2조. - 편집 역사

2020no2: /* 구성원 소개 */

2020-06-24T10:00:23Z

‎구성원 소개

2020no2: /* 구성원 소개 */

2020-06-24T09:56:41Z

‎구성원 소개

2020no2: /* 개념설계안 */

2020-06-23T11:33:06Z

‎개념설계안

2020no2: /* 완료작품의 평가 */

2020-06-23T11:31:02Z

‎완료작품의 평가

2020no2: /* 포스터 */

2020-06-23T11:29:33Z

‎포스터

2020no2: /* 프로토타입 사진 혹은 작동 장면 */

2020-06-23T11:29:16Z

‎프로토타입 사진 혹은 작동 장면

2020no2: /* 프로토타입 사진 혹은 작동 장면 */

2020-06-23T11:29:07Z

‎프로토타입 사진 혹은 작동 장면

2020no2: /* 상세설계 내용 */

2020-06-23T11:28:39Z

‎상세설계 내용

2020no2: /* 상세설계 내용 */

2020-06-23T11:27:54Z

‎상세설계 내용

2020no2: /* 이론적 계산 및 시뮬레이션 */

2020-06-23T11:25:14Z

‎이론적 계산 및 시뮬레이션

@@ 17번째 줄: / 17번째 줄: @@
 ===구성원 소개===
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2012XXX0** 문*일(팀장)
+서울시립대학교 토목공학부·과 20128600** 문*일(팀장)
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2015XXX0** 시*정
+서울시립대학교 토목공학부·과 20158600** 시*정
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2015XXX0** 오*헌
+서울시립대학교 토목공학부·과 20158600** 오*헌
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2017XXX0** 김*영
+서울시립대학교 토목공학부·과 20178600** 김*영
 ==서론==

@@ 17번째 줄: / 17번째 줄: @@
 ===구성원 소개===
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2011XXX0** 김*현(팀장)
+서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2012XXX0** 문*일(팀장)
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2011XXX0** 정*은
+서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2015XXX0** 시*정
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2011XXX0** 조*민
+서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2015XXX0** 오*헌
-서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2011XXX0** 이*수
+서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2017XXX0** 김*영
 ==서론==

