In a time when product development cycles are getting shorter and shorter, many companies are making efforts to develop products with high reliability in a short period of time, accelerated life test is widely used as a method to quickly evaluate reliability. Accelerated life test reduces the test l...
In a time when product development cycles are getting shorter and shorter, many companies are making efforts to develop products with high reliability in a short period of time, accelerated life test is widely used as a method to quickly evaluate reliability. Accelerated life test reduces the test life or the life of the product from the observed data by shortening the lifetime of the product or abruptly lowering the performance under the worse condition than the actual condition in order to shorten the test cost or the test time. In this paper, BL3640A-06P+RB35, DC12V model, which is used in the support device of an automatic rotation type digital signage, which display various information such as textures and images on a display screen in a public place or a commercial space, BLDC motors were subjected to a constant stress test and at the rotational speed of 1rpm, $180^{\circ}$ rotation and reverse rotation under actual use conditions, the stress was imposed on the rotating speed of 2rpm and the weight of the actual installed product from 22.2kgf to 10kgf were installed. The lifetime of the actual use environment condition is 23,545 hours and the rotation speed is accelerated. The life time of the acceleration condition with the additional weight is 1,380 hours. The acceleration factor is calculated as 17.06, the one year guarantee test day is 235 days to 14 days, of the period from 470 days to 28 days, and the third year from 704 days to 42 days. The test date of the BLDC motor was tested on the shortened test date, and the rotational speed and the current value were measured. It is found that there is no defect even if it operates as the test date corresponding to the specified one year warranty period and the 3 year accelerated life test which is experimented. Using the statistical technique of the regression analysis the expected time for the motor to defect to #4 samples was 20 years.
In a time when product development cycles are getting shorter and shorter, many companies are making efforts to develop products with high reliability in a short period of time, accelerated life test is widely used as a method to quickly evaluate reliability. Accelerated life test reduces the test life or the life of the product from the observed data by shortening the lifetime of the product or abruptly lowering the performance under the worse condition than the actual condition in order to shorten the test cost or the test time. In this paper, BL3640A-06P+RB35, DC12V model, which is used in the support device of an automatic rotation type digital signage, which display various information such as textures and images on a display screen in a public place or a commercial space, BLDC motors were subjected to a constant stress test and at the rotational speed of 1rpm, $180^{\circ}$ rotation and reverse rotation under actual use conditions, the stress was imposed on the rotating speed of 2rpm and the weight of the actual installed product from 22.2kgf to 10kgf were installed. The lifetime of the actual use environment condition is 23,545 hours and the rotation speed is accelerated. The life time of the acceleration condition with the additional weight is 1,380 hours. The acceleration factor is calculated as 17.06, the one year guarantee test day is 235 days to 14 days, of the period from 470 days to 28 days, and the third year from 704 days to 42 days. The test date of the BLDC motor was tested on the shortened test date, and the rotational speed and the current value were measured. It is found that there is no defect even if it operates as the test date corresponding to the specified one year warranty period and the 3 year accelerated life test which is experimented. Using the statistical technique of the regression analysis the expected time for the motor to defect to #4 samples was 20 years.
Fig. 2 와 같이 회전부는 전체 제품을 천정에 고정 할 수 있도록 Ceiling Bracket과 180° 회전, 원위치가 가능하도록 BLDC motor, motor gear,pipe gear, bearing, base gear, photo interrupter sensor와 회전제어 메인보드, 무선 신호 수광 센서로 구성되었으며, 이들 부품을 결속 할 수 있는 drive mount와 무선 조정이 가능하게 IR 무선 리모트 컨트럴러 보드를 제작 하였다.
