휴대형 온습도 계측 엔클로징 최적화 설계 방안 연구 = Study of the optimal design technique of enclosure in portable temperature & humidity sensing devices
저자
전진택 ( Jintack Jeon ) ; 상완규 ( Wankyu Sang ) ; 이동훈 ( Donghoon Lee ) 연구자관계분석
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학술지명
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발행연도
2020
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
242-242(1쪽)
제공처
스마트팜은 최적의 생육환경 조성을 위해 정량적인 데이터를 기반으로 설계해야할 필요가 있다. 농업 현장에서 발생하는 유해가스, 먼지 및 분진, 엔클로징 내부 발열 등이 센서 측정값 오차의 원인이 될 수 있다. 다양한 환경에서 센서를 보호하고 엔클로징 내부 발열 문제에 대응하여 정확한 센서 정보를 제공할 수 있어야한다. 이에 최적 생육 진단이 가능한 하드웨어 설계가 요구된다. 본 연구에서는 선형회귀를 이용한 데이터 분석을 통해 엔클로징 최적화 설계 방안을 연구하였다.
하드웨어는 WiFi 통신을 지원하는 마이크로 컨트롤러(D1 mini, LOLIN, China)와 전원 공급부, 데이터로거(Micro SD shield), RTC(Real Time Clock), 온습도 센서(DHT22, RobotDyn, China)로 설계하였다. 온습도 센서는 온도 범위 -40~80℃에서 ±0.5℃, 습도 범위 20~90% RH에서 ±2% RH의 분해능을 가지고 있다. OLED 디스플레이 모듈을 추가하여 출력되는 측정 데이터 값을 모바일 Web 환경과 비교할 수 있도록 구성하였다. 시간 정보가 정상적으로 작동하면 OLED 디스플레이에 SD-OK 사이의 (-)가 2초 간격으로 점멸한다. 엔클로징 내부 습기가 차는 것을 방지하기 위해 케이스 상단과 하단에 대각선 방향으로 직경 1.5 cm크기로 공기 통로를 확보하였다. 분석을 위해 동일한 구성에 온습도 센서만 케이스 외부로 돌출시켜 대조군으로 설정하였다. 비교를 위해 휴대형 엔클로징 장치 4대, 대조군 1대를 항온항습기(HK-BI025)에 0℃~50℃ 구간의 온도환경조건으로 실험을 진행하였다. 데이터는 1분 간격으로 측정하여 microSD에 저장하였고, 측정 데이터는 엔클로징 센서값과 대조군 센서값을 독립변수, 종속변수로 설정하여 회귀분석을 진행하고 두 값의 상관관계를 결정계수(r2)로 해석하였다.
온습도센서에 대하여 엔클로징 장치 4대 분석 결과 온도 데이터는 r2ch1=0.9912, r2ch2=0.9909, r2ch3=0.9878, r2ch4=0.9903, 습도 데이터는 r2ch1=0.9459, r2ch2=0.9436, r2ch3=0.9498, r2ch4=0.9401의 결정계수를 나타냈다. 온습도 분포도는 직선에 가까운 선형을 보이고 있으며 센서별 온습도 분포 추세선의 방정식의 편차를 확인했다. 항온 항습장치 환경에서 수행한 센서별 온습도 선형 회귀 분석법으로 엔클로징 내부 센서 데이터를 정확하게 측정할 수 있었으며, 향후 현장 실험을 통해 그 성능을 평가할 것이다.
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