디스플레이 제조 공정에서는 패널의 이송 목적으로 컨베이어 시스템이 널리 사용된다. 이 컨베이어에는 정전기로 인한 제품 불량을 예방하기 위해 접지선이 다수 사용되는데, 이송 롤러의 회전 운동이나 말림 등의 원인으로 접지선이 단선되어 제품 불량으로 이어지는 경우가 빈번히 발생된다. 이런 문제 해결을 위해 접지선의 단선을 실시간으로 검출 가능한 시스템의 필요성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 컨베이어 구동부와 패널의 마찰로 발생되는 ESD(Electro-Static Discharge) 접지선의 단선 모니터링 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 ATmega 2560 및 휘트스톤 브릿지(Wheatstone Bridge) 회로를 이용해 접지선의 단선 및 탈조 검출이 가능한 모니터링 시스템으로써, 접지선의 단선을 즉시 검출해 조치할 수 있으므로, 정전기로 인한 제품의 불량률을 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안한 시스템은 접지선이 사용되는 산업의 생산 및 시험 장비에 적용 가능할 것으로 기대된다.
디스플레이 제조 공정에서는 패널의 이송 목적으로 컨베이어 시스템이 널리 사용된다. 이 컨베이어에는 정전기로 인한 제품 불량을 예방하기 위해 접지선이 다수 사용되는데, 이송 롤러의 회전 운동이나 말림 등의 원인으로 접지선이 단선되어 제품 불량으로 이어지는 경우가 빈번히 발생된다. 이런 문제 해결을 위해 접지선의 단선을 실시간으로 검출 가능한 시스템의 필요성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 컨베이어 구동부와 패널의 마찰로 발생되는 ESD(Electro-Static Discharge) 접지선의 단선 모니터링 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 ATmega 2560 및 휘트스톤 브릿지(Wheatstone Bridge) 회로를 이용해 접지선의 단선 및 탈조 검출이 가능한 모니터링 시스템으로써, 접지선의 단선을 즉시 검출해 조치할 수 있으므로, 정전기로 인한 제품의 불량률을 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안한 시스템은 접지선이 사용되는 산업의 생산 및 시험 장비에 적용 가능할 것으로 기대된다.
In the splay manufacturing process, conveyor systems are widely used for conveying panels. In this conveyor, a large number of grounding lines are used in order to prevent a product failure due to static electricity. In many cases, the grounding line is disconnected due to the rotation of the transp...
In the splay manufacturing process, conveyor systems are widely used for conveying panels. In this conveyor, a large number of grounding lines are used in order to prevent a product failure due to static electricity. In many cases, the grounding line is disconnected due to the rotation of the transporting roller or curling, leading to product failure. In order to solve such a problem, there is a growing need for a system capable of detecting disconnection of a ground wire in real time. Therefore, in this paper, we propose a disconnection monitoring system of ESD (Electro-Static Discharge) ground wire caused by friction between the conveyor drive part and the panel. The proposed system is a monitoring system that can detect disconnection and disconnection of ground wire using ATmega 2560 and Wheatstone Bridge circuit. It can detect disconnection of ground wire immediately and can take measures to reduce the defect rate due to static electricity. The system proposed in this paper is expected to be applicable to the production and test equipments of all industries where the ground wire is used.
In the splay manufacturing process, conveyor systems are widely used for conveying panels. In this conveyor, a large number of grounding lines are used in order to prevent a product failure due to static electricity. In many cases, the grounding line is disconnected due to the rotation of the transporting roller or curling, leading to product failure. In order to solve such a problem, there is a growing need for a system capable of detecting disconnection of a ground wire in real time. Therefore, in this paper, we propose a disconnection monitoring system of ESD (Electro-Static Discharge) ground wire caused by friction between the conveyor drive part and the panel. The proposed system is a monitoring system that can detect disconnection and disconnection of ground wire using ATmega 2560 and Wheatstone Bridge circuit. It can detect disconnection of ground wire immediately and can take measures to reduce the defect rate due to static electricity. The system proposed in this paper is expected to be applicable to the production and test equipments of all industries where the ground wire is used.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 MCU 와 불평형 브릿지 (Unbalanced Bridge) 회로를 이용해 정전기 방출 접지선의 단선 및 탈조 검출이 가능한 ESD 방지용 접지 단선 모니터링 시스템의 구성 및 알고리즘을 기술하고 성능을 평가하였다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.
제안 방법
ESD 접지 단선 모니터링 시스템을 검중하기 위해 다음의 조건으로 실험을 하였다. 10Meter의 컨베이어 시스템에 50Cm 간격으로 샤프트 배치하여, 끝단에는 접지용으로 많이 사용되는 구리 재질의 케이블을 연결하였다. 측정 비교에 HIOKI 사의 산업용 측정 장비를 적용했다.
따라서 본 논문에서는 ESD 접지선의 단선 측정이 가능한 시스템을 구현해 실제 운용 중인 컨베이어 시스템에 적용했다. 시스템의 신뢰성을 검증해 본 결과 접지선이 정상일 때 5Ω 이하의 데이터가 측정되었고, 단선일 때는 기준 저항인 100Ω 보다 큰 값이 측정되어 접지선이 끊어졌음을 확인했다.
본 논문에서 제안하는 시스템은 측정부와 제어부 및 통신부, 출력부로 구성하였다. ATmega 2560, 휘트스톤 브릿지 기반으로 정전기 접지선의 전기 저항 산출이 가능하게 구현했다.
