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제안 방법
- 5). Minicom 프로그램을 통해 아두이노와 컴퓨터의 포트 값과 보드레이트 값을 통일하여 시리얼(Serial)로 연결하였다. Minicom 프로그램 내부의 ‘설정 → Logging options’에서 측정데이터(로그파일)가 저장될 위치와 측정 매크로 이름을 입력하면 계측기와 통신을 시작하며 측정시간이 포함된 센서 값을 읽기 시작한다.
- 1). 구성된 회로는 각 모듈이 독립된 형태를 유지하며, 마이크로 컨트롤러의 제어 프로그램은 아두이노 스케치 프로그램을 이용하였다.
- 전기화학, 반도체, PID 방식으로 구동하는 다중 가스센서, 마이크로 컨트롤러, ADC를 이용하여 저비용 고정밀 가스 계측기를 제작하였다. 또한 블루투스 무선통신 모듈을 결합하여 실시간으로 측정값이 저장되는 빅데이터 축적 시스템을 구현하였다. 이 결과를 바탕으로 누출 가스종류에 따른 가스센서값 측정 뿐만아니라, 유해 가스로부터 동떨어진 장소에 있더라도 안전하게 측정결과를 얻을 수 있었다.
- 리눅스 운영체제에서 Bluetooth manager 프로그램을 통해 컴퓨터와 블루투스 모듈 (HC-06)을 연결하였다(Fig. 5). Minicom 프로그램을 통해 아두이노와 컴퓨터의 포트 값과 보드레이트 값을 통일하여 시리얼(Serial)로 연결하였다.
- 본 연구에서는 블루투스 모듈이 결합된 마이크로 컨트롤러 (Arduino UNO), 16bit 정밀도의 analog-to-digital convertor (ADC)모듈, 여러 타입의 가스센서 (반도체형(MICS), 전기화학식(SENKO), PID형(SENKO)) 로 구성된 휴대용 소형 가스계측기를 제작하여 가스측정과 동시에 데이터 실시간 저장이 가능하다. 또한 아두이노 스케치 프로그램으로 저장되는 데이터를 사용자가 원하는 형식으로 손쉽게 수정가능하다.
- 이와 같은 문제점들을 모두 보완하기 위해 I2C 통신기반의 ADC (ADS 1115) 모듈을 사용하여(Fig. 4) 입력단의 갯수를 늘리고(최대 27 = 128개의 ADC에서 데이터 동시 처리 가능) 5 V / 216 ≈ 0.076 mV의 분해능 수준으로 센서값을 보다 정밀하게 측정하였다.
- 윈도우즈(Windows)에서는 Bluetooth 장치 프로그램을 통해 손쉽게 블루투스 연결이 가능하다. 이후 오픈소스 에뮬레이터 프로그램인 Teraterm을 통해 아두이노와 DB 컴퓨터간의 시리얼 연결을 수행하였다. 연결이 완료되면 아두이노 스케치 프로그램에서 지정한 형태의 센서값 측정 데이터들이 갱신되어 보여지게 된다.
- 전기화학, 반도체, PID 방식으로 구동하는 다중 가스센서, 마이크로 컨트롤러, ADC를 이용하여 저비용 고정밀 가스 계측기를 제작하였다. 또한 블루투스 무선통신 모듈을 결합하여 실시간으로 측정값이 저장되는 빅데이터 축적 시스템을 구현하였다.
대상 데이터
- 가스센서는 총 3가지 타입으로(Fig. 1) 전기화학센서 (SENKO) 4개, PID센서(SENKO) 1개, 그리고 반도체센서(MQ Series) 4개를 사용하였다(Fig. 2). 센서부의 구동회로는 입력전압 VCC (5 V), GND (0 V) 과 출력전압 (Vout)로 비교적 간단하다.
- 076 mV의 분해능 수준으로 센서값을 보다 정밀하게 측정하였다. 사용한 ADC는 총 3개로, 각 ADC에서는 전기화학, 반도체, PID 타입끼리 묶어서 측정하도록 회로를 구성하였다(Fig. 3,4). 모든 센서값은 ADC를 통해 정밀한 데이터로 처리된다.
- 사용한 무선통신 종류는 블루투스이며, 아두이노와 호환 가능한 HC-06 블루투스 모듈을 사용하였다. 데이터 송신단인 마이크로컨트롤러(MCU)와 수신단인 DB컴퓨터 사이에는 아두이노 스케치 프로그램을 사용하여 블루투스 이름 및 연결 핀 비밀 번호를 설정함으로써 보안성을 보장하면서 무선으로 데이터를 송수신 하는 결과를 얻을 수 있었다.
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