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문제 정의
- 그간 태양광을 이용한 LED 도로표지병의 실용화에서 가장 큰 잇슈는 도로에서 트럭 등의 하중을 견디며 국제 방수 IP68 요구조건의 방수를 보장하는 구조물 설계인데 이에 관한 연구결과 논문은 아직 발표된바 없다. 또한 본 연구결과와 유사한 제품들의 경우 LED 구동회로는 Mirochip사의 MCP1640[14] 등 전용 IC 소자를 응용하는 것이다. 출시된 이러한 전용 IC들은 건전지 전원으로 LED구동을 위한 DC-DC Converter로써 입력전류대 출력전류의 최대 효율이 35% 이하로써 혹설기에 3일 이상 눈이 오는 경우에는 적용이 불가하다.
- 본 논문에서는 주간에는 AA사이즈 1.2[V]축전지에 솔라셀을 이용하여 충전하고, 야간에는 충전된 전기에너지를 이용하여 LED를 밝히는 도로표지병을 설계한 결과를 제시한다. 설계된 제품은 한국도로공사가 요구하는 30톤급의 도로 하중을 견디고 국제방수 IP68 규격을 만족하는 누수방지를 위한 기구 설계 결과를 제시한다.
- 설계된 제품은 한국도로공사가 요구하는 30톤급의 도로 하중을 견디고 국제방수 IP68 규격을 만족하는 누수방지를 위한 기구 설계 결과를 제시한다. 그리고 혹한을 고려하여 7일 이상 솔라셀로부터 충전이 이루지지 않더라도 도로표지병이 동작하도록 Impulse Injection방법을 고안하여 극 소 전력(8mA)을 소비하는 LED표지병의 개념 설계에 관한 내용을 기술한다.
- 또한 상면에 스크래치가 쉽게 발생하여 솔라셀의 충전효율을 떨어뜨리고 구조물이 약해져 누수로 인한 LED구동회로가 오동작하게 하는 직접적인 원인을 제공한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 [Fig. 2]와 같은 형태의 새로운 표지병 구조 설계를 제시한다.
- 그러나 본 논문에서는 [Fig. 5]에 나타난 바와 같이 LED가 서로 마주보는 상향 방향으로 5° ∼ 15° 비스듬하게 쏠리도록 하여 기구적으로 표지병이 도로에 돌출하지 않더라도 운전자에게 높은 LED 시인성을 주도록 고안하였다.
- 본 논문에서는 노령 운전자와 자전거 도로 이용자의 안전성과 편의성을 고려하여 도로의 시인성을 높이는 방안으로 저 소비전력을 갖는 LED 표지병의 개발에 대하여 기술하였다. 차량으로부터 표지병에 가해지는 하중의 영향을 극소화하고 국제 방수 규격 IP68을 만족하는 포지병을 설계하기 위하여, LED 표지병이 지면과 돌출 없이 수평해지도록 RIM 구조를 설계함으로써 표지병이 지상으로 노출되는 요인을 완전히 제거하였다.
가설 설정
- BLOCK 5 : LED 표지병을 제조하여 설치하기 전까지 일시적으로 박스 등에 보관할 때에는 솔라셀 모듈은 어두운 환경으로 인식한다. 따라서 LED가 점등되어 축전지의 전류가 소모되는데, 이를 방지하는 블럭이다.
- BLOCK 6 : 일반적인 표지병의 LED 모듈이 최소 30[mA]를 소모한다 하더라도 혹설기와 같이 충전이 불가능한 환경에서는 1일(24시간)동안 동작시키면 축전지는 720[mAH]의 용량이 방전된다. 이는 약 1,600[mAH] 축전지를 이용하여 3개 LED를 구동시킨다면 53시간 밖에 사용하지 못하게 되어 약 2일 정도 되면 LED 도로표지병은 동작이 멈추게 된다.
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