측정된 전압으로 산출된 저항이 무한대(∞)에 가까우면 접지선의 단선을, 0 에 가깝다면 정상으로 판단하게 알고리즘을 구현하였다.
ATmega 2560, 휘트스톤 브릿지 기반으로 정전기 접지선의 전기 저항 산출이 가능하게 구현했다. 측정부는 휘트스톤 브릿지를 이용해 접지선 양단에 걸리는 전압을 ADC (Analog-to-Digital Converters)를 통해 전달하고, 제어부는 측정부의 결과와 표준 저항을 이용해 미지 저항체의 전기 저항을 연산한다. 펌웨어는 C 언어 기반으로 구현했다.
대상 데이터
MCU 는 사람의 두뇌가 인체를 조정하듯 전자 회로 및 전자 기기의 조작이나 특정 시스템을 제어하는 역할을 수행한다. 본 논문에서 제안된 시스템은 Atmel 사에서 개발한 ATmega 2560을 사용했고, 다음 그림과 같은 하드웨어 구조를 가진다.
데이터처리
본 논문에서 제안한 시스템의 결과는 1초 간격으로 60초간 측정된 데이터의 평균을 이용했다. 그 결과 1~5Meter 이내에서는 두 측정기의 오차율은 0.
이론/모형
측정 데이터의 모니터링 및 문제 발생에 따른 경고 알림과 데이터 측정을 위한 알고리즘이 사용되었다.
10Meter의 컨베이어 시스템에 50Cm 간격으로 샤프트 배치하여, 끝단에는 접지용으로 많이 사용되는 구리 재질의 케이블을 연결하였다. 측정 비교에 HIOKI 사의 산업용 측정 장비를 적용했다. 아래 [Fig.
케이블의 단선 검출 방법 중 고장점 추정에는 머레이 루프법(Murray Loop) 적용된다[12]. 머레이 루프법은 [Fig.
성능/효과
본 논문에서 제안한 시스템의 결과는 1초 간격으로 60초간 측정된 데이터의 평균을 이용했다. 그 결과 1~5Meter 이내에서는 두 측정기의 오차율은 0.2% 이내로 검증되었고, 가장 긴 100Meter의 오차율은 1.2%로 측정되었다. 일반적인 산업용 계측기의 측정 오차율인 5% 보다 신뢰할 수 있는 결과로 본 논문에서 제안하는 ESD 접지 단선 모니터링 시스템을 산업용 정밀 측정용으로 문제가 없음을 확인했다[15].
시스템의 신뢰성을 검증해 본 결과 접지선이 정상일 때 5Ω 이하의 데이터가 측정되었고, 단선일 때는 기준 저항인 100Ω 보다 큰 값이 측정되어 접지선이 끊어졌음을 확인했다.
2%로 측정되었다. 일반적인 산업용 계측기의 측정 오차율인 5% 보다 신뢰할 수 있는 결과로 본 논문에서 제안하는 ESD 접지 단선 모니터링 시스템을 산업용 정밀 측정용으로 문제가 없음을 확인했다[15].
후속연구
시스템의 신뢰성을 검증해 본 결과 접지선이 정상일 때 5Ω 이하의 데이터가 측정되었고, 단선일 때는 기준 저항인 100Ω 보다 큰 값이 측정되어 접지선이 끊어졌음을 확인했다. 본 논문에서 제안한 시스템을 컨베이어 시스템에 적용한다면, 정전기로 발생되는 피해를 방지할 수 있다.
향후 컨베이어 제어기와 연동해 이상이 발생된 경우 컨베이어 구동을 정지해 사람의 개입 없이 Fault Detect 이 가능한 시스템으로 구현할 예정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
MCU의 역할은?
MCU 는 사람의 두뇌가 인체를 조정하듯 전자 회로 및 전자 기기의 조작이나 특정 시스템을 제어하는 역할을 수행한다. 본 논문에서 제안된 시스템은 Atmel 사에서 개발한 ATmega 2560을 사용했고, 다음 그림과 같은 하드웨어 구조를 가진다.
접지선이 단선되어 제품 불량으로 이어지는 문제를 해결하기 위해 필요성이 커지고 있는 것은?
이 컨베이어에는 정전기로 인한 제품 불량을 예방하기 위해 접지선이 다수 사용되는데, 이송 롤러의 회전 운동이나 말림 등의 원인으로 접지선이 단선되어 제품 불량으로 이어지는 경우가 빈번히 발생된다. 이런 문제 해결을 위해 접지선의 단선을 실시간으로 검출 가능한 시스템의 필요성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 컨베이어 구동부와 패널의 마찰로 발생되는 ESD(Electro-Static Discharge) 접지선의 단선 모니터링 시스템을 제안한다.
정전기로 인해 야기되는 문제점은?
정전기는 순간 전압이 수 mV에서 수 KV 로 초고밀도 직접회로, 연 산화 막 (Si O2)이나 고절연체가 사용되는 반도체(ULSI), 평판 디스플레이인 TFT-LCD (Thin film Transistor Liquid Crystal Display) OLED(Organic Light Emitting Diodes) 의 소자 및 마이크로 칩에 열파손(Thermal Breakdown), 기화(Vaporization of Metal) 등의 문제를 발생시켜 생산성을 저하시키는데[8], 컨베이어 시스템의 패널 이송 과정에서 발생되는 정전기의 고장 및 장해의 대부분은 도체가 대전된 결과로 다음의 그림[Fig. 1]과 같이 불꽃방전에 의해 발생된다[9].
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