본 논문에서는 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP센서인터페이스 회로시스템을 제안한다. 이 DSP 시스템은 풍향 풍속모듈, 대기압센서, 대기 온도 센서의 정보를 받아들이고, 빠르게 처리하여 PC 모니터링 시스템에 전달한다. 특히 풍향 풍속 모듈과 DSP 하드웨어는 직접 설계하여 적용한다. 풍향 풍속 모듈은 바람에 관한 벡터적 정보를 얻기 위해 4개의 박막형 RTD(Resistive Temperature Detectors) 또는 박박형 피에조센서를 원기둥 모양의 지지표면에 벡터적으로 배치하는 구조를 채택한다. 이 구조를 채택한 계측 모듈은 진동, 습기, 부식 등에 강인하면서 정확한 계측을 가능케 한다. 센서 신호처리 회로는 TI 사의 고속 DSP인 TMS320F2812 를 사용한다.
본 논문에서는 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP 센서인터페이스 회로시스템을 제안한다. 이 DSP 시스템은 풍향 풍속모듈, 대기압센서, 대기 온도 센서의 정보를 받아들이고, 빠르게 처리하여 PC 모니터링 시스템에 전달한다. 특히 풍향 풍속 모듈과 DSP 하드웨어는 직접 설계하여 적용한다. 풍향 풍속 모듈은 바람에 관한 벡터적 정보를 얻기 위해 4개의 박막형 RTD(Resistive Temperature Detectors) 또는 박박형 피에조센서를 원기둥 모양의 지지표면에 벡터적으로 배치하는 구조를 채택한다. 이 구조를 채택한 계측 모듈은 진동, 습기, 부식 등에 강인하면서 정확한 계측을 가능케 한다. 센서 신호처리 회로는 TI 사의 고속 DSP인 TMS320F2812 를 사용한다.
In this paper, a wind speed & direction module and the DSP(Digital Signal Processor) sensor interface circuit board are proposed. This DSP system accepts and process the informations from a wind speed & direction module, the atmospheric pressure sensor, the ambient air temperature sensor and transfe...
In this paper, a wind speed & direction module and the DSP(Digital Signal Processor) sensor interface circuit board are proposed. This DSP system accepts and process the informations from a wind speed & direction module, the atmospheric pressure sensor, the ambient air temperature sensor and transfers it to the PC monitering system. Especially, a wind speed & direction module and a DSP hardware are directly designed and applied. A wind speed & direction module have a construction that it have four film type RTD(Resistive Temperature Detectors) or film type Piezo sensors adhered around the circular metal body for obtaining vector informations about wind. By this structure, the module is enabled precise measurement having a robustness about vibration, humidity, corrosion. A sensor signal processing circuit is using TMS320F2812 TI(Texas Instrument) Corporation high speed DSP.
In this paper, a wind speed & direction module and the DSP(Digital Signal Processor) sensor interface circuit board are proposed. This DSP system accepts and process the informations from a wind speed & direction module, the atmospheric pressure sensor, the ambient air temperature sensor and transfers it to the PC monitering system. Especially, a wind speed & direction module and a DSP hardware are directly designed and applied. A wind speed & direction module have a construction that it have four film type RTD(Resistive Temperature Detectors) or film type Piezo sensors adhered around the circular metal body for obtaining vector informations about wind. By this structure, the module is enabled precise measurement having a robustness about vibration, humidity, corrosion. A sensor signal processing circuit is using TMS320F2812 TI(Texas Instrument) Corporation high speed DSP.
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문제 정의
본 연구에서는 RTD 온도센서 또는 피에조센서를 이용하는 풍향□풍속 모듈과 DSP 신호처리 보드를 제안하였다. 다소 거칠지만 저 비용의 센서시스템 설계를 통해 풍향 측정의 간편성을 얻을 수 있었으며, 데이터의 처리 및 분석을 위한 시스템 구성에 큰 성과가 있었다.
본 연구에서는 압축적이고, 경량, 저가의 시스템으로 이동성이 용이하며, 환경의 엄격함에 잘 대응할 수 있는 풍향□풍속, 주변 기온 및 대기압 측정 모듈과 신호처리를 위한 디지털 전자부 및 전원부 회로시스템을 설계한다. 풍향□풍속 모듈은 원기둥 모양 하우징과 그 둘레에 배치되어 있는 RTD 또는 피에조(Piezo) 센서시스템으로 구성된다.
제안 방법
그림 2에서는 피에조 주름센서를 이용하여 풍향□풍속 계측 모듈을 설계했을 때의 모양을 보인다. 4개의 박막형 피에조 주름센서를 이용하여 360도 방향 바람에 의한 진동을 계측하고, 이를 비교함으로써 바람의 방향과 세기를 계측한다. 이 방법은 RTD 사용에 비해 부가 센서들이 불필요하며, 경제적이다.