기존 대다수광고판은 단방향 고정형태로 되어 있어 화면의 정방향으로 볼 때만 명확한 정보를 확인 할 수 있으며 미디어의 내용을 확인하기 위해서는 디스플레이 화면의 송출 방향으로 관람자가 이동해야 하는 문제점이 발생한다. 단방향 정보 제공인 고정형태의 문제점을 해결하기 위해 상업용 디지털정보 디스플레이인 “L”社의 55인치 양면 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 활용하고, BLDC(Brushless DC) 모터를 적용하여 180° 회전, 원위치가 가능하게 함으로써 다양한 각도에서 관람자가 효율적으로 정보 및 광고를 볼 수 있도록 하는 자동 회전형 디지털 사이니지 서포팅 시스템을 이용한다. 디지털 사이니지의 부품에 대한 보증 기간은 1년으로 규정하고 있으나, 자동 회전 서포팅 시스템의 주요 부품인 BLDC모터일 경우 모터 생산 업체에서는 모터 단품에 대해서 연속 동작 조건에서의 보증만을 하고 있어 실 사용 환경 조건을 반영한 시험법과 제품의 짧은 라이프사이클, 과도한 시험기간 및 비용으로 인한 문제점으로 인해 가속수명시험법의 개발과 예상 불량시점의 예측이 필요하다.
본 연구에서는 Fig. 1 에서와 같이 자동 회전형 디지털 사이니지를 옥내에 설치 할 경우 천정 높이가 건물마다 상이하여 500mm 파이프 2개를 볼팅 처리로 다단 결합하여 설치하였다.
디지털 사이니지의 부품에 대한 보증 기간은 1년으로 규정하고 있으나, 자동 회전 서포팅 시스템의 주요 부품인 BLDC모터일 경우 모터 생산 업체에서는 모터 단품에 대해서 연속 동작 조건에서의 보증만을 하고 있어 실 사용 환경 조건을 반영한 시험법과 제품의 짧은 라이프사이클, 과도한 시험기간 및 비용으로 인한 문제점으로 인해 가속수명시험법의 개발과 예상 불량시점의 예측이 필요하다. 본 연구에서는 자동 회전이 가능한 디지털 사이니지에 사용되는 BLDC모터를 실 사용 환경 조건을 고려한 일반수명과 가속인자를 적용한 가속수명을 정립하여 가속계수를 산출하고, 이를 통해 1-3년의 수명 시험 소요 시간에 해당하는 단축 된 시험일수와 그에 해당하는 각각의 연도별로 회전속도 및 전류값을 측정하여 BLDC모터의 사용 기간에 해당하는 유효성을 검증한다.
자동 회전형 디지털 사이니지는 1일 당 18시간을 작동하지만, 실험에서는 회전속도 2rpm과 추가하중 10kgf를 일정 스트레스로 1일 당 24시간 작동하여 가속수명시험을 실시하였으며, 각각의 해당연도에 대한 보증 시험일수와 시험기간의 절약일수에 대해 Table 4 와 같은 결과를 얻었다.
대상 데이터
가속수명시험에 필요한 실험 시료로는 Fig. 3과 같이 감속기 일체형 BLDC모터와 Fig. 4 와 같이 PWM 제어를 위한 모터와 메인보드를 연결하는 6-pin 컨넥터 및 전선과 Fig. 5 와 같이 반복 회전에 따라 기계적 마찰로 인한 기계손실과 Bearing의 grease에 대한 휘발성을 고려하여 5119 Thrush bearing을 각각 4개씩으로 실험을 하였다.
선정 한 모터는 Nidec社 (일본) BL3640A-06P, DC12V 모델로써 6-pin 컨넥터로 PWM 제어 방식으로 작동되며 저속에서 강한 힘으로 디스플레이를 회전하여야 함으로 RB35 모델의 감속기일체형으로 감속비가 1/600 으로 선정 하였으며, 사양은 Table 1 과 같다.
이론/모형
디스플레이 및 파이프의 무게에 대한 관성모멘트와 무게추로 인한 디스플레이의 관성모멘트를 산출하여 추가 무게로 인한 관성모멘트의 변화율을 Load factor(K2)에 적용하였다.
성능/효과
2) 사용조건의 수명은 23,545시간과 가속조건의 수명은 1,380시간으로 산출하였고, 높은 스트레스 수준에서 얻은 수명을 이용하여 사용조건의 수명을 예측하는 가속계수는 17.06으로 산출하였다.
3) 가속수명시험법의 개발로 1년의 보증 시험일은 235일에서 14일로, 2년은 470일에서 28일로,3년은 704일에서 42일로 시험 기간을 단축하는 효과를 얻었다.