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   가. 개 요
-     설계 사양에서는 설계 제품의 개략적인 구성에 대해서 살펴보았다. 우리 팀이 설계한 제품의 전체적인 성능은 각 부품의 성능에 따라서 달라질 수는 있지만, IOT의 실현은 AVR 코딩을 통한 우리가 주요하게 설계해야 할 부분이다. 코딩을 통해 설계해야 할 부분은 총 세 가지가 있는데, 첫 번째로는 센서에서부터 컴퓨터(또는 스마트폰)로의 데이터 송신이고, 두 번째로는 기기와 센서의 연결을 통한 자동 제어, 마지막으로는 컴퓨터(또는 스마트폰)와 기기의 연결을 통한 원격 제어의 실현이 주요 설계 과제이다. 추가적으로 우리팀은 현재 사용하려고 하는 광 산란식 센서에서도 문제점을 생각하였는데, 이것 또한 현재 설계 과제중점중 하나라고 생각된다. 이러한 과제를 어떤 방법으로 해결하고 구현 할 것인가를 아래에 하나씩 언급해 보겠다.
+설계 사양에서는 설계 제품의 개략적인 구성에 대해서 살펴보았다. 우리 팀이 설계한 제품의 전체적인 성능은 각 부품의 성능에 따라서 달라질 수는 있지만, IOT의 실현은 AVR 코딩을 통한 우리가 주요하게 설계해야 할 부분이다. 코딩을 통해 설계해야 할 부분은 총 세 가지가 있는데, 첫 번째로는 센서에서부터 컴퓨터(또는 스마트폰)로의 데이터 송신이고, 두 번째로는 기기와 센서의 연결을 통한 자동 제어, 마지막으로는 컴퓨터(또는 스마트폰)와 기기의 연결을 통한 원격 제어의 실현이 주요 설계 과제이다. 추가적으로 우리팀은 현재 사용하려고 하는 광 산란식 센서에서도 문제점을 생각하였는데, 이것 또한 현재 설계 과제중점중 하나라고 생각된다. 이러한 과제를 어떤 방법으로 해결하고 구현 할 것인가를 아래에 하나씩 언급해 보겠다.
   나. 센서와 PC(or Smart Phone)의 데이터 송⦁수신
-     센서의 데이터를 PC로 가져오기 위해서는 ATmega과 같은 마이크로컨트롤러가 내장된 센서가 필요하다. 우리 팀에서 직접 센서와 컨트롤러를 연결하여 사용하는 데에는 무리가 있어 시중에 칩과 센서가 연결된 것을 쉽게 구할 수 있으므로, 그것을 이용하여 PC와 센서의 연결을 시도하고자 한다. 그리하여 선택한 센서는 아두이노와 연동될 수 있는 센서이다. 아두이노란 단일 보드 마이크로컨트롤러로 완성된 보드와 관련 개발 도구 및 환경을 말한다. 아두이노와 호환이 되는 센서와 센서를 보드에 연결시켜줄 실드 그리고 아두이노 보드를 이용하여 보드와 센서를 연결하고 그리고 보드와 PC를 연결하려고 합니다. 그리고 PC에 아두이노 IDE(통합개별환경)을 이용하여 코딩을 할 예정이고 코딩을 통해서 데이터를 그래프 또는 직접적인 수치로 표현 받으려고 한다. 아래에는 우리 팀이 사용하려는 아두이노 보드 설계도이다.
+센서의 데이터를 PC로 가져오기 위해서는 ATmega과 같은 마이크로컨트롤러가 내장된 센서가 필요하다. 우리 팀에서 직접 센서와 컨트롤러를 연결하여 사용하는 데에는 무리가 있어 시중에 칩과 센서가 연결된 것을 쉽게 구할 수 있으므로, 그것을 이용하여 PC와 센서의 연결을 시도하고자 한다. 그리하여 선택한 센서는 아두이노와 연동될 수 있는 센서이다. 아두이노란 단일 보드 마이크로컨트롤러로 완성된 보드와 관련 개발 도구 및 환경을 말한다. 아두이노와 호환이 되는 센서와 센서를 보드에 연결시켜줄 실드 그리고 아두이노 보드를 이용하여 보드와 센서를 연결하고 그리고 보드와 PC를 연결하려고 합니다. 그리고 PC에 아두이노 IDE(통합개별환경)을 이용하여 코딩을 할 예정이고 코딩을 통해서 데이터를 그래프 또는 직접적인 수치로 표현 받으려고 한다. 아래에는 우리 팀이 사용하려는 아두이노 보드 설계도이다.
 [[파일:noname13.png]]
       일단 위의 설계도에서 ①로 표시된 부분은 센서에서 PC로 데이터를 가져오기 위한 첫 번째 단계로 리셋(초기화)단계이다. 사용하기 위해서는 초기단계로 초기화를 하는 단계가 우선적으로 필요하므로 코딩을 통하여 초기화를 처음으로 해줄 예정이다. 두 번째로 ③으로 표시된 부분은 PC로부터 UART 통신을 통해 센서를 작동시키고 그 후 ②의 경로를 통해 센서의 결과 값을 받는 코딩을 작성할 예정이다. 위 코딩 내용을 그림으로 표현하여 간단하게 보면 아래 그림과 같이 표현 할 수 있다. IOT의 실현을 위해서는 유선으로 된 USB가 아닌 Bluetooth를 이용할 예정이지만 데이터 업로드 방식에서는 차이가 나지 않으므로 코딩부분에서는 크게 다르게 할 점은 없다.