대기압과 주변온도의 측정은 공장출하 시 보정이 완료된 SMD(Surface Mounted Devices) 타입압저항성(Piezoresistive) 실리콘 마이크로머신 센서를 사용하였다. 이 센서모듈은 내부에 15비트 ADC를 내장하고 있으며, 3선의 외부 연결을 통해 직렬 데이터 통신이 가능하였다.
본 연구에서는 4개의 리본모양 RTD 센서를 50도 이상의 온도로 가열되는 금속실린더 주위에 90도 간격으로 배치하여 풍향 및 풍속벡터를 결정한다.
그리고 복수계의 저항센서를 배치하여 금속 실린더 주변의 온도 분포를 계측해 낼 수 있었으며, 이것에 의해 풍향을 결정할 수 있었다. 피에조 센서를 사용하는 경우에는 원기둥지지부 주위에 90도 간격으로 격벽을 설치한 후 주름이 잡힌 박막형 피에조 센서 4개를 배치하여 원기둥 실린더 주변의 바람의 진동 특성과 바람의 세기를 측정하였다.
대상 데이터
이 센서모듈은 내부에 15비트 ADC를 내장하고 있으며, 3선의 외부 연결을 통해 직렬 데이터 통신이 가능하였다. 신호처리부는 TI(Texas Instrument) 사의 제품으로 150MIPs, 32비트 급이며, 내부에 12비트(16채널)의 ADC를 내장하는 고속의 DSP인 TMS320F2812를 주 처리기로 사용하였다.
성능/효과
본 연구에서는 RTD 온도센서 또는 피에조센서를 이용하는 풍향□풍속 모듈과 DSP 신호처리 보드를 제안하였다. 다소 거칠지만 저 비용의 센서시스템 설계를 통해 풍향 측정의 간편성을 얻을 수 있었으며, 데이터의 처리 및 분석을 위한 시스템 구성에 큰 성과가 있었다. 앞으로 정교한 센서시스템의 설계와 다양한 풍속 실험 데이터의 확보를 통해 풍속과 센서 출력들 간의 신뢰성 있는 연관성을 확보하기 위해 노력한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
RTD는 무엇을 근거로 하는 온도 감지 센서인가?
RTD(저항 온도 감지기; 측온 저항체)는 금속 재질의 전기저항 변화를 근거로 하는 온도 감지 센서이다. 이런 응용에 가장 보편적으로 사용되는 재질은 플래티늄(Platinum)이란 금속이고, 보통 100Ω의 기준 값을 갖는 PT 100Ω으로 불린다.
본 논문에서 젱나한 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP 센서인터페이스 회로시스템의 특징은 무엇인가?
본 논문에서는 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP 센서인터페이스 회로시스템을 제안한다. 이 DSP 시스템은 풍향 풍속모듈, 대기압센서, 대기 온도 센서의 정보를 받아들이고, 빠르게 처리하여 PC 모니터링 시스템에 전달한다. 특히 풍향 풍속 모듈과 DSP 하드웨어는 직접 설계하여 적용한다. 풍향 풍속 모듈은 바람에 관한 벡터적 정보를 얻기 위해 4개의 박막형 RTD(Resistive Temperature Detectors) 또는 박박형 피에조센서를 원기둥 모양의 지지표면에 벡터적으로 배치하는 구조를 채택한다. 이 구조를 채택한 계측 모듈은 진동, 습기, 부식 등에 강인하면서 정확한 계측을 가능케 한다. 센서 신호처리 회로는 TI 사의 고속 DSP인 TMS320F2812 를 사용한다.
풍향․풍속 모듈은 어떻게 구성되는가?
본 연구에서는 압축적이고, 경량, 저가의 시스템으로 이동성이 용이하며, 환경의 엄격함에 잘 대응할 수 있는 풍향․풍속, 주변 기온 및 대기압 측정 모듈과 신호처리를 위한 디지털 전자부 및 전원부 회로시스템을 설계한다. 풍향․풍속 모듈은 원기둥 모양 하우징과 그 둘레에 배치되어 있는 RTD 또는 피에조(Piezo) 센서시스템으로 구성된다. 이 센서시스템은 RTD를 사용하는 경우 원기둥 지지부 표면은 가열(Heating) 코일에 의해 일정온도로 유지되며, 센서계의 표면적 대부분을 차지하는 금속 실린더의 온도는 저항센서 (Resistive Sensor)에 의해 측정된다.
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