㎓로 1.4㎓의 영역으로 이는 2.4㎓의 중간 주파수에 대하여 58 %에 해당한다. 유효 주파수 해상도는 시그마 델타 모듈레이터를 사용하여 0.14 ㎑/LSB를 구현하였다. 제안하는 디지털 제어 발진기는 0.13 ㎛ CMOS 공정으로 설계 되었다. 전체 전력 소모는 1.2 V 공급전압에서 6.6 ㎽이며 위상 잡음 성능은 2.4 ㎓ 중간 주파수의 경우, 1 ㎒ 오프셋에서 -120.67 ㏈c/㎐ 성능을 보이고 있다. This paper presents a wide tuning range, fine-resolution DCO (Digitally Controlled Oscillator) with an active inductor. In order to control the frequency of the DCO, the transconductance of the active inductor is tuned digitally. In addition, the DCO gain needs to be calibrated digitally to compensate for gain variations. To cover the wide tuning range, an automatic three-step coarse tuning scheme is proposed. The DCO total frequency tuning range is 1.4 ㎓ (2.1 ㎓ to 3.5 ㎓), it is 58 % at 2.4 ㎓. An effective frequency resolution is 0.14 ㎑/LSB. The proposed DCO is implemented in 0.13 μm CMOS process. The total power consumption is 6.6 ㎽ from a 1.2 V supply voltage. The phase noise of the DCO output at 2.4 ㎓ is -120.67 ㏈c/Hz at 1 ㎒ offset.