 [[파일:noname14.png]]
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 다. 기기와 센서의 연결을 통한 자동제어
-     기기 부분에서는 원래 Fog cannon을 사용하여 센서와 연결해야 하지만 비용적인 문제와 기기의 크기문제 그리고 센서와의 연결 및 부품의 부족의 문제로 실제 Fog cannon과의 직접적인 연결은 불가능할 것으로 우리 팀은 판단하였다. 이 때문에 Fog cannon과 비슷하게 물을 분사하는 초 미세입자 분무기 또는 초음파 가습기를 이용하는 아이디어로 기기를 대체 하고 비산먼지 저감능력을 검토해 보기로 하였다. 팀 내에서 토론을 하여 두 가지의 기기 중 한 가지로 결정하고자 하였는데, 초음파 가습기가 만들어내는 물의 입자 크기는 약 1~10um이고 분무기가 만들어 내는 물의 입자 크기는 약 85~120um로 두 개를 비교한 결과 초음파 가습기를 사용한 설계가 우리가 원하는 Fog cannon을 이용한 설계와 가장 비슷할 것이라 판단을 하였고 가습기를 기존 Fog cannon을 대체하여 사용하기로 했다. 일단 가습기와의 연결을 위해서 초음파 가습기와 아두이노 보드를 케이블을 사용하여 연결할 예정이다. 그리고 난 후 초음파 가습기의 전원에 센서의 데이터를 보낼 수 있도록 초음파 가습기와 보드를 연결한 핀을 코딩을 통해 출력으로 설정한 후(DDR, PORT를 설정함), 센서의 수치에 따라 0과 1의 신호를 보내도록 코딩 할 것이고 0은 전원의 OFF를 1은 전원의 ON을 의미하도록 코딩할 예정이다. 더 나아가서 출력신호를 1비트가 아닌 최대 8비트까지 전송이 가능하므로(마이크로컨트롤러 특성상 최대 8비트 입출력이 가능함), 전원 ON, OFF 뿐만 아니라 비산먼지 농도에 따라 물의 분사 능력을 조절하는 코드까지 설계해볼 예정이다. 아래의 그림은 위 기기와 센서의 연결과 코딩을 그림으로 표현한 것이다.
+기기 부분에서는 원래 Fog cannon을 사용하여 센서와 연결해야 하지만 비용적인 문제와 기기의 크기문제 그리고 센서와의 연결 및 부품의 부족의 문제로 실제 Fog cannon과의 직접적인 연결은 불가능할 것으로 우리 팀은 판단하였다. 이 때문에 Fog cannon과 비슷하게 물을 분사하는 초 미세입자 분무기 또는 초음파 가습기를 이용하는 아이디어로 기기를 대체 하고 비산먼지 저감능력을 검토해 보기로 하였다. 팀 내에서 토론을 하여 두 가지의 기기 중 한 가지로 결정하고자 하였는데, 초음파 가습기가 만들어내는 물의 입자 크기는 약 1~10um이고 분무기가 만들어 내는 물의 입자 크기는 약 85~120um로 두 개를 비교한 결과 초음파 가습기를 사용한 설계가 우리가 원하는 Fog cannon을 이용한 설계와 가장 비슷할 것이라 판단을 하였고 가습기를 기존 Fog cannon을 대체하여 사용하기로 했다. 일단 가습기와의 연결을 위해서 초음파 가습기와 아두이노 보드를 케이블을 사용하여 연결할 예정이다. 그리고 난 후 초음파 가습기의 전원에 센서의 데이터를 보낼 수 있도록 초음파 가습기와 보드를 연결한 핀을 코딩을 통해 출력으로 설정한 후(DDR, PORT를 설정함), 센서의 수치에 따라 0과 1의 신호를 보내도록 코딩 할 것이고 0은 전원의 OFF를 1은 전원의 ON을 의미하도록 코딩할 예정이다. 더 나아가서 출력신호를 1비트가 아닌 최대 8비트까지 전송이 가능하므로(마이크로컨트롤러 특성상 최대 8비트 입출력이 가능함), 전원 ON, OFF 뿐만 아니라 비산먼지 농도에 따라 물의 분사 능력을 조절하는 코드까지 설계해볼 예정이다. 아래의 그림은 위 기기와 센서의 연결과 코딩을 그림으로 표현한 것이다.
 [[파일:noname15.png]]
 [[파일:noname16.png]]
    기기와 센서의 연결에서도 마찬가지고 IOT의 기능을 실현하기 위해서 Bluetooth 칩셋 또는 WIFI 칩셋을 이용할 예정이다. 초음파 가습기에 Bluetooth 칩셋을 연결하는데 케이블 연결의 한계점과 가습기 및 블루투스 두 개의 전원 공급이 필요하다는 점에서 한계점이 보이고 있지만, 현재 팀원 간의 토의 중으로 다른 방법을 논의 중인 부분이다.