4) 총 4개의 BLDC모터를 대상으로 단축 된 시험일로 가속수명시험을 진행한 결과 시료의 회전속도와 전류값 모두 보증기간 1년은 물론 3년의 가속수명시험에 해당하는 시험일로 작동하여도 결함이 없는 것으로 나타났다.
6 이상을 유의한 것으로 판단[5]하기 때문에 본 연구에서 도출 된 회귀모델은 통계적으로 유의성을 갖는다. 4개의 BLDC모터 시료 모두 3년 동안 결함 없이 작동되는 것으로 실험 결과가 도출되었으며, 특히 #4 시료가 초기 대비 변동율이 가장 심해수명의 도달 시점이 가장 빠른 것으로 판단되며, 회귀분석 모형을 바탕으로 예측한 결과 예상 불량시점은 20년으로 추정되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
단방향 고정형태의 문제점을 해결하기 위한 시스템은?
기존 대다수광고판은 단방향 고정형태로 되어 있어 화면의 정방향으로 볼 때만 명확한 정보를 확인 할 수 있으며 미디어의 내용을 확인하기 위해서는 디스플레이 화면의 송출 방향으로 관람자가 이동해야 하는 문제점이 발생한다. 단방향 정보 제공인 고정형태의 문제점을 해결하기 위해 상업용 디지털정보 디스플레이인 “L”社의 55인치 양면 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 활용하고, BLDC(Brushless DC) 모터를 적용하여 180° 회전, 원위치가 가능하게 함으로써 다양한 각도에서 관람자가 효율적으로 정보 및 광고를 볼 수 있도록 하는 자동 회전형 디지털 사이니지 서포팅 시스템을 이용한다. 디지털 사이니지의 부품에 대한 보증 기간은 1년으로 규정하고 있으나, 자동 회전서포팅 시스템의 주요 부품인 BLDC모터 일 경우 모터 생산 업체에서는 모터 단품에 대해서 연속 동작 조건에서의 보증만을 하고 있어 실 사용 환경 조건을 반영한 시험법과 제품의 짧은 라이프사이클, 과도한 시험기간 및 비용으로 인한 문제점으로 인해 가속수명시험법의 개발과 예상 불량시점의 예측이 필요하다.
디지털 사이니지(Digital Signage)란?
디지털 사이니지(Digital Signage)란 공공장소나 상업 공간에서 문자⋅영상 등 다양한 정보를 디스플레이 화면에 보여주는 서비스를 뜻한다[1]. 디지털 사이니지 산업은 디스플레이 장치, 액정기술의 발달과 주변 기술과의 융합으로 인하여타깃팅 광고 및 노출 효과 측정이 가능해지기 때문에 광고 매체 부분에서 활용도가 높다[2].
단방향 고정형태 광고판의 문제점은?
소비자는 일상에서 만나는 광고 매체에 대해 매우 인색하고 거부감이 많은 편[2]으로 인해 시각적 정보를 효과적으로 전달함과 동시에 이목이 집중 될 수 있는 시스템이 요구된다. 기존 대다수광고판은 단방향 고정형태로 되어 있어 화면의 정방향으로 볼 때만 명확한 정보를 확인 할 수 있으며 미디어의 내용을 확인하기 위해서는 디스플레이 화면의 송출 방향으로 관람자가 이동해야 하는 문제점이 발생한다. 단방향 정보 제공인 고정형태의 문제점을 해결하기 위해 상업용 디지털정보 디스플레이인 “L”社의 55인치 양면 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 활용하고, BLDC(Brushless DC) 모터를 적용하여 180° 회전, 원위치가 가능하게 함으로써 다양한 각도에서 관람자가 효율적으로 정보 및 광고를 볼 수 있도록 하는 자동 회전형 디지털 사이니지 서포팅 시스템을 이용한다.
참고문헌 (5)
박주영, 박성철, 김호영 : 디지털 사이니지의 개념 및 향후 전망. 한국통신학회 학술대회논문집. pp.619-620, (2012)
김지연, 김종욱, 김재범 : 국내 디지털 사이니지 산업 활성화 방안. 한국데이타베이스학회. pp.185-196, (2012)
Oriental Motor : General catalog Service life. pp. 36-39, (2012)
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