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연구목적: 아두이노를 이용하여 실시간 대지저항 데이터를 취득할 수 있는 스마트 대지저항 측정장치를 개발하여 낙뢰 등 이상전압으로부터 안전한 설비환경을 구축하는것에 목적이 있다. 연구방법: 본 논문 은 아두이노와 전력선 통신(PLC) 체계를 갖춘 대지저항 취득 및 분석 시스템을 개발하여 설계모델과 적 용사례를 연구하였다. 경남지역의 풍력발전 단지 내 일부 부지를 테스트 베드로 선정하여 신기술을 적용한 실시간 대지저항 데이터를 취득하였다. 전극배열은 웨너(Wenner) 4전극배열과 슐렘버거(Schlumberger) 전극배 열을 혼용한 스마트 전극배열을 채택하였다. 연구결과: 본 기술의 특징은 첫 번째로 스마트 다 전극의 깊 이를 각기 다르게 편성해 층간에 특이성을 가지는 지층 구조에도 취득 데이터의 오차범위를 축소하였 다. 두 번째로 스마트 접지전극에서 취득한 대지저항 데이터의 정보를 사물인터넷으로 실시간 송·수신 이 가능하도록 IT융합 기술을 적용하였다. 마지막으로 규칙적인 관리 체계를 구축하고 Server에 축적된 빅 데이터를 분석하여 다양한 요소들의 변화추이를 확인할 수 있으며, IT융합 환경에 최적의 접지 알고 리즘과 접지시스템 설계 모델링이 가능하다. 결론: 본 기술은 4차 산업 시대에 근간이 되는 도시 기반시 설에 낙뢰로 인한 서지(Surge)의 피해를 줄이고 최적화된 접지시스템 모델을 설계하여 사용자의 안전과 생명을 보호 할 것이다. 또한 순수 국산 기술력의 지적재산권을 확보하여 포스트 코로나 시대에 팬데믹 으로 정체되어있는 우리산업의 일자리 창출과 활기를 불어넣는 효과도 기대된다.

Purpose: The purpose is to establish a safe facility environment from abnormal voltages such as lightning by developing a smart land resistance measuring device that can acquire real-time land resistance data using Arduino. Method: This paper studied design models and application cases by developing a land resistance acquisition and analysis system with Arduino and a power line communication (PLC) system. Some sites in the wind power generation complex in Gyeongsangnam-do were selected as test beds, and real-time land resistance data applied with new technologies were obtained. The electrode arrangement adopted a smart electrode arrangement using a combination of a Wenner four electrode arrangement and a Schlumberger electrode arrangement. Result: First, the characteristic of this technology is that the depth of smart multielectrodes is organized differently to reduce the error range of the acquired data even in the stratigraphic structure with specificity between floors. Second, IT convergence technology was applied to enable real-time transmission and reception of information on land resistance data acquired from smart ground electrodes through the Internet of Things. Finally, it is possible to establish a regular management system and analyze big data accumulated in the server to check the trend of changes in various elements, and to model the optimal ground algorithm and ground system design for the IT convergence environment. Conclusion: This technology will reduce surge damage caused by lightning on urban infrastructure underlying the 4th industrial era and design an optimized ground system model to protect the safety and life of users. It is also expected to secure intellectual property rights of pure domestic technology to create jobs and revitalize our industry, which has been stagnant as a pandemic in the post-COVID-19 era.

본 논문에서 전력선 통신을 이용한 자동 측정기술과 아두이노를 이용한 데이터 수신방식을 채택한 스마트 대지저항 측정기 법을 설명하고자 한다. 대지는 물리학적으로 여러 개의 토양지층(고유저항)으로 구성된 집합체다. 우리나라 대지의 취득 데이터를 분석한 결과 일반적으로 2지층 또는 3지층 이상이 대부분이며, 이때 구한 지층별 고유저항 수치와 층별 두께 등의 데이터 를 접지설계에 바로 활용할 수 없다. 만약 대지가 단일 지층일 경우는 접지전극의 표피에서 대지상으로 유출되는 전류가 균등하 지만, 다양한 매질인 구조에서는 각 층에 따라 고유저항이 상이하게 되므로 대지로 유출되는 전류가 동일할 수 없을 것이다. 따라서 다양한 지층을 가지는 구조에서는 접지전극 표피에서 대지상으로 유출되는 전류의 밀도는 고유저항 수치에 반비례한 다고 가정한다면 각 지층에 전류가 균일하게 유출하는 단일지층의 구조로 토층을 모델링하여 변환된 1가지의 등가 고유저항을 갖게 조건을 갖춘다. 이러한 절차를 거쳐 분석한 대지의 고유저항을 전력･통신 설비 등의 접지설계에 적용하여 이용하게 된다. 스마트 접지전극에서 취득한 대지저항 데이터의 정보를 사물 인터넷으로 실시간 송･수신이 가능하도록 IT융합 기술을 적용하 였다. 따라서 규칙적인 관리체계를 구축하여 서버에 축적된 빅 데이터를 분석하여 다양한 요소들의 변화추이를 확인할 수 있 다. 대지의 지층 파라미터의 데이터를 스마트 다 전극으로 다양하게 취득하고 취득한 빅 데이터를 3차원적으로 분석하여 IT융 합 환경에 최적의 접지 알고리즘과 접지시스템 설계 모델링이 가능한 기술을 제안하고자 한다.