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    마지막으로 PC와 기기의 연결부분에 있어서는, PC와 센서의 보드와 연결되어 있고, 센서의 보드와 기기가 서로 연결되어 있으므로, 컴퓨터로부터 기기로 데이터를 송신하기에는 센서 보드의 마이크로컨트롤러를 이용하면 되어 쉽게 가능하지만, 문제점은 제어 프로그램의 생성이다. 이 문제에 대해서 우리 팀은 인터럽트(Interrupt)의 기능을 활용하여 코딩하는 방법을 활용하자고 판단했다. 인터럽트(Interrupt)란 CPU가 현재 진행 중인 연산 작업을 잠시 중단하고, 인터럽트에 의하여 요청된 새로운 연산 작업을 먼저 처리할 수 있도록 하는 것이다. 이것을 이용하면 센서의 데이터에 의해 마이크로컨트롤러 CPU가 기기를 자동으로 제어하고 있더라도, 사용자의 신호에 의해 인터럽트(Interrupt)가 실행될 경우 CPU에 의한 자동제어를 중단하고 사용자의 신호에 맞게 기기를 제어하게 된다. 따라서 코딩을 할 경우 이러한 인터럽트(Interrupt)를 사용하기 위해서는 마이크로컨트롤러의 INT에 해당하는 핀을 케이블을 이용하여 컴퓨터 또는 Bluetooth칩과 연결을 해야 한다. 그러고 난 후 코딩을 통하여 인터럽트(Interrupt)의 조건을 설정하고,  콘솔창 또는 실시간으로 데이터 사용자로부터 데이터를 입력받아 인터럽트(Interrupt)를 발생할 수 있도록 설정한다. 인터럽트(Interrupt)를 활용함으로써 마이크로컨트롤러 CPU가 기기를 자동으로 제어할 수 있고, 사용자의 명령이 서로 충돌하여 장애가 생기는 일 없이 작동이 가능하다고 생각하고 있다. 사용자의 명령 또는 신호 없을 때의 CPU 자동제어의 모습은 ‘그림 4’와 같고, 사용자 신호가 올 때 인터럽트(Interrupt)를 이용한 기기의 원격제어를 그림은 아래와 같다.
 [[파일:noname17.png]]
 인터럽트(Interrupt)의 수행도 IOT의 완벽 구현을 위해 Bluetooth 칩셋을 이용할 예정이지만, 현재 이용하려고 하는 Bluetooth의 칩셋의 최대 연결 가능한 핀이 총 8개로 인터럽트의 데이터까지 송수신을 위해서는 추가적인 Bluetooth의 칩셋을 이용하거나 더 많은 핀을 가진 Bluetooth 칩셋을 찾아보거나 그것 또한 여의치 않는다면, 선 작업이 필요할 수도 있다고 우리 팀은 판단하고 있다.
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    미세먼지 측정방식 중 우리 조가 채택한 광 산란방식은 대기 중에 부유하고 있는 입자상 물질에 빛을 조사한다. 이때, 입자상물질에 의하여 빛이 산란하게 되는데 물리적 성질이 동일한 입자상 물질에 빛을 조사하면 산란광의 양은 질량 농도에 비례하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 산란광의 양을 측정하고 그 값으로부터 입자상 물질의 농도를 구하는 방법이다.
 [[파일:noname18.png]]
 광산란 방식은 측정 주기가 짧아 실시간 측정이 가능하고 크기가 크지 않아 상대적으로 설치, 유지비용이 저렴하여 미세먼지 측정시스템에 소요되는 비용을 감소시킬 수 있다. 따라서 본 조에서는 위에서 언급한 베타선 흡수 방식의 한계점을 해결할 수 있는 광 산란방식의 미세먼지 측정 센서를 사용하고 사물인터넷 기술을 적용함으로써 주거 환경에서 실시간으로 공기질을 측정하는 시스템을 구현한다. 일반적으로 광산란 방식의 미세먼지 측정 센서는 광산란 방식의 구조적 특성 때문에 주변 환경의 변화(예: 빛, 공기 흐름)에 취약하며 이를 보완하기 위해서는 센서를 설치 할 때 추가적인 작업(예: 가림막 설치, 공기 흡입팬)이 수반되어야 한다. 본 조에서 가림막에 대한 설계도는 다음 그림과 같다.
 [[파일:noname19.png]]
 공기 흡입팬의 경우, 본 조에서는 코딩과 기기와의 호환 및 비용 등의 이유로 인해 미세먼지측정 센서를 GP2Y1014AU로 채택하였지만 이 기기가 공사장에 현실화되었을 때 더 정확한 측정값을 얻기 위해 자체적으로 팬이 내장되어 주기적으로 공기를 센서 내부로 흡입하여 측정할 수 있는 고성능의 미세먼지측정 센서를 이용하기를 권한다. 아래의 그림은 우리 팀에서 사용할 광 산란식 센서의 보드판과의 케이블 연결도를 나타낸 그림이다. 본 조의 설계에 있어서 가능하면 아래의 설계 회로를 포함한 가림막을 설치할 예정이다.
 [[파일:noname20.png]]
 [[파일:noname21.png]]

@@ 256번째 줄: / 256번째 줄: @@
 ===완료작품의 평가===
-내용
 ===향후계획===

@@ 250번째 줄: / 250번째 줄: @@
 ====포스터====
-내용
+[[파일:noname33.png]]
 ===관련사업비 내역서===

← 이전 판		2020년 6월 23일 (화) 11:29 판
239번째 줄:		239번째 줄:

	[[파일:noname32.png]]		[[파일:noname32.png]]
		+
		+
	1. 측정기로 미세먼지를 측정합니다.		1. 측정기로 미세먼지를 측정합니다.

@@ 237번째 줄: / 237번째 줄: @@
 ===완료 작품의 소개===
 ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====
-내용
 ====포스터====
 내용

@@ 221번째 줄: / 221번째 줄: @@
   미세먼지 센서가 제대로 동작할 수 있도록 해당 회로를 구성하여야합니다. 미세먼지센서와 150Ω 저항과 220uF 캐패시터를 통해 시정수를 맞춰줍니다. 그리고 아두이노와 미세먼지측정센서를 연결해야 하는데 미세먼지 6개의 핀은 아래와 같이 아두이노에 연결해 주면 됩니다.
   ◇ 물분사모듈 자동제어
@@ 300번째 줄: / 227번째 줄: @@
 초음파 가습의 구성은 간단하게 되어있습니다. 위의 그림에 나타나 있는 검은색 선과 빨간색 선을 각각 GND와 3.3V 또는 5V에 연결하게 되면 USB를 아두이노 보드에 연결하는 순간 작동될 것입니다. 하지만 우리조는 미세먼지 측정센서의 값에 따라 분무량을 조절하는 것이 목표이므로 검은색 선을 GND에 빨간색 선을 PMW가 가능한 핀(9번핀 사용예정)에 연결하여 분무량을 조조절 할 예정입니다. 그에 따른 아두이노 보드와 분무장치의 설계도는 다음과 같습니다.
   ◇ 블루투스 칩셋의 사용

@@ 211번째 줄: / 211번째 줄: @@
 ===상세설계 내용===
-내용
+◇ 미세 먼지 측정 센서 제어
 ==결과 및 평가==

@@ 182번째 줄: / 182번째 줄: @@
 ===이론적 계산 및 시뮬레이션===
-내용
 ===상세설계 내용===