Scratch-based programming has come to be known as an effective programming tool because of its graphic instruction modules, which are designed to be assembled like the famous LEGO building blocks. These building block-like structures allow users to more easily program applications without using other more difficult programming languages such as C or Java, which are text-based. Therefore, it poses a good opportunity for application in educational settings, especially in primary schools. This paper presents an effective approach to developing an educational robot for use in elementary schools. Furthermore, we present the method for scratch programming based on the external modules need for the implementation of robot motion. Lastly, we design a systematic curriculum, titled “Play with a Robot,” and propose guidelines to using the educational programming language Scratch.

이 논문은 보안성과 성능이 향상된 새로운 스마트 도어록 시스템을 제안한다. 기존의 1세대 도어록은 보안성이 취약하다는 단점을 지닌다. 이를 해결하기 위해 NFC 기반 시스템이 제안되었으나 취약한 보안 문제를 완벽히 해결하지 못한다. 이 논문에서는 아두이노, 라즈베리 파이 및 다양한 센서를 이용한 스마트 도어록 시스템을 제안한다. 제안 시스템 구현을 위해 초음파센서, 라즈베리 파이 카메라, 부저, 서보모터를 이용한다. 또한 3D프린팅을 이용하여 제작한 프로토타입을 보인다.

이 논문은 보안성과 성능이 향상된 새로운 스마트 도어록 시스템을 제안한다. 기존의 1세대 도어록은 보안성이 취약하다는 단점을 지닌다. 이를 해결하기 위해 NFC 기반 시스템이 제안되었으나 취약한 보안 문제를 완벽히 해결하지 못한다. 이 논문에서는 아두이노, 라즈베리 파이 및 다양한 센서를 이용한 스마트 도어록 시스템을 제안한다. 제안 시스템 구현을 위해 초음파센서, 라즈베리 파이 카메라, 부저, 서보모터를 이용한다. 또한 3D프린팅을 이용하여 제작한 프로토타입을 보인다.

본 논문은 최근 정보통신의 발전과 보급을 이용하여 스마트홈을 비싼 비용을 들여 구축하는 것이 아니라 기존의 인프라와 국민 대다수가 가지고 있는 스마트폰 그리고 아두이노를 사용하여 저렴한 비용으로 스마트홈을 구축하는 것을 목표로 한다. 스마트 조명 제어 시스템을 구축할 통신 수단을 선택하기 위해서 각 통신 수단의 대역과 송/수신 범위를 비교 및 분석하였다. 그 결과 통신 수단으로는 블루투스를 사용하고 아두이노를 사용하여 기존 가전시설을 최대한 활용할 수 있게 하였다. 스마트 조명 제어 장치를 구성하는데 아두이노 우노 보드, 마이크로 서보 모터, 블루투스 모듈, 전원장치로 이루어진 컨트롤러와 컨트롤러를 제어하는 애플리케이션 두가지를 사용한다. 스마트폰에서 애플리케이션으로 컨트롤러를 조작하고 컨트롤러가 조명스위치를 조작하여 조명이 ON/OFF된다. 제안한 시스템으로 조명 제어 시스템뿐만 아니라 기존의 고비용 스마트홈 솔루션을 대체할 수 있을 것 으로 기대된다.

이 논문은 실내 환경을 개선하기 위한 창문 자동제어 시스템을 제안한다. 현대인들은 하루에 약 70% 이상을 실내에서 생활하고 있다. 이로 인해 실내 환경의 질이 매우 중요한 요소로 부각되면서 사람들의 관심이 크게 증가하고 있다. 이 논문에서는 아두이노, 라즈베리 파이 및 다양한 센서를 이용하여 실내 환경을 적정수준으로 유지하고 개선할 수 있는 창문 자동제어 시스템을 제안한다. 제안 시스템 구현을 위해 온습도 센서, 미세먼지 센서, 공기 질 센서, 모터 등을 이용한다. 또한 3D프린팅을 이용하여 제작한 프로토타입을 보인다.

이 논문은 실내 환경을 개선하기 위한 창문 자동제어 시스템을 제안한다. 현대인들은 하루에 약 70% 이상을 실내에서 생활하고 있다. 이로 인해 실내 환경의 질이 매우 중요한 요소로 부각되면서 사람들의 관심이 크게 증가하고 있다. 이 논문에서는 아두이노, 라즈베리 파이 및 다양한 센서를 이용하여 실내 환경을 적정수준으로 유지하고 개선할 수 있는 창문 자동제어 시스템을 제안한다. 제안 시스템 구현을 위해 온습도 센서, 미세먼지 센서, 공기 질 센서, 모터 등을 이용한다. 또한 3D프린팅을 이용하여 제작한 프로토타입을 보